RabbitMQ---集群，Haproxy+Keepalive 实现高可用负载均衡，Federation Exchange和Federation Queue

2021-12-07 17:28:45 浏览数 (1)

RabbitMQ---集群

  • 使用集群的原因
  • 搭建步骤
  • 镜像队列
    • 使用镜像的原因
    • 搭建步骤
      • 1.启动三台集群节点
      • 2.随便找一个节点添加 policy(策略)
      • 测试
  • Haproxy Keepalive 实现高可用负载均衡
    • 整体架构图
    • Haproxy 实现负载均衡
    • 搭建步骤
    • Keepalived 实现双机(主备)热备
      • 搭建步骤
  • Federation Exchange--联邦交换机---两地数据同步
    • 联邦交换机诞生的原因
    • 搭建步骤
  • Federation Queue--联邦队列
    • 使用它的原因
    • 搭建步骤
  • Shovel
    • 使用它的原因
    • 搭建步骤

使用集群的原因

最开始我们介绍了如何安装及运行 RabbitMQ 服务，不过这些是单机版的，无法满足目前真实应用的要求。如果 RabbitMQ 服务器遇到内存崩溃、机器掉电或者主板故障等情况，该怎么办？

单台 RabbitMQ服务器可以满足每秒 1000 条消息的吞吐量，那么如果应用需要 RabbitMQ 服务满足每秒 10 万条消息的吞吐量呢？

购买昂贵的服务器来增强单机 RabbitMQ 务的性能显得捉襟见肘，搭建一个 RabbitMQ 集群才是解决实际问题的关键

搭建步骤

或者

1.修改 3 台机器的主机名称

代码语言：javascript复制
vim /etc/hostname
node1
node2
node3

2.配置各个节点的 hosts 文件，让各个节点都能互相识别对方

代码语言：javascript复制
vim /etc/hosts
10.211.55.74 node1
10.211.55.75 node2
10.211.55.76 node3

3.确保各个节点的 cookie 文件使用的是同一个值

在 node1 上执行远程操作命令

将第一台机器的cookie复制给第二台和第三台

代码语言：javascript复制
scp /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie root@node2:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
scp /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie root@node3:/var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie

4.启动 RabbitMQ 服务,顺带启动 Erlang 虚拟机和 RbbitMQ 应用服务(在三台节点上分别执行以下命令)

代码语言：javascript复制
rabbitmq-server -detached

5.在节点 2 执行

rabbitmqctl stop_app

(rabbitmqctl stop 会将 Erlang 虚拟机关闭，rabbitmqctl stop_app 只关闭 RabbitMQ 服务)

rabbitmqctl reset

rabbitmqctl join_cluster rabbit@node1

rabbitmqctl start_app(只启动应用服务)

关闭当前node2节点上的rabbitmq服务，并进行重置，然后把自己加入1号节点当中，然后再重启

6.在节点 3 执行

rabbitmqctl stop_app

rabbitmqctl reset

rabbitmqctl join_cluster rabbit@node2

rabbitmqctl start_app

7.集群状态

rabbitmqctl cluster_status

8.需要重新设置用户

在其中任意一台机器上创建即可

创建账号

代码语言：javascript复制
rabbitmqctl add_user admin 123

设置用户角色

代码语言：javascript复制
rabbitmqctl set_user_tags admin administrator

设置用户权限

代码语言：javascript复制
rabbitmqctl set_permissions -p "/" admin ".*" ".*" ".*"

进入web页面查看详情:

http://192.168.112.128:15672/#/

9.解除集群节点(node2 和 node3 机器分别执行)

代码语言：javascript复制
rabbitmqctl stop_app
rabbitmqctl reset
rabbitmqctl start_app
rabbitmqctl cluster_status
rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@node2(node1 机器上执行)

镜像队列

使用镜像的原因

如果 RabbitMQ 集群中只有一个 Broker 节点，那么该节点的失效将导致整体服务的临时性不可用，并且也可能会导致消息的丢失。可以将所有消息都设置为持久化，并且对应队列的durable属性也设置为true，但是这样仍然无法避免由于缓存导致的问题：因为消息在发送之后和被写入磁盘井执行刷盘动作之间存在一个短暂却会产生问题的时间窗。通过 publisherconfirm 机制能够确保客户端知道哪些消息己经存入磁盘，尽管如此，一般不希望遇到因单点故障导致的服务不可用

引入镜像队列(Mirror Queue)的机制，可以将队列镜像到集群中的其他 Broker 节点之上，如果集群中的一个节点失效了，队列能自动地切换到镜像中的另一个节点上以保证服务的可用性

搭建步骤

1.启动三台集群节点

2.随便找一个节点添加 policy(策略)

镜像队列的配置通过添加policy完成，policy添加的命令为：

代码语言：javascript复制
rabbitmqctl set_policy [-p Vhost] Name Pattern Definition [Priority]
 
-p Vhost： 可选参数，针对指定vhost下的queue进行设置
Name: policy的名称
Pattern: queue的匹配模式(正则表达式)
Definition：镜像定义，包括三个部分ha-mode, ha-params, ha-sync-mode
    ha-mode:指明镜像队列的模式，有效值为 all/exactly/nodes
        all：表示在集群中所有的节点上进行镜像
        exactly：表示在指定个数的节点上进行镜像，节点的个数由ha-params指定
        nodes：表示在指定的节点上进行镜像，节点名称通过ha-params指定
    ha-params：ha-mode模式需要用到的参数
    ha-sync-mode：进行队列中消息的同步方式，有效值为automatic和manual
priority：可选参数，policy的优先级

例如，对队列名称以“queue_”开头的所有队列进行镜像，并在集群的两个节点上完成进行，policy的设置命令为：

代码语言：javascript复制
rabbitmqctl set_policy --priority 0 --apply-to queues mirror_queue "^queue_" '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'

也可以通过RabbitMQ的web管理界面设置：

RabbitMQ之镜像队列

测试

启动生产者，发现创建了一个队列

并且该队列确实在两个节点上做了镜像，一个是当前节点，一个是dhy2节点

关闭dhy节点

此时在dhy2和dhy3上做了镜像

就算整个集群只剩下一台机器了 依然能消费队列里面的消息, 说明队列里面的消息被镜像队列传递到相应机器里面了

Haproxy Keepalive 实现高可用负载均衡

整体架构图

Haproxy 实现负载均衡

HAProxy 提供高可用性、负载均衡及基于 TCPHTTP 应用的代理，支持虚拟主机，它是免费、快速并且可靠的一种解决方案，包括 Twitter,Reddit,StackOverflow,GitHub 在内的多家知名互联网公司在使用。HAProxy 实现了一种事件驱动、单一进程模型，此模型支持非常大的井发连接数。

扩展 nginx,lvs,haproxy 之间的区别: http://www.ha97.com/5646.html

搭建步骤

1.下载 haproxy(在 node1 和 node2)

代码语言：javascript复制
yum -y install haproxy

2.修改 node1 和 node2 的 haproxy.cfg

代码语言：javascript复制
vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

需要修改红色 IP 为当前机器 IP

3.在两台节点启动 haproxy

代码语言：javascript复制
haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg

4.查看是否启动成功

代码语言：javascript复制
ps -ef | grep haproxy

4.访问地址

代码语言：javascript复制
http://10.211.55.71:8888/stats

Keepalived 实现双机(主备)热备

试想如果前面配置的 HAProxy 主机突然宕机或者网卡失效，那么虽然 RbbitMQ 集群没有任何故障但是对于外界的客户端来说所有的连接都会被断开结果将是灾难性的为了确保负载均衡服务的可靠性同样显得十分重要，这里就要引入 Keepalived 它能够通过自身健康检查、资源接管功能做高可用(双机热备)，实现故障转移.

搭建步骤

1.下载 keepalived

代码语言：javascript复制
yum -y install keepalived

2.节点 node1 配置文件

代码语言：javascript复制
vim /etc/keepalived/keepalived.conf

3.节点 node2 配置文件

代码语言：javascript复制
需要修改 global_defs 的 router_id,如:nodeB
其次要修改 vrrp_instance_VI 中 state 为"BACKUP"；
最后要将 priority 设置为小于 100 的值

4.添加 haproxy_chk.sh

(为了防止 HAProxy 服务挂掉之后 Keepalived 还在正常工作而没有切换到 Backup 上，所以这里需要编写一个脚本来检测 HAProxy 务的状态,当 HAProxy 服务挂掉之后该脚本会自动重启HAProxy 的服务，如果不成功则关闭 Keepalived 服务，这样便可以切换到 Backup 继续工作)

代码语言：javascript复制
vim /etc/keepalived/haproxy_chk.sh(可以直接上传文件)
修改权限 chmod 777 /etc/keepalived/haproxy_chk.sh

5.启动 keepalive 命令(node1 和 node2 启动)

代码语言：javascript复制
systemctl start keepalived

6.观察 Keepalived 的日志

代码语言：javascript复制
tail -f /var/log/messages -n 200

7.观察最新添加的 vip

代码语言：javascript复制
ip add show

8.node1 模拟 keepalived 关闭状态

代码语言：javascript复制
systemctl stop keepalived

9.使用 vip 地址来访问 rabbitmq 集群

Federation Exchange–联邦交换机—两地数据同步

联邦交换机诞生的原因

(broker 北京)，(broker 深圳)彼此之间相距甚远，网络延迟是一个不得不面对的问题。

有一个在北京的业务(Client 北京) 需要连接(broker 北京)，向其中的交换器 exchangeA 发送消息，此时的网络延迟很小，(Client 北京)可以迅速将消息发送至 exchangeA 中，就算在开启了 publisherconfirm 机制或者事务机制的情况下，也可以迅速收到确认信息。

此时又有个在深圳的业务(Client 深圳)需要向 exchangeA 发送消息，那么(Client 深圳) (broker 北京)之间有很大的网络延迟，(Client 深圳) 将发送消息至 exchangeA 会经历一定的延迟，尤其是在开启了 publisherconfirm 机制或者事务机制的情况下，(Client 深圳) 会等待很长的延迟时间来接收(broker 北京)的确认信息，进而必然造成这条发送线程的性能降低，甚至造成一定程度上的阻塞。

将业务(Client 深圳)部署到北京的机房可以解决这个问题，但是如果(Client 深圳)调用的另些服务都部署在深圳，那么又会引发新的时延问题，总不见得将所有业务全部部署在一个机房，那么容灾又何以实现？

这里使用 Federation 插件就可以很好地解决这个问题

搭建步骤

1.需要保证每台节点单独运行

2.在每台机器上开启 federation 相关插件

代码语言：javascript复制
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_federation
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_federation_management

此时web界面会多出来两个选项

3.原理图(先运行 consumer 在 node2 创建 fed_exchange)

但有消息发送给上游交换机时，上游交换机会把消息发给联邦交换机一份，通过联邦交换机发给下游交换机，达到数据同步

4.在 downstream(node2)配置 upstream(node1)

对node2来说，node1是上游

4.添加 policy

给指定前缀开头的交换机添加联邦策略

5.成功的前提

Federation Queue–联邦队列

使用它的原因

联邦队列可以在多个 Broker 节点(或者集群)之间为单个队列提供均衡负载的功能。

一个联邦队列可以连接一个或者多个上游队列(upstream queue)，并从这些上游队列中获取消息以满足本地消费者消费消息的需求。

搭建步骤

1.原理图

node2被联邦到了node1后，当node1的队列接收到消息时，会把接收到的消息发送给node2的队列

2.添加 upstream(同上)

将node1指定为node2的上游

3.添加 policy

为指定队列添加联邦策略

Shovel

使用它的原因

Federation 具备的数据转发功能类似，Shovel 够可靠、持续地从一个 Broker 中的队列(作为源端，即source)拉取数据并转发至另一个 Broker 中的交换器(作为目的端，即 destination)。

作为源端的队列和作为目的端的交换器可以同时位于同一个 Broker，也可以位于不同的 Broker 上。

Shovel 可以翻译为"铲子"，是一种比较形象的比喻，这个"铲子"可以将消息从一方"铲子"另一方。

Shovel 行为就像优秀的客户端应用程序能够负责连接源和目的地、负责消息的读写及负责连接失败问题的处理。

搭建步骤

1.开启插件(需要的机器都开启)

代码语言：javascript复制
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_shovel
rabbitmq-plugins enable rabbitmq_shovel_management

开启后web界面出现这两个选项

2.原理图(在源头发送的消息直接回进入到目的地队列)

3.添加 shovel 源和目的地

node.js rabbitmq 网络安全 负载均衡

0 人点赞