可扩展、高可用、负载均衡网站架构设计方案

[align=center]可扩展、高可用、负载均衡网站架构设计方案[/align]
作者：田逸(sery@163.com)
本作品已刊登在《IT实验室周报》第6期第6版
[align=left]基本需求: [/align]
1、
高可用性：将停止服务时间降低到最低甚至是不间断服务
2、
可扩展性：随着访问的增加，系统具备良好的伸缩能力
3、
可视性：系统、服务的状态处于一个实时的监控之下
4、
高性能高可靠性：经过优化的体系结构及合理的备份策略
5、
安全性：结构上的安全及主机的安全策略
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[align=left]基本思路[/align]
1、对于访问频繁，用户量大的对象（bbs,blog）采用某种合理的方式负载到多个服务器上。把数据库独立出来，准备2套mysql数据库，以实现主从复制，即减轻负载，又提高了可靠性。更近一步，使用mysql
proxy技术，实现主从服务器的读写分离，大大提高这个系统的性能和负载能力。
[align=left]2、数据库与外部网络隔离，只允许web服务器（bbs,blog等）通过私有地址方式访问。这样就提高了数据库的安全性，同时也节省了宝贵的带宽。[/align]
[align=left]3、部署监控系统，通过监控主机存活、服务、主机资源，实时把系统的健康状态置于可视状态，对系统的运营状态心中有数。[/align]
[align=left]4、备份是想都不用想的事情，使用单独的服务器集中备份，是一个比较不错的主意。[/align]
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[align=left]拓扑结构[/align]



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[align=left]业务逻辑[/align]





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[align=left]技术实现[/align]
1、负载均衡。2台同样配置的linux服务器，内核支持lvs,配置keepalived工具，即可实现负载转发。一旦其后的真实服务器出现故障，keepalived会自动把故障机器从转发队列删除掉，等到故障修复，它又会自动把真实服务器的地址加入转发列表。由于lvs支持会话保持，因此对于bbs
这样的应用，一点也不用担心其登录丢失。
2、mysql主从复制。即保证数据的安全，又提高了访问性能。我们在前端的每个web服务器上加入mysql
proxy这个工具，即可期待实现读写的自动分离，让写的操作发生在主数据库，让查询这类读操作发生在从数据库。
[align=left]3、nagios是一个开源的，受广泛欢迎的监控平台。它可对主机的存活、系统资源（磁盘空间、负载等）、网络服务进行实时监控。一旦探测到故障，将自动发送邮件（短信）通知故障。[/align]
4、备份。包括web数据和数据库服务器的备份。对于web服务而言，GNU tar即可实现备份的一切愿望。简单的设置一下crontab
就可以让系统在我们做梦的时刻老老实实的帮我们备份了。但是，由于空间的限制，不可能一直备份下去，所以要做一个合适的策略，以不断的用新的备份去替换陈旧的备份数据；多少天合适？看磁盘容量吧。对于数据库，先mysqldump一下，再tar.完成这些工作后把备份文件传输到备份服务器集中。一个比较省事的方法是把备份服务器以NFS方式挂接到web服务器及数据库服务器。
[align=left]5、web服务器。至少包括apache和mysql proxy这两个组件。Apache做bbs和blog的容器，以虚拟机方式把用户的请求转发到bbs目录或blog目录。[/align]
[align=left]6、安全措施。包含两层安全，一层是主机本身，另一层是结构（mysql从外部网络隔离）。实践证明，iptables是一个非常值得信赖的防火墙工具。在实际应用中，采取先关门后开窗的策略，大大增强系统的安全性。[/align]
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[align=left]组件[/align]
一、
硬件:
负载均衡2台(dell 1950),web服务器2-3台(dell1950),数据库2台(dell
2950),存储NAS(5T格式化后容量),备份4u服务器(带磁盘阵列5T容量),监控服务器1台(dell1850).
二、
软件：操作系统centos 5(定制安装)，负载均衡ipvsadm、keepalived,监控nagios,web服务apache+php等，数据库mysql,数据库代理mysql
proxy.
[align=left][/align]
[align=left]进度安排[/align]
1、
lvs负载均衡配置及测试：2-3天
2、
web服务器配置：2-3天
3、
mysql主从服务器配置：1-3天
4、
web数据迁移：1天
5、
数据库数据迁移：2天
6、
上线测试：1-2天
7、
正式上线：2天
[align=left] [/align]
[align=left] [/align]
[align=left]keepalived.conf[/align]

! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_instance VI_1 {
state master
interface eth0
virtual_router_id 59
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
61.61.61.100
#61.61.61.101
}
}

virtual_server 61.61.61.100 80 {
delay_loop 6
lb_algo rr
lb_kind DR
persistence_timeout 50
protocol TCP
real_server 61.61.61.102 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
real_server 61.61.61.103 80 {
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
nb_get_retry 3
delay_before_retry 3
connect_port 80
}
}
}

真实服务器虚拟ip设置脚本
#!/bin/bash

#description : start realserver

VIP=61.61.61.100

./etc/rc.d/init.d/functions

case "$1" in

start)

echo " start LVS of REALServer"

/sbin/ifconfig lo:0 $VIP broadcast $VIP netmask 255.255.255.255 up

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo "1" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo "2" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

;;

stop)

/sbin/ifconfig lo:0 down

echo "close LVS Directorserver"

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore

echo "0" >/proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce

;;

*)

echo "Usage: $0 {start|stop}"

exit 1

esac

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