基于Linux平臺的Web服務(wù)器集群架構(gòu)設(shè)計

榮露威,陳麗瓊

(湖南科技學(xué)院 智能制造學(xué)院,湖南 永州 425199)

0 引言

業(yè)務(wù)的穩(wěn)定和快速是每個電商平臺都追求的目標(biāo)。在網(wǎng)上流行的購物狂歡節(jié),購物網(wǎng)站在短時間內(nèi)要處理人們大量的數(shù)據(jù)請求,這對服務(wù)器的壓力是巨大的,如果服務(wù)器承受不了這樣的訪問量,導(dǎo)致宕機(jī),業(yè)務(wù)不能進(jìn)行,對于電商企業(yè)的損失是巨大的。所以開發(fā)研究出穩(wěn)定高性能的新架構(gòu)是非常有意義的[1]。

1 服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計和實現(xiàn)

1.1 服務(wù)器架構(gòu)需求分析

本文設(shè)計的是Web服務(wù)器集群,首先應(yīng)該滿足現(xiàn)代企業(yè)對自身網(wǎng)站短時間內(nèi)能夠承受大量的訪問請求,所以針對這個需求,采用負(fù)載均衡架構(gòu)設(shè)計,使用一臺Nginx服務(wù)器作為反向代理服務(wù)器,將其置于架構(gòu)的最前面,只用于接收外部的訪問請求,并且通過配置算法分發(fā)給多個下級服務(wù)器處理,而自身并不參與請求處理。

企業(yè)必定要求業(yè)務(wù)有較高的穩(wěn)定性,首先除了有情況維護(hù)之外,網(wǎng)站的運(yùn)行一定是7×24不間斷的,對于這樣的需求,應(yīng)當(dāng)使用高可用設(shè)計保證架構(gòu)的穩(wěn)定性,上述提到的Nginx反向代理服務(wù)器,作為對外表現(xiàn)為Web服務(wù)器的代理服務(wù)器,結(jié)構(gòu)的單節(jié)點處肯定要承受比較大的壓力,單節(jié)點就要考慮單點故障的問題。在結(jié)構(gòu)負(fù)載較大可能導(dǎo)致單節(jié)點出現(xiàn)宕機(jī),需要設(shè)計另一臺Nginx反向代理服務(wù)器作為備用,一臺作為主,兩者用heartbeat相連。當(dāng)主故障時,Heatbeat啟動,資源和進(jìn)程自動切換到備用機(jī)器上,保證業(yè)務(wù)繼續(xù)進(jìn)行[2]。

1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

結(jié)構(gòu)設(shè)計總體分為兩部分,公司內(nèi)網(wǎng)的服務(wù)器和外網(wǎng)的客戶端。公司內(nèi)網(wǎng)采用私有地址,以Nginx作為反向代理服務(wù)器,保證內(nèi)網(wǎng)服務(wù)器安全,單出入口有利于數(shù)據(jù)監(jiān)控和訪問控制。客戶端模擬使用外網(wǎng)網(wǎng)段,Nginx代理服務(wù)器上應(yīng)當(dāng)有兩個網(wǎng)卡,一個配置外網(wǎng)網(wǎng)段,一個網(wǎng)卡配置內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)段,用來連通內(nèi)外網(wǎng)。Nginx處理客戶端發(fā)來的請求,再分發(fā)給下級的多個請求處理服務(wù)器,首先判斷是什么種類的訪問請求,動態(tài)還是靜態(tài),當(dāng)是靜態(tài)時直接將請求分發(fā)給Squid處理,其他請求則直接分發(fā)給Web服務(wù)器處理。在將請求交給Squid靜態(tài)加速服務(wù)器時使用加權(quán)輪詢函數(shù)進(jìn)行分發(fā),再加上URL_Hash分發(fā)函數(shù),來自同一個URL的請求都會調(diào)取給同一個后端去處理,以提高后臺緩存數(shù)據(jù)命中率[3]。

1.3 架構(gòu)實現(xiàn)

1.3.1 主干架構(gòu)LNMP搭建

Linux平臺使用Redhat6.5版本系統(tǒng),Nginx在這個結(jié)構(gòu)中作為HTTP使用,MYSQL作為數(shù)據(jù)庫,PHP作為Web界面動態(tài)處理器。大體結(jié)構(gòu)處理流程如下:

收到外部訪問請求,若是請求靜態(tài)數(shù)據(jù),Nginx直接返回靜態(tài)頁面,若有動態(tài)數(shù)據(jù),比如賬號密碼,交給PHP執(zhí)行網(wǎng)頁動態(tài)數(shù)據(jù)代碼,再通過接口與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)請求,處理好的數(shù)據(jù)返回給客戶端,如此就完成一次動態(tài)請求處理。第一,搭建前環(huán)境準(zhǔn)備;第二,安裝MySQL;第三,編譯安裝PHP;第四,編譯安裝Nginx[4]。

1.3.2 部署Squid靜態(tài)加速服務(wù)器及Nginx反向代理服務(wù)器

Nginx反向代理主要作用是分發(fā)訪問請求給下一級的Squid靜態(tài)加速服務(wù)器以及代理后端Web對外表現(xiàn)為Web服務(wù)器,配置文件中設(shè)置與Squid服務(wù)器連接使用3128端口,兩個Squid服務(wù)器的分發(fā)權(quán)重都為1,表示兩者都等量輪詢分發(fā),后端代理Web的IP地址為192.168.1.40,端口80。

1.3.3 實現(xiàn)MySQL主從備份

MySQL支持單向,異步,實時復(fù)制,復(fù)制過程中一個服務(wù)器充當(dāng)主服務(wù)器,而一個或多個其他服務(wù)器充當(dāng)從服務(wù)器。復(fù)制的過程如下:(1)slave端的IO線程連上master端,發(fā)出請求;(2)master端返回給slave端,bin log文件名和位置信息;(3)IO線程把master端的bin log內(nèi)容依次寫到slave端relay bin log里,并把master端的bin-log文件名和位置記錄到master.info里;(4)salve端的sql線程,檢測到relay bin log中內(nèi)容更新,就會解析relay log里更新的內(nèi)容,并執(zhí)行這些操作。也就是說salve執(zhí)行和master一樣的操作而達(dá)到數(shù)據(jù)同步的目的。

1.3.4 部署Heartbeat心跳線

心跳:主和備每隔一定時間會有一個通信信息,稱之為心跳,主要作用的就是備機(jī)監(jiān)控主機(jī)是否存活,若超過設(shè)置時間沒有收到通信信息則視為主機(jī)死亡,備機(jī)接管主機(jī)資源代替其完成工作。心跳線:串口(console)或者RJ-45連接。(1)臺Nginx代理服務(wù)器上安裝Heartbeat;(2)先只在主Nginx代理服務(wù)器上進(jìn)行配置,配完后,再拷到備用服務(wù)器上;(3)修改認(rèn)證信息配置文件;(4)修改資源配置文件;(5)修改備用nginx服務(wù)器上配置。

1.4 測試

第一,在主干結(jié)構(gòu)LNMP測試中,從用戶角度訪問網(wǎng)頁,不管是靜態(tài)頁面還是動態(tài)頁面,還有兩種組合的Discuz論壇頁面,都能進(jìn)行訪問,則說明主干結(jié)構(gòu)完整并達(dá)到預(yù)期基本功能。第二,架構(gòu)性能優(yōu)化模塊的測試。在Memcache模塊測試中,先用PHP代碼寫好一個測試頁面,在訪問之后Memcache應(yīng)該對其進(jìn)行了緩存,關(guān)閉之后應(yīng)該不能進(jìn)行解析訪問,測試結(jié)果也和預(yù)期的一樣,表明Memcache功能正常。第三,Opcache模塊測試,這個測試主要是進(jìn)行模塊性能測試,測試在模塊有無開啟和不同并發(fā)量的情況下,服務(wù)器的處理速度,通過對比分析測試結(jié)果可以看出,有Opcache的情況下,處理速度更快,而且在并發(fā)量越大的情況下差距越明顯。第四,Squid靜態(tài)加速模塊,在通過Squid訪問了一個從未訪問的頁面之后,其中的靜態(tài)信息會被Squid緩存在內(nèi)存中,下次訪問則直接調(diào)取內(nèi)存中的靜態(tài)信息,加快訪問速度,分析Squid的命中測試結(jié)果之后,發(fā)現(xiàn)命中靜態(tài)信息,表示Squid功能運(yùn)行正常,再關(guān)閉Squid之后,訪問頁面無法解析到靜態(tài)信息,也表示了Squid正常運(yùn)行和工作方式。

2 結(jié)語

本文主要目的是得到一個Linux系統(tǒng)下的新型Web服務(wù)器架構(gòu)解決方案。經(jīng)過研究如今流行的LAMP和LNMP結(jié)構(gòu) ,了解其中的工作原理,最終完成了一個能夠部署與企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的Web服務(wù)器集群解決方案。