haproxy和keepalived的个人理解

2016/05/16 21:35:48 No Comments

附参考文:http://weizhifeng.net/HA-with-HAProxy-and-KeepAlived.html

关于此两者,随便google一下都会有大量的文章,因此这里也不用介绍如何来进行安装和配置了。主要从一个整体方案的角度来描述什么要这样做,以及这样做所解决的问题。

所有的系统,都是先经历一个单台机器搞所有业务的时代,一个程序+一个mysql数据库,就可以满足开发及第一个版本上线的要求。随着,数据的增加以及业务的增长,这些应用就面临一个访问量的扩大以及扩展的问题。最简单的扩展就是水平扩展,原来由一个mysql增加为2个或多个,形成一个集群,这样最简单的能力就是提供更强的服务能力。如原来的访问量支持每秒1000,现在可以支持2000(理想值),相当于将服务能力分散到多个节点。
这里面涉及到多个问题,首先就是数据的相互备份,然后就是如何分配计算能力,外部如何来访问等。本文引入HaProxy和KeepAlived主要处理的就是一个外部访问问题。

在后面的介绍当中,假定有2个mysql,分别为mysqlA和mysqlB.

haproxy请求分发

可以理解为通过nginx来作后端的负载均衡,HaProxy可以通过监听一个统一的端口对外提供能力,然后内部进行分发。除支持http7层处理外,还顺便为mysql支持4层转发。(更高级的可以考虑采用lvs) 在这里,将两个mysql分别配置在backend当中,并且通过option mysql-check进行相应服务的检查。

程序进行访问时,就不再访问具体的mysql机器,而是访问这个HaProxy所在的机器。这里就提到需要一个额外的机器来提供服务,但是由于只为HaProxy使用,其根据很低,一个最低配机器即可,费用不大。
同时,相应的端口也填写HaProxy所暴露的端口即可。对外即认为也只仍然只有一个mysql,即对外是透明的。

HaProxy在进行处理时,将自己根据相应的策略进行转发,最简单的策略就是轮询(ribbon),当然其它加权或者是随机等,需要具体进行配置。同时,根据设定的具体时间间隔,对后端服务进行有效性检测,当mysqlA或B不能工作时,将自动从可用列表中移除。

在加上HaProxy之后,负载的问题被解决,但另一个问题又来了,即服务单点的问题。如果一旦这个HaProxy机器挂掉(或网络原因)。虽然,mysql服务器没挂,但整个服务也是不可用了。前端程序不会自动退回到去访问原始的mysql(甚至由于防火墙的问题,它也不能访问)。这时候就要用到另一个东西,保证HaProxy不会成为单点,即KeepAlived。

KeepAlived高可用

保证服务不会单点的作法就是加机器,但加机器就会出现多个ip,如何保证前端程序使用单个ip又能保证后端的实际处理机器为多台,这就是KeepAlived的作用。    

我们为了保证HaProxy的高可用,已经又加了一个机器,即为HaProxyA和HaProxyB(相当于原来的2个mysql机器,又加了2台HaProxy机器)。

通过KeepAlived,我们可以创造出第3个IP,由ip3来对外提供服务,但是与HaProxy的转发性质不同,这里的ip3实际上就是HaProxyA和HaProxyB的一个同名映射。可以理解为HaProxyA和HaProxyB都在争抢这个ip,哪个争抢到了,就由哪个来提供服务。可以理解为在一定的时间内,保证以下关系

IP3<=>IP1
IP2 wait IP3

因为KeepAlived不提供任何处理能力,实际上最终的处理能落在能够处理信息的程序上。因此,我们需要将KeepAlived和HaProxy部署在一起,即KeepAlived负责抢ip,接收前端的请求,在接收到了请求之后,由系统自动将请求分发到同一个机器上的HaProxy上进行处理。即一个机器有2个IP,ip1负责接收请求,ip2负责实际的信息处理(比喻而已,就是如何监听请求和端口处理程序)

在前面的处理模型当中,因为KeepAlived不处理请求,因此如果它所在机器上的HaProxy如果不可用,实际上这个模型也是有问题的。因此KeepAlived又要来监听自己机器上的HaProxy是否有效。在配置中,通过track_script指令可以达到这个效果,与HaProxy的工作模式差不多,它可以定时执行监控脚本来查看HaProxy是否可用。如果不可用,有2种处理办法,一种就是强行再启动HaProxy,另一种就是取消自己的抢占ip位(如将自己给kill掉),将相应的ip3的位置给让出来。这样IP2就能自动与IP3进行绑定(比喻),即由IP2来提供处理能力了。

在KeepAlived的配置之上,在单个时刻只有1台机器在进行工作,另一个机器在进行准备,可以理解为这里的服务能力只有1半。好在KeepAlived和HaProxy所占用资源都较小,费用不高。

最终部署模型

  1. MysqlA(ip5)和MysqlB(ip6)水平扩展,通过双主进行数据通信,并且同时提供服务能力
  2. 通过HaProxyA(ip3)和HaProxyB(ip4)提供mysql的负载能力,将请求路由到指定的mysql服务器,同时监控后端的mysql数据库可用性
  3. 将KeepAlivedA和KeepAlivedB分别和HaProxyA和HaProxyB部署在一起,同时绑定VIP ip1,对外提供访问ip,同时监控本机的HaProxy的可用性

通过以上的部署,一个最前端的数据访问可能是以下的访问路径

IP1=>IP3->IP5
IP1=>IP3->IP6
IP1=>IP4->IP5
IP1=>IP4->IP6

注:本文假定mysql为双主部署,而不是主备,主要考虑不要浪费资源,并且没有额外的备份,主要是简化模型

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