Nginx架構拆分集群

1、拆分數據庫至獨立服務器

1.1 為何要拆分數據庫

單臺服務器運行整個LNMP架構會導致網站訪問緩慢，當系統內存被吃滿時，很容易導致系統出現oom，從而kill掉MySQL數據庫，為了避免這種情況的發生，我們可以將數據庫服務拆分到獨立的服務器上部署。拆分數據庫可以帶來以下好處：

? 1.緩解web網站的壓力；

? 2.增強數據庫讀寫性能；

? 3.提高用戶訪問的速度；

1.2 數據庫拆分架構

image.png

1.3 數據庫拆分環境

1.4 拆分數據庫實踐

要將數據庫服務遷移到一個獨立的服務器運行，可以按照如下步驟進行操作：

? 1、首先，我們需要備份當前 Web 服務器上 MySQL 的數據。然后將備份的文件拷貝到新的數據庫服務器。

? 2、在新服務器上安裝 MySQL ，并導入剛才備份的數據，確保數據庫內容是最新的。

? 3、在新的 MySQL 服務上創建一個遠程可以訪問數據庫的用戶，并賦予對應的權限。

? 4、最后將應用程序數據庫的連接地址，指向新的數據庫服務器地址。

1、備份web服務器上的數據庫，然后將備份的文件拷貝到新的數據庫服務器上；

[root@web01 ~]# mysqldump -uroot -p'newy.net'-B wordpress zh > app-database.sql
[root@web01 ~]# scp app-database.sql root@172.16.1.51:/tmp

2、在新的數據庫服務器上安裝MySQL，然后導入數據

[root@db01 ~]# yum install mysql-server -y
[root@db01 ~]# systemctlenablemysqld --now

[root@db01 ~]# mysql -uroot < /tmp/app-database.sql

3、在新的MySQL服務上創建一個能通過遠程訪問的用戶

CREATE USER'app'@'%'IDENTIFIED BY'newy.net';
grant all privileges ON *.* TO'app'@'%';
flush privileges;

4、修改代碼指向新的數據庫

# wordpress

[root@web01 ~]# vim /code/wordpress/wp-config.php
define('DB_NAME','wordpress');
define('DB_USER','app');
define('DB_PASSWORD','newy.net');
define('DB_HOST','172.16.1.51');


# wecenter
[root@web01 zh]# grep -iR"newy.net"|grep -v cache
system/config/database.php: 'password'=>'newy.net',
[root@web01 zh]# vim /code/zh/system/config/database.php
'host'=>'172.16.1.51',
'username'=>'app',
'password'=>'newy.net',
'dbname'=>'zh',

2、擴展多臺相同的Web應用

2.1 為何要擴展多臺web節點

目前站點僅運行在一臺服務器上，那么它能夠同時處理的用戶數量是有限的。為了讓網站能夠接收更多的用戶請求，我們需要配置多臺服務器，來共同提供支撐。這樣做有幾個好處：

? 1、單臺web節點如果故障，會導致業務整體down機；

? 2、多臺web節點能保證業務的持續穩定，擴展性高；

? 3、多臺web節點能有效的提升用戶訪問網站的速度；

2.2 擴展多web節點架構

image.png

2.3 擴展多web節點環境

2.4 擴展多web節點實踐

基于現有的web01節點，快速擴展一臺web02的節點，數據庫統一使用db01
1、安裝LNP環境
2、將web01節點的Nginx、PHP配置文件拷貝至web02節點
3、將web01節點的代碼拷貝至web02節點
4、啟動服務，而后使用客戶端進行驗證服務；

1、安裝LNP環境（創建用戶、安裝軟件）

[root@web02 ~]# groupadd -g666 www
[root@web02 ~]# useradd -u666 -g666 www

[root@web02 ~]# scp -rp root@172.16.1.7:/etc/yum.repos.d/nginx.repo /etc/yum.repos.d/
[root@web02 ~]# yum install -y nginx php php-fpm php-cli 
php-common php-devel php-embedded php-gd php-mcrypt php-bcmath php-mbstring php-pdo php-xml 
php-mysqlnd php-opcache php-pecl-zip php-pecl-redis php-pecl-mongodb

2、使用 scp 或 rsync 將web01的nginx、php配置文件拷貝到web02

[root@web02 ~]# scp -rp root@172.16.1.7:/etc/nginx /etc/
[root@web02 ~]# scp -rp root@172.16.1.7:/etc/php-fpm.d /etc/
[root@web02 ~]# scp -rp root@172.16.1.7:/etc/php.ini /etc/

3、使用 scp 或 rsync 將web01的代碼拷貝到web02服務器上

[root@web01 ~]# tar czf code.tar.gz /code
[root@web01 ~]# scp code.tar.gz root@172.16.1.8:/tmp

[root@web02 ~]# tar xf /tmp/code.tar.gz -C /

4、啟動nginx與php-fpm并加入開機自啟

[root@web02 ~]# systemctlenablenginx php-fpm --now

3、拆分靜態資源至獨立服務器

3.1 為何要拆分靜態資源

當前后端有多臺web節點，會導致用戶上傳的圖片、視頻附件等內容僅上傳到了一臺web服務器，那么其他的web服務器則無法訪問到該圖片。為了解決這個問題，我們可以使用NFS共享存儲。這么做有幾個好處：

? 1、保證了多臺web節點靜態資源一致。

? 2、有效節省多臺web節點的存儲空間。

? 3、后期通過自動化更新代碼，只需要考慮更新代碼的變動，而無需考慮靜態資源。

3.2 拆分靜態資源架構

image.png

3.3 增加共享存儲環境

3.4 增加共享存儲實踐

配置共享存儲實現思路；

? 1、首先增加一臺獨立的服務器，然后安裝好對應的NFS，并對外共享目錄；

? 2、找到應用存儲靜態資源的路徑，而后將靜態資源全部同步到NFS存儲中；

? 3、將應用站點的靜態目錄，掛載到NFS存儲對應的目錄上；

1、安裝NFS

[root@nfs ~]# yum install nfs-utils -y

[root@nfs ~]#cat/etc/exports
/data/blog 172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash,anonuid=666,anongid=666)
/data/zh 172.16.1.0/24(rw,sync,all_squash,anonuid=666,anongid=666)

[root@nfs ~]#mkdir/data/{blog,zh} -p
[root@nfs ~]#chown-R www.www /data/
[root@nfs ~]# systemctl restart nfs-server

2、將靜態資源文件同步到共享存儲中

[root@web01 ~]# scp -rp /code/wordpress/wp-content/uploads/* root@172.16.1.22:/data/blog

3、各個節點掛載對應的存儲

[root@web01 ~]# mount -t nfs 172.16.1.22:/data/blog /code/wordpress/wp-content/uploads/
[root@web02 ~]# mount -t nfs 172.16.1.22:/data/blog /code/wordpress/wp-content/uploads/

4、問題思考

4.1 如何快速擴展新節點

如果我們添加了一臺C應用服務器，如何能實現快速擴展？

? 1.準備LNP環境，（手動 | Ansible）

? 2.拷貝任意A或B上的配置文件,代碼

? 3.掛載NFS存儲

4.2 多節點該如何訪問

現在有多個WEB服務器，該如何進行訪問?
1、DNS輪詢

? （1）需要所有的web節點具備公網IP地址

? （2）公網獨立IP需要費用，而且不便宜。

? （3）所有的web節點有公網IP，不安全。

? （4）DNS只有輪詢機制，沒有 健康檢查功能。

2、負載均衡

? （1）所有的web節點不需要有公網IP，能節省成本、并保證安全

? （2）能夠對后端的web節點進行健康檢查機制；

? （3）負載均衡有多種調度算法來滿足企業不同需求；

image.png

4.3 Nginx負載均衡配置

wordpress的配置

[root@proxy01 ~]#cat/etc/nginx/conf.d/proxy_blog.newy.net.conf

upstream blog {
  server 172.16.1.7:80;
  server 172.16.1.8:80;
}


server {
  listen 80;
  server_name blog.newy.net;
 
  location / {
    proxy_pass http://blog;
    proxy_set_header Host$http_host;
  proxy_set_header X-Forwarded-For$proxy_add_x_forwarded_for;
  }
}

zh的配置

[root@proxy01 ~]#cat/etc/nginx/conf.d/proxy_zh.newy.net.conf

upstream zh {
  server 172.16.1.7:80;
  server 172.16.1.8:80;
}


server {
  listen 80;
  server_name zh.newy.net;
 
  location / {
    proxy_pass http://zh;
    proxy_set_header Host$http_host;
  proxy_set_header X-Forwarded-For$proxy_add_x_forwarded_for;
  }

}

6.Nginx負載均衡會話共享

6.1 什么是會話保持

當用戶登陸一個網站服務器，網站服務器會將用戶的登陸信息存儲下來（存儲下來的內容叫Session），以保證我們能夠一直處于”登陸在線“狀態。

6.2 為什么需要會話保持

由于我們使用的是負載均衡輪詢機制，會導致用戶請求分散在不同的節點，從而造成會話無法保持。
假設用戶A，通過負載均衡登陸了網站，此時會話信息存儲在A節點，那么當它一刷新，負載均衡會將請求分發給B節點，那么B節點沒有用戶A的登陸信息，就會提示用戶A登陸，當A用戶點擊登陸時又會將請求分發給C節點，從而造成用戶A無法實現會話保持。

6.3 如何實現會話保持

? 1、粘性session：指Ngnix每次都將同一用戶的所有請求轉發至同一臺服務器上，及Nginx的 IP_hash。

? 2、session復制：每次session發生變化，就廣播給集群中的服務器，使所有的服務器上的session相同。

? 3、session持久化：將session存儲至數據庫中，像操作數據一樣操作session。

? 4、session共享：將session至內存數據庫中，使用redis，memcached實現。

? 5、Cookies植入： 使用負載均衡來實現，例如Haproxy；（在nginx中暫不實現）

6.4 會話保持場景演示

6.4.1 配置web節點

1.首先安裝并配置phpmyadmin

[root@web01 ~]# wget https://files.phpmyadmin.net/phpMyAdmin/5.2.1/phpMyAdmin-5.2.1-all-languages.zip
[root@web01 ~]# unzip phpMyAdmin-5.2.1-all-languages.zip -d /code/
[root@web01 ~]#ln-s /code/phpMyAdmin-5.2.1-all-languages/ /code/phpmyadmin

2.修改phpmyadmin連接遠程的數據庫

[root@web01 code]#cd/code/phpmyadmin
[root@web01 phpmyadmin]#cpconfig.sample.inc.php config.inc.php
[root@web01 phpmyadmin]# vim config.inc.php
/* Server parameters */
$cfg['Servers'][$i]['host'] ='172.16.1.51';

3.在多臺web上準備phpmyadmin的nginx配置文件*

[root@web01 phpmyadmin]#cat/etc/nginx/conf.d/phpmyadmin.newy.net.conf
server {
  listen 80;
  server_name admin.newy.net;
  root /code/phpmyadmin;

  location / {
    index index.php index.html;
  }

  location ~ .php$ {
    fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
    fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
    include fastcgi_params;
  }
}


#重啟Nginx服務
[root@web01 ~]# systemctl restart nginx

6.4.2 配置負載均衡

1.編寫一份proxy負載均衡的配置文件，將請求調度到后端web節點

[root@proxy01 ~]#cat/etc/nginx/conf.d/proxy_php.com.conf
upstream php {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80;
}
server {
    listen 80;
    server_name php.newy.net;
    location / {
        proxy_pass http://php;
        proxy_set_header Host$http_host;
    }
}

2.檢查語法并重載nginx

[root@proxy01 conf.d]# nginx -t
[root@proxy01 conf.d]# systemctl restart nginx

6.4.3 配置Redis服務

1.安裝redis內存數據庫

[root@db01 ~]# yum install redis -y

2.配置redis監聽在本地的內網網卡上

[root@db01 ~]# sed -i'/^bind/c bind 127.0.0.1 172.16.1.51'/etc/redis.conf

3.啟動redis

[root@db01 ~]# systemctl start redis
[root@db01 ~]# systemctlenableredis

6.4.4 配置php連接Redis

1.修改/etc/php.ini文件。[所有節點都需要操作]

[root@web ~]# vim /etc/php.ini
session.save_handler = redis
session.save_path ="tcp://172.16.1.41:6379"
;session.save_path ="tcp://172.16.1.41:6379?auth=123"#如果redis存在密碼，則使用該方式

2.注釋php-fpm.d/www.conf里面的兩條內容，否則session內容會一直寫入/var/lib/php/session目錄中，從而造成會話共享失敗。[所有節點都需要操作]

[root@web ~]# vim /etc/php-fpm.d/www.conf
;php_value[session.save_handler] = files
;php_value[session.save_path]  = /var/lib/php/session

3.重啟php-fpm服務。[所有節點都需要操作]

[root@web ~]# php-fpm -t
[root@web ~]# systemctl restart php-fpm

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