Consul+upsync+Nginx实现动态负载均衡

游炳

2023-12-01

什么是动态负载均衡

传统的负载均衡，如果Upstream参数发生变化，每次都需要重新加载nginx.conf文件,因此扩展性不是很高，所以我们可以采用动态负载均衡，实现Upstream可配置化、动态化，无需人工重新加载nginx.conf。这类似分布式的配置中心

动态负载均衡实现方案

Consul+Consul-template
每次发现配置更改需要raload nginx，重启Nginx。
Consul+OpenResty 实现无需raload动态负载均衡
Consul+upsync+Nginx 实现无需raload动态负载均衡

Consul

Consul快速入门

Consul是一款开源的分布式服务注册与发现系统，通过HTTP API可以使得服务注册、发现实现起来非常简单，它支持如下特性。

服务注册：服务实现者可以通过HTTP API或DNS方式，将服务注册到Consul。
服务发现：服务消费者可以通过HTTP API或DNS方式，从Consul获取服务的IP和PORT。
故障检测：支持如TCP、HTTP等方式的健康检查机制，从而当服务有故障时自动摘除。
K/V存储：使用K/V存储实现动态配置中心，其使用HTTP长轮询实现变更触发和配置更改。
多数据中心：支持多数据中心，可以按照数据中心注册和发现服务，即支持只消费本地机房服务，使用多数据中心集群还可以避免单数据中心的单点故障。
Raft算法：Consul使用Raft算法实现集群数据一致性。

Consul环境搭建

下载consul_0.7.5_linux_amd64.zip

wget https://releases.hashicorp.com/consul/0.7.5/consul_0.7.5_linux_amd64.zip
解压consul_0.7.5_linux_amd64.zip

unzip consul_0.7.5_linux_amd64.zip

如果解压出现该错误
-bash: unzip: 未找到命令

解决办法
yum -y install unzip
执行以下 ./consul 出现以下信息就说明安装成功

[root@localhost soft] ./consul
usage: consul [–version] [–help] []
Available commands are:
agent Runs a Consul agent
configtest Validate config file
event Fire a new event
exec Executes a command on Consul nodes
force-leave Forces a member of the cluster to enter the “left” state
info Provides debugging information for operators
join Tell Consul agent to join cluster
keygen Generates a new encryption key
keyring Manages gossip layer encryption keys
kv Interact with the key-value store
leave Gracefully leaves the Consul cluster and shuts down
lock Execute a command holding a lock
maint Controls node or service maintenance mode
members Lists the members of a Consul cluster
monitor Stream logs from a Consul agent
operator Provides cluster-level tools for Consul operators
reload Triggers the agent to reload configuration files
rtt Estimates network round trip time between nodes
snapshot Saves, restores and inspects snapshots of Consul server state
version Prints the Consul version
watch Watch for changes in Consul
启动consul

linux Ip地址192.168.212.131
./consul agent -dev -ui -node=consul-dev -client=192.168.212.131
临时关闭防火墙systemctl stop firewalld
浏览器访问192.168.212.131:8500
使用PostMan 注册Http服务
http://192.168.212.131:8500/v1/catalog/register

参数1
{“Datacenter”: “dc1”,“Node”:“tomcat”, “Address”:“192.168.5.165”,“Service”: {“Id” :“192.168.5.165:8080”, “Service”: “itmayiedu”,“tags”: [“dev”], “Port”: 8080}}

参数2
{“Datacenter”: “dc1”, “Node”:“tomcat”, “Address”:“192.168.5.165”,“Service”: {“Id” :“192.168.5.165:8081”, “Service”: “itmayeidu”,“tags”: [“dev”], “Port”: 8081}}

Datacenter指定数据中心，
Address指定服务IP，
Service.Id指定服务唯一标识，
Service.Service指定服务分组，
Service.tags指定服务标签（如测试环境、预发环境等），
Service.Port指定服务端口。
发现Http服务

http://192.168.212.131:8500/v1/catalog/service/item_jd_tomcat

nginx-upsync-module简介

Upsync是新浪微博开源的基于Nginx实现动态配置的三方模块。Nginx-Upsync-Module的功能是拉取Consul的后端server的列表，并动态更新Nginx的路由信息。此模块不依赖于任何第三方模块。Consul作为Nginx的DB，利用Consul的KV服务，每个Nginx Work进程独立的去拉取各个upstream的配置，并更新各自的路由。

nginx-upsync-module安装

下载文件

安装Nginx 作用:实现反向代理、负载负载库

wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.10.tar.gz
安装consul 作用:对动态负载均衡均配置实现注册上面已经安装

wget https://releases.hashicorp.com/consul/0.7.1/consul_0.7.1_linux_amd64.zip
安装nginx-upsync-module

wget https://github.com/weibocom/nginx-upsync-module/archive/master.zip

解压安装

unzip master.zip
unzip consul_0.7.1_linux_amd64.zip

如果解压出现该错误
-bash: unzip: 未找到命令
解决办法

yum -y install unzip

安装Nginx

解压Nginx

 tar -zxvf nginx-1.9.10.tar.gz

配置Nginx

groupadd nginx  //添加nginx分组
useradd -g nginx -s /sbin/nologin nginx
mkdir -p /var/tmp/nginx/client/
mkdir -p /usr/local/nginx

编译Nginx

cd nginx-1.9.0

./configure   --prefix=/usr/local/nginx   --user=nginx   --group=nginx   --with-http_ssl_module   --with-http_flv_module   --with-http_stub_status_module   --with-http_gzip_static_module   --with-http_realip_module   --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client/   --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy/   --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fcgi/   --http-uwsgi-temp-path=/var/tmp/nginx/uwsgi   --http-scgi-temp-path=/var/tmp/nginx/scgi   --with-pcre --add-module=../nginx-upsync-module-master
make && make install

编译的是报错
./configure: error: SSL modules require the OpenSSL library.
解决办法
yum -y install openssl openssl-devel

Upstream 动态配置

  ##动态去consul 获取注册的真实反向代理地址
   upstream xiaoming{
        server 127.0.0.1:11111;
        ## 连接consul server 获取动态 upstream 配置负载均很信息 间隔0.5秒获取consul配置信息
        upsync 192.168.148.128:8500/v1/kv/upstreams/xiaoming upsync_timeout=6m upsync_interval=500ms upsync_type=consul strong_dependency=off;
        ## 动态拉去consulserver相关负载均衡配置信息持久化在硬盘
        upsync_dump_path /usr/local/nginx/conf/servers/servers_test.conf;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / {
            proxy_pass http://xiaoming;
            index  index.html index.htm;
        }
    }

upsync指令指定从consul哪个路径拉取上游服务器配置；upsync_timeout配置从consul拉取上游服务器配置的超时时间；upsync_interval配置从consul拉取上游服务器配置的间隔时间；upsync_type指定使用consul配置服务器；strong_dependency配置nginx在启动时是否强制依赖配置服务器，如果配置为on，则拉取配置失败时nginx启动同样失败。upsync_dump_path指定从consul拉取的上游服务器后持久化到的位置，这样即使consul服务器出问题了，本地还有一个备份。
注意:替换 consul 注册中心地址

创建upsync_dump_path

mkdir /usr/local/nginx/conf/servers/

upsync_dump_path指定从consul拉取的上游服务器后持久化到的位置，这样即使consul服务器出问题了，本地还有一个备份。

启动consul

临时关闭防火墙systemctl stop firewalld
linux Ip地址192.168.212.131
./consul agent -dev -ui -node=consul-dev -client=192.168.212.131

添加nginx Upstream服务

1.使用linux命令方式发送put请求

curl -X PUT http://192.168.148.128:8500/v1/kv/upstreams/xiaoming/192.168.31.217:8082
curl -X PUT http://192.168.148.128:8500/v1/kv/upstreams/xiaoming/192.168.31.217:8081

2.使用postmen 发送put请求

http://192.168.148.128:8500/v1/kv/upstreams/xiaoming/192.168.31.217:8082
http://192.168.148.128:8500/v1/kv/upstreams/xiaoming/192.168.31.217:8081

负载均衡信息参数

{"weight":1, "max_fails":2, "fail_timeout":10, "down":0}

启动Nginx

Nginx