基于Linux平臺的Web服務器集群架構設計

榮露威,陳麗瓊

(湖南科技學院 智能制造學院,湖南 永州 425199)

0 引言

業務的穩定和快速是每個電商平臺都追求的目標。在網上流行的購物狂歡節,購物網站在短時間內要處理人們大量的數據請求,這對服務器的壓力是巨大的,如果服務器承受不了這樣的訪問量,導致宕機,業務不能進行,對于電商企業的損失是巨大的。所以開發研究出穩定高性能的新架構是非常有意義的[1]。

1 服務器架構設計和實現

1.1 服務器架構需求分析

本文設計的是Web服務器集群,首先應該滿足現代企業對自身網站短時間內能夠承受大量的訪問請求,所以針對這個需求,采用負載均衡架構設計,使用一臺Nginx服務器作為反向代理服務器,將其置于架構的最前面,只用于接收外部的訪問請求,并且通過配置算法分發給多個下級服務器處理,而自身并不參與請求處理。

企業必定要求業務有較高的穩定性,首先除了有情況維護之外,網站的運行一定是7×24不間斷的,對于這樣的需求,應當使用高可用設計保證架構的穩定性,上述提到的Nginx反向代理服務器,作為對外表現為Web服務器的代理服務器,結構的單節點處肯定要承受比較大的壓力,單節點就要考慮單點故障的問題。在結構負載較大可能導致單節點出現宕機,需要設計另一臺Nginx反向代理服務器作為備用,一臺作為主,兩者用heartbeat相連。當主故障時,Heatbeat啟動,資源和進程自動切換到備用機器上,保證業務繼續進行[2]。

1.2 總體結構設計

結構設計總體分為兩部分,公司內網的服務器和外網的客戶端。公司內網采用私有地址,以Nginx作為反向代理服務器,保證內網服務器安全,單出入口有利于數據監控和訪問控制。客戶端模擬使用外網網段,Nginx代理服務器上應當有兩個網卡,一個配置外網網段,一個網卡配置內網網段,用來連通內外網。Nginx處理客戶端發來的請求,再分發給下級的多個請求處理服務器,首先判斷是什么種類的訪問請求,動態還是靜態,當是靜態時直接將請求分發給Squid處理,其他請求則直接分發給Web服務器處理。在將請求交給Squid靜態加速服務器時使用加權輪詢函數進行分發,再加上URL_Hash分發函數,來自同一個URL的請求都會調取給同一個后端去處理,以提高后臺緩存數據命中率[3]。

1.3 架構實現

1.3.1 主干架構LNMP搭建

Linux平臺使用Redhat6.5版本系統,Nginx在這個結構中作為HTTP使用,MYSQL作為數據庫,PHP作為Web界面動態處理器。大體結構處理流程如下:

收到外部訪問請求,若是請求靜態數據,Nginx直接返回靜態頁面,若有動態數據,比如賬號密碼,交給PHP執行網頁動態數據代碼,再通過接口與數據庫進行數據請求,處理好的數據返回給客戶端,如此就完成一次動態請求處理。第一,搭建前環境準備;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靜態加速服務器及Nginx反向代理服務器

Nginx反向代理主要作用是分發訪問請求給下一級的Squid靜態加速服務器以及代理后端Web對外表現為Web服務器,配置文件中設置與Squid服務器連接使用3128端口,兩個Squid服務器的分發權重都為1,表示兩者都等量輪詢分發,后端代理Web的IP地址為192.168.1.40,端口80。

1.3.3 實現MySQL主從備份

MySQL支持單向,異步,實時復制,復制過程中一個服務器充當主服務器,而一個或多個其他服務器充當從服務器。復制的過程如下:(1)slave端的IO線程連上master端,發出請求;(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中內容更新,就會解析relay log里更新的內容,并執行這些操作。也就是說salve執行和master一樣的操作而達到數據同步的目的。

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監控主機是否存活,若超過設置時間沒有收到通信信息則視為主機死亡,備機接管主機資源代替其完成工作。心跳線:串口(console)或者RJ-45連接。(1)臺Nginx代理服務器上安裝Heartbeat;(2)先只在主Nginx代理服務器上進行配置,配完后,再拷到備用服務器上;(3)修改認證信息配置文件;(4)修改資源配置文件;(5)修改備用nginx服務器上配置。

1.4 測試

第一,在主干結構LNMP測試中,從用戶角度訪問網頁,不管是靜態頁面還是動態頁面,還有兩種組合的Discuz論壇頁面,都能進行訪問,則說明主干結構完整并達到預期基本功能。第二,架構性能優化模塊的測試。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應該對其進行了緩存,關閉之后應該不能進行解析訪問,測試結果也和預期的一樣,表明Memcache功能正常。第三,Opcache模塊測試,這個測試主要是進行模塊性能測試,測試在模塊有無開啟和不同并發量的情況下,服務器的處理速度,通過對比分析測試結果可以看出,有Opcache的情況下,處理速度更快,而且在并發量越大的情況下差距越明顯。第四,Squid靜態加速模塊,在通過Squid訪問了一個從未訪問的頁面之后,其中的靜態信息會被Squid緩存在內存中,下次訪問則直接調取內存中的靜態信息,加快訪問速度,分析Squid的命中測試結果之后,發現命中靜態信息,表示Squid功能運行正常,再關閉Squid之后,訪問頁面無法解析到靜態信息,也表示了Squid正常運行和工作方式。

2 結語

本文主要目的是得到一個Linux系統下的新型Web服務器架構解決方案。經過研究如今流行的LAMP和LNMP結構 ,了解其中的工作原理,最終完成了一個能夠部署與企業生產環境中的Web服務器集群解決方案。