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深入淺析RabbitMQ鏡像集群原理

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集群架構

RabbitMQ 集群是一個或多個節點的邏輯分組,集群中的每個節點都是對等的

每個節點共享所有的用戶,虛擬主機,隊列,交換器,綁定關系,運行時參數和其他分布式狀態等信息。

一個高可用,負載均衡的 RabbitMQ 集群架構應類似下圖:

這里對上面的集群架構做一下解釋說明:

1)首先一個基本的 RabbitMQ 集群不是高可用的

雖然集群共享隊列,但在默認情況下,消息只會被路由到某一個節點的符合條件的隊列上,并不會同步到其他節點的相同隊列上。

假設消息路由到 node1 的 my-queue 隊列上,但是 node1 突然宕機了,那么消息就會丟失

想要解決這個問題,需要開啟隊列鏡像,將集群中的隊列彼此之間進行鏡像,此時消息就會被拷貝到處于同一個鏡像分組中的所有隊列上。

2)其次 RabbitMQ 集群本身并沒有提供負載均衡的功能

也就是說對于一個三節點的集群,每個節點的負載可能都是不相同的,想要解決這個問題可以通過硬件負載均衡或者軟件負載均衡的方式

這里我們選擇使用 HAProxy 來進行負載均衡,當然也可以使用其他負載均衡中間件,如LVS等。

HAProxy 同時支持四層和七層負載均衡,并基于單一進程的事件驅動模型,因此它可以支持非常高的井發連接數。

3)接著假設我們只采用一臺 HAProxy

那么它就存在明顯的單點故障的問題

所以至少需要兩臺 HAProxy ,同時這兩臺 HAProxy 之間需要能夠自動進行故障轉移,通常的解決方案就是 KeepAlived 。

KeepAlived 采用 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol,虛擬路由冗余協議) 來解決單點失效的問題

它通常由一組一備兩個節點組成,同一時間內只有主節點會提供對外服務,并同時提供一個虛擬的 IP 地址 (Virtual Internet Protocol Address ,簡稱 VIP) 。

如果主節點故障,那么備份節點會自動接管 VIP 并成為新的主節點 ,直到原有的主節點恢復。

4)最后,任何想要連接到 RabbitMQ 集群的客戶端

只需要連接到虛擬 IP,而不必關心集群是何種架構。

搭建集群準備:

1、準備3個虛擬機

vi /etc/hostname   #修改虛擬機名稱  node1  node2  node3
虛擬機(機器)名稱 node1 node2 node3
ip 192.168.0.101 192.168.0.102 192.168.0.103
安裝 Erlang+RabbitMQ Erlang+RabbitMQ Erlang+RabbitMQ

2、設置node1、node2、node3的hosts

vi /etc/hosts  #修改虛擬機hosts  node1  node2  node3

文件內容:

192.168.0.101 node1
192.168.0.102 node2
192.168.0.103 node3

安裝Erlang:

由于RabbitMQ是基于Erlang(面向高并發的語言)語言開發,所以在安裝RabbitMQ之前,需要先安裝Erlang。

1.選擇Erlang和RabbitMQ版本,這里選擇RabbitMQ3.9.x、Erlang24.0,查看對應版本   

2.Erlang官網下載、Github下載

3.更新基本系統,安裝任何軟件包之前,建議使用以下命令更新軟件包和存儲庫

yum -y update

4、安裝 tar

yum install -y tar

5、首先要先安裝GCC、 GCC-C++、 Openssl等依賴模塊:

yum -y install make gcc gcc-c++ kernel-devel m4 ncurses-devel openssl-devel

6、再安裝ncurses模塊

yum -y install ncurses-devel
yum install ncurses-devel

7、將安裝包拷貝到linux下:

8、解壓ErLang安裝包

[root@node1 /]# cd /usr/local/  #先切換到安裝包目錄
[root@nodel local]# ls  #查看文件
bin  etc  games  include  lib  lib64  libexec  otp_src_24.0  otp_src_24.0.tar.gz  sbin  share  src
[root@nodel local]# tar -xvf otp_src_24.0.tar.gz  #解壓文件

9、創建安裝的目錄/usr/local/erlang

[root@node1 local]# mkdir erlang
[root@node1 local]# ls
bin  erlang  etc  games  include  lib  lib64  libexec  otp_src_24.0  otp_src_24.0.tar.gz  sbin  share  src
[root@node1 local]# 

10、切換到解壓后的目錄

[root@node1 local]# cd otp_src_24.0
[root@node1 otp_src_24.0]# ls
AUTHORS  bootstrap  configure.src    erl-build-tool-vars.sh  HOWTO  LICENSE.txt  Makefile.in  otp_patch_apply  otp_versions.table  prebuilt.files  system       xcomp
bin      configure  CONTRIBUTING.md  erts                    lib    make         otp_build    OTP_VERSION      plt                 README.md       TAR.include
[root@node1 otp_src_24.0]# 

11、配置安裝路徑

./configure --prefix=/usr/local/erlang --with-ssl --enable-threads --enable-smp-support --enable-kernel-poll --enable-hipe --without-javac

erlang的編譯需要用到java環境,如果不裝,會報錯如下,但不影響后續操作

12、進行編譯安裝

make  make install

13、查看安裝

[root@node1 local]# cd erlang/
[root@node1 erlang]# ll
total 4
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Aug  7 23:30 bin
drwxr-xr-x. 3 root root   19 Aug  7 23:30 lib
[root@node1 erlang]# 

14、配置環境變量

vi /etc/profile

加入一下配置:

#########     erlang       #############
PATH=$PATH:/usr/local/erlang/bin
########################################

15、使配置生效:

source /etc/profile

16、直接輸入 erl 、得到如下圖得安裝成功,輸入 halt(). 退出

安裝RabbitMQ:

1、Github下載

2、將安裝包拷貝到linux下:

3、解壓到 /usr/local/ 目錄下

[root@node1 local]# tar -xvf rabbitmq-server-generic-unix-3.9.3.tar.xz 
******
[root@node1 local]# ls
bin     etc    include  lib64    otp_src_24.0         rabbitmq_server-3.9.3                      sbin   src
erlang  games  lib      libexec  otp_src_24.0.tar.gz  rabbitmq-server-generic-unix-3.9.3.tar.xz  share

4、添加環境變量

vi /etc/profile

加入一下配置:

#########     RabbitMQ   #############
PATH=$PATH:/usr/local/rabbitmq_server-3.9.3/sbin
########################################

5、使配置生效:

source /etc/profile

 

6、切換到解壓后的目錄

[root@node1 local]# cd rabbitmq_server-3.9.3/
[root@node1 rabbitmq_server-3.9.3]# ls
escript          LICENSE-APACHE2-excanvas        LICENSE-erlcloud    LICENSE-MIT-Erlware-Commons  LICENSE-MIT-Sammy     LICENSE-rabbitmq_aws
etc              LICENSE-APACHE2-ExplorerCanvas  LICENSE-httpc_aws   LICENSE-MIT-Flot             LICENSE-MIT-Sammy060  plugins
INSTALL          LICENSE-APL2-Stomp-Websocket    LICENSE-ISC-cowboy  LICENSE-MIT-jQuery           LICENSE-MPL           sbin
LICENSE          LICENSE-BSD-base64js            LICENSE-MIT-EJS     LICENSE-MIT-jQuery164        LICENSE-MPL2          share
LICENSE-APACHE2  LICENSE-BSD-recon               LICENSE-MIT-EJS10   LICENSE-MIT-Mochi            LICENSE-MPL-RabbitMQ
[root@node1 rabbitmq_server-3.9.3]# cd sbin/
[root@node1 sbin]# ls
rabbitmqctl  rabbitmq-defaults  rabbitmq-diagnostics  rabbitmq-env  rabbitmq-plugins  rabbitmq-queues  rabbitmq-server  rabbitmq-streams  rabbitmq-upgrade
[root@node1 sbin]# 

7、啟動web管理插件

[root@node1 sbin]# rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management
Enabling plugins on node rabbit@localhost:
rabbitmq_management
The following plugins have been configured:
  rabbitmq_management
  rabbitmq_management_agent
  rabbitmq_web_dispatch
Applying plugin configuration to rabbit@localhost...
The following plugins have been enabled:
  rabbitmq_management
  rabbitmq_management_agent
  rabbitmq_web_dispatch
started 3 plugins.

8、后臺啟動rabbitmq服務

rabbitmq-server -detached

9、啟用了rabbitmq的管理插件,會有一個web管理界面,默認監聽端口15672,將此端口在防火墻上打開,則可以訪問web界面:

使用默認的用戶 guest / guest (此也為管理員用戶)登陸,會發現無法登陸,

報錯:User can only log in via localhost。

那是因為默認是限制了guest用戶只能在本機登陸,也就是只能登陸localhost:15672。

可以通過修改配置文件rabbitmq.conf,取消這個限制: loopback_users這個項就是控制訪問的,

如果只是取消guest用戶的話,只需要loopback_users.guest = false 即可?;蛘咛砑舆h程用戶

10、添加遠程用戶

# 添加用戶
rabbitmqctl add_user 用戶名 密碼
# 設置用戶角色,分配操作權限
rabbitmqctl set_user_tags 用戶名 角色
# 為用戶添加資源權限(授予訪問虛擬機根節點的所有權限)
rabbitmqctl set_permissions -p / 用戶名 ".*" ".*" ".*"

角色有四種:

  • administrator:可以登錄控制臺、查看所有信息、并對rabbitmq進行管理
  • monToring:監控者;登錄控制臺,查看所有信息
  • policymaker:策略制定者;登錄控制臺指定策略
  • managment:普通管理員;登錄控制

這里創建用戶rabbitadmin,密碼rabbitadmin,設置administrator角色,賦予所有權限

[root@node1 sbin]# rabbitmqctl add_user rabbitadmin rabbitadmin
Adding user "rabbitadmin" ...
Done. Don't forget to grant the user permissions to some virtual hosts! See 'rabbitmqctl help set_permissions' to learn more.
[root@node1 sbin]# rabbitmqctl set_user_tags rabbitadmin administrator
Setting tags for user "rabbitadmin" to [administrator] ...
[root@node1 sbin]# rabbitmqctl set_permissions -p / rabbitadmin ".*" ".*" ".*"
Setting permissions for user "rabbitadmin" in vhost "/" ...
[root@node1 sbin]# 

11、登錄,其他兩臺虛擬機也是如上配置

同步cookie:

1、如何查看cookie

[root@node1 rabbitmq]# pwd  
/usr/local/rabbitmq_server-3.9.3/var/log/rabbitmq
[root@node1 rabbitmq]# more rabbit\@node1.log 
******
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>  node           : rabbit@node1
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>  home dir       : /root
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>  config file(s) : (none)
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>  cookie hash    : baCpCWaCXrmkyZweJiNbVw==
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>  log(s)         : /usr/local/rabbitmq_server-3.9.3/var/log/rabbitmq/rabbit@node1.log
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>                 : /usr/local/rabbitmq_server-3.9.3/var/log/rabbitmq/rabbit@node1_upgrade.log
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>                 : stdout>
2021-08-14 21:11:06.883853-04:00 [info] 0.222.0>  database dir   : /usr/local/rabbitmq_server-3.9.3/var/lib/rabbitmq/mnesia/rabbit@node1

我的${home}目錄是/root,切換到root目錄下,該文件是一個隱藏文件,需要使用 ls -al 命令查看

[root@node1 ~]# pwd
/root
[root@node1 ~]# ls -la
total 52
dr-xr-x---.  2 root root  4096 Aug 14 21:10 .
dr-xr-xr-x. 18 root root  4096 Nov 12  2020 ..
-rw-------.  1 root root   993 Nov  7  2020 anaconda-ks.cfg
-rw-------.  1 root root 14288 Aug 14 23:07 .bash_history
-rw-r--r--.  1 root root    18 Dec 28  2013 .bash_logout
-rw-r--r--.  1 root root   176 Dec 28  2013 .bash_profile
-rw-r--r--.  1 root root   176 Dec 28  2013 .bashrc
-rw-r--r--.  1 root root   100 Dec 28  2013 .cshrc
-r--------.  1 root root    20 Aug 14 00:00 .erlang.cookie
-rw-r--r--.  1 root root   129 Dec 28  2013 .tcshrc
[root@node1 ~]# 

2、同步(拷貝.cookie時,各節點都必須停止MQ服務,在node1上執行遠程操作命令)

scp /root/.erlang.cookie root@node2:/root/
scp /root/.erlang.cookie root@node3:/root/

集群搭建:

1、啟動RabbitMQ服務,順帶啟動Erlang虛擬機和RabbitMQ應用服務,在node1、node2、node3執行命令

rabbitmq-server -detached

2、RabbitMQ 集群的搭建需要選擇其中任意一個節點為基準,將其它節點逐步加入。這里我們以 node1 為基準節點,將 node2 和 node3 加入集群。在 node2 和node3 上執行以下命令:

# 1.停止服務
rabbitmqctl stop_app
# rabbitmqctl stop會將Erlang虛擬機關閉,rabbitmqctl stop_app只關閉RabbitMQ服務

# 2.重置狀態
rabbitmqctl reset

# 3.節點加入, 在一個node加入cluster之前,必須先停止該node的rabbitmq應用,即先執行stop_app
# node2加入node1, node3加入node2
rabbitmqctl join_cluster rabbit@node1

# 4.啟動服務
rabbitmqctl start_app

join_cluster 命令有一個可選的參數 --ram ,該參數代表新加入的節點是內存節點,默認是磁盤節點。

如果是內存節點,則所有的隊列、交換器、綁定關系、用戶、訪問權限和 vhost 的元數據都將存儲在內存中,

如果是磁盤節點,則存儲在磁盤中。

內存節點可以有更高的性能,但其重啟后所有配置信息都會丟失,

因此RabbitMQ 要求在集群中至少有一個磁盤節點,其他節點可以是內存節點。

當內存節點離開集群時,它可以將變更通知到至少一個磁盤節點;

然后在其重啟時,再連接到磁盤節點上獲取元數據信息。

除非是將 RabbitMQ 用于 RPC 這種需要超低延遲的場景,

否則在大多數情況下,RabbitMQ 的性能都是夠用的,可以采用默認的磁盤節點的形式。

另外,如果節點以磁盤節點的形式加入,則需要先使用 reset 命令進行重置,然后才能加入現有群集,重置節點會刪除該節點上存在的所有的歷史資源和數據。

采用內存節點的形式加入時可以略過 reset 這一步,因為內存上的數據本身就不是持久化的

3、查看集群狀態

此時可以在任意節點上使用 rabbitmqctl cluster_status 命令查看集群狀態,輸出如下:

[root@node1 ~]# rabbitmqctl cluster_status
Cluster status of node rabbit@node1 ...
Basics
Cluster name: rabbit@node1
Disk Nodes
rabbit@node1
rabbit@node2
rabbit@node3
Running Nodes
rabbit@node1
rabbit@node2
rabbit@node3
Versions
rabbit@node1: RabbitMQ 3.9.3 on Erlang 24.0
rabbit@node2: RabbitMQ 3.9.3 on Erlang 24.0
rabbit@node3: RabbitMQ 3.9.3 on Erlang 24.0
Maintenance status
Node: rabbit@node1, status: not under maintenance
Node: rabbit@node2, status: not under maintenance
Node: rabbit@node3, status: not under maintenance
Alarms
Free disk space alarm on node rabbit@node3
Network Partitions
(none)
Listeners
Node: rabbit@node1, interface: [::], port: 25672, protocol: clustering, purpose: inter-node and CLI tool communication
Node: rabbit@node1, interface: [::], port: 5672, protocol: amqp, purpose: AMQP 0-9-1 and AMQP 1.0
Node: rabbit@node1, interface: [::], port: 15672, protocol: http, purpose: HTTP API
Node: rabbit@node2, interface: [::], port: 15672, protocol: http, purpose: HTTP API
Node: rabbit@node2, interface: [::], port: 25672, protocol: clustering, purpose: inter-node and CLI tool communication
Node: rabbit@node2, interface: [::], port: 5672, protocol: amqp, purpose: AMQP 0-9-1 and AMQP 1.0
Node: rabbit@node3, interface: [::], port: 15672, protocol: http, purpose: HTTP API
Node: rabbit@node3, interface: [::], port: 25672, protocol: clustering, purpose: inter-node and CLI tool communication
Node: rabbit@node3, interface: [::], port: 5672, protocol: amqp, purpose: AMQP 0-9-1 and AMQP 1.0
Feature flags
Flag: drop_unroutable_metric, state: enabled
Flag: empty_basic_get_metric, state: enabled
Flag: implicit_default_bindings, state: enabled
Flag: maintenance_mode_status, state: enabled
Flag: quorum_queue, state: enabled
Flag: stream_queue, state: enabled
Flag: user_limits, state: enabled
Flag: virtual_host_metadata, state: enabled
[root@node1 ~]# 

4、UI 界面查看

鏡像隊列:

1、鏡像的配置是通過 policy 策略的方式,以命令的方式設置 或 UI界面設置

2、參數說明:

  • Name:policy的名稱
  • Pattern: queue的匹配模式(正則表達式)
  • priority:可選參數,policy的優先級
  • Definition:鏡像定義,包括三個部分ha-mode、ha-params、ha-sync-mode
  • ha-mode:指明鏡像隊列的模式,有效值為 all/exactly/nodes
  • all:表示在集群中所有的節點上進行鏡像
  • exactly:表示在指定個數的節點上進行鏡像,節點的個數由ha-params指定
  • nodes:表示在指定的節點上進行鏡像,節點名稱通過ha-params指定
  • ha-params:ha-mode模式需要用到的參數
  • ha-sync-mode:進行隊列中消息的同步方式,有效值為automatic(自動)和manual(手動)

3、對隊列名稱以“queue_”開頭的所有隊列進行鏡像,并在集群的兩個節點上完成進行,policy的設置命令為:

[root@node1 ~]# rabbitmqctl set_policy ha-queue-two '^queue_' '{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}'
Setting policy "ha-queue-two" for pattern "^queue_" to "{"ha-mode":"exactly","ha-params":2,"ha-sync-mode":"automatic"}" with priority "0" for vhost "/" ...
[root@node1 ~]# 

4、在任意節點(我在node1節點)創建queue_testQueue隊列,并查看鏡像狀態

上圖Node中的+1表示備份,下圖中的Mirrors就是備份的節點,若node1宕機了node3就會代替node1繼續提供服務

測試:首先關閉node1節點

然后查看node3節點上的鏡像狀態,發現在node2節點也進行了備份,以此說明:就算整個集群只剩下一臺機器了,依然能消費隊列里面的消息

5、復制系數

若ha-mode 的值為 all ,代表消息會被同步到所有節點的相同隊列中,如果你的集群有很多節點,那么此時復制的性能開銷就比較大,此時需要選擇合適的復制系數。

通??梢宰裱^半寫原則,即對于一個節點數為 n 的集群,只需要同步到 n/2+1 個節點上即可。

6、集群的關閉與重啟

沒有一個直接的命令可以關閉整個集群,需要逐一進行關閉。但是需要保證在重啟時,最后關閉的節點最先被啟動。如果第一個啟動的不是最后關閉的節點,那么這個節點會等待最后關閉的那個節點啟動,默認進行 10 次連接嘗試,超時時間為 30 秒,如果依然沒有等到,則該節點啟動失敗。

這帶來的一個問題是,假設在一個三節點的集群當中,關閉的順序為 node1,node2,node3,如果 node1 因為故障暫時沒法恢復,此時 node2 和 node3 就無法啟動。想要解決這個問題,可以先將 node1 節點進行剔除,命令如下:

rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@node1 --offline

此時需要加上 -offline 參數,它允許節點在自身沒有啟動的情況下將其他節點剔除。

7、解除集群

重置當前節點:

# 1.停止服務
rabbitmqctl stop_app
# 2.重置集群狀態
rabbitmqctl reset
# 3.重啟服務
rabbitmqctl start_app

重新加入集群:

# 1.停止服務
rabbitmqctl stop_app
# 2.重置狀態
rabbitmqctl reset
# 3.節點加入
rabbitmqctl join_cluster rabbit@node1
# 4.重啟服務
rabbitmqctl start_app

完成后重新檢查 RabbitMQ 集群狀態:

rabbitmqctl cluster_status

除了在當前節點重置集群外,還可在集群其他正常節點將節點踢出集群

rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@node3

8、變更節點類型

我們可以將節點的類型從RAM更改為Disk,反之亦然。假設我們想要反轉rabbit@node2和rabbit@node1的類型,將前者從RAM節點轉換為磁盤節點,而后者從磁盤節點轉換為RAM節點。為此,我們可以使用change_cluster_node_type命令。必須首先停止節點。

# 1.停止服務
rabbitmqctl stop_app
# 2.變更類型 ram disc
rabbitmqctl change_cluster_node_type disc
# 3.重啟服務
rabbitmqctl start_app

9、清除 RabbitMQ 節點配置

# 如果遇到不能正常退出直接kill進程
systemctl stop rabbitmq-server
# 查看進程
ps aux|grep rabbitmq
# 清除節點rabbitmq配置
rm -rf /var/lib/rabbitmq/mnesia

到此這篇關于深入淺析RabbitMQ鏡像集群原理的文章就介紹到這了,更多相關RabbitMQ鏡像集群內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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