RabbitMQ（四）：使用Docker構建RabbitMQ高可用負載均衡集群

• 2019 年 10 月 3 日
• 筆記

本文使用Docker搭建RabbitMQ集群，然後使用HAProxy做負載均衡，最後使用KeepAlived實現集群高可用，從而搭建起來一個完成了RabbitMQ高可用負載均衡集群。受限於自身條件，本文使用VMware虛擬機的克隆功能克隆了兩台伺服器進行操作，僅作為一個demo，開發中可根據實際情況進行調整。

為什麼要搭建高可用負載均衡集群？一句話來說就是：引入消息隊列，可以實現非同步操作、流量削峰、應用解耦等好處，但是消息隊列畢竟是一把雙刃劍，帶了這些好處的同時也會使系統可用性、穩定性降低。對於RabbitMQ而言，它本身並不是分散式的（對比Kafka），所以我們要搭建RabbitMQ的集群來實現高可用。

首先看下RabbitMQ高可用負載均衡集群長什麼樣子：

使用Docker構建RabbitMQ高可用負載均衡集群大概分為三個步驟：

1. 啟動多個（3個為例）RabbitMQ，構建RabbitMQ集群，並配置為鏡像模式。
2. 使用HAProxy做負載均衡。
3. 使用KeepAlived實現高可用。

一、構建RabbitMQ集群

1. 啟動多個RabbitMQ節點

使用Docker啟動3個RabbitMQ節點，目標如下表所示：

命令：

docker run -d --hostname my-rabbit1 --name rabbit1 -p 5672:5672 -p 15672:15672 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' rabbitmq:3.8.0-beta.4-management    docker run -d --hostname my-rabbit2 --name rabbit2 -p 5673:5672 -p 15673:15672 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' --link rabbit1:my-rabbit1 rabbitmq:3.8.0-beta.4-management    docker run -d --hostname my-rabbit3 --name rabbit3 -p 5674:5672 -p 15674:15672 -e RABBITMQ_ERLANG_COOKIE='rabbitcookie' --link rabbit1:my-rabbit1 --link rabbit2:my-rabbit2 rabbitmq:3.8.0-beta.4-management

注意：由於Erlang節點間通過認證Erlang cookie的方式來允許互相通訊，所以RABBITMQ_ERLANG_COOKIE必須設置為相同的。

啟動完成之後，使用docker ps命令查看運行情況，確保RabbitMQ都已經啟動。

CONTAINER ID        IMAGE                              COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                                                                        NAMES  2d6f612fdc8e        rabbitmq:3.8.0-beta.4-management   "docker-entrypoint..."   5 seconds ago       Up 4 seconds        4369/tcp, 5671/tcp, 15671/tcp, 25672/tcp, 0.0.0.0:5674->5672/tcp, 0.0.0.0:15674->15672/tcp   rabbit3  c410aa73ce68        rabbitmq:3.8.0-beta.4-management   "docker-entrypoint..."   14 seconds ago      Up 14 seconds       4369/tcp, 5671/tcp, 15671/tcp, 25672/tcp, 0.0.0.0:5673->5672/tcp, 0.0.0.0:15673->15672/tcp   rabbit2  ceb28620d7b1        rabbitmq:3.8.0-beta.4-management   "docker-entrypoint..."   24 seconds ago      Up 23 seconds       4369/tcp, 5671/tcp, 0.0.0.0:5672->5672/tcp, 15671/tcp, 25672/tcp, 0.0.0.0:15672->15672/tcp   rabbit1

2. 加入集群

記憶體節點和磁碟節點的選擇：

每個RabbitMQ節點，要麼是記憶體節點，要麼是磁碟節點。記憶體節點將所有的隊列、交換器、綁定、用戶等元數據定義都存儲在記憶體中；而磁碟節點將元數據存儲在磁碟中。單節點系統只允許磁碟類型的節點，否則當節點重啟以後，所有的配置資訊都會丟失。如果採用集群的方式，可以選擇至少配置一個節點為磁碟節點，其餘部分配置為記憶體節點，，這樣可以獲得更快的響應。所以本集群中配置節點1位磁碟節點，節點2和節點3位記憶體節點。

集群中的第一個節點將初始元數據代入集群中，並且無須被告知加入。而第2個和之後加入的節點將加入它並獲取它的元數據。要加入節點，需要進入Docker容器，重啟RabbitMQ。

設置節點1：

docker exec -it rabbit1 bash  rabbitmqctl stop_app  rabbitmqctl reset  rabbitmqctl start_app  exit

設置節點2：

docker exec -it rabbit2 bash  rabbitmqctl stop_app  rabbitmqctl reset  rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@my-rabbit1  rabbitmqctl start_app  exit

設置節點3：

docker exec -it rabbit3 bash  rabbitmqctl stop_app  rabbitmqctl reset  rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@my-rabbit1  rabbitmqctl start_app  exit

節點設置完成之後，在瀏覽器訪問192.168.16.128:15672、192.168.16.128:15673和192.168.16.128:15674中任意一個，都會看到RabbitMQ集群已經創建成功。

3. 配置鏡像隊列

鏡像隊列工作原理：在非鏡像隊列的集群中，消息會路由到指定的隊列。當配置為鏡像隊列之後，消息除了按照路由規則投遞到相應的隊列外，還會投遞到鏡像隊列的拷貝。也可以想像在鏡像隊列中隱藏著一個fanout交換器，將消息發送到鏡像的隊列的拷貝。

進入任意一個RabbitMQ節點，執行如下命令：

rabbitmqctl set_policy ha-all "^" '{"ha-mode":"all"}'

可以設置鏡像隊列，"^"表示匹配所有隊列，即所有隊列在各個節點上都會有備份。在集群中，只需要在一個節點上設置鏡像隊列，設置操作會同步到其他節點。

查看集群的狀態:

rabbitmqctl cluster_status

二、HAProxy負載均衡

第一步構建RabbitMQ集群只是構建高可用負載均衡集群的基礎，下面將使用HAProxy為RabbitMQ集群做負載均衡。

Haproxy 是目前比較流行的一種群集調度工具，是使用C語言編寫的自由及開放源程式碼軟體，其提供高可用性、負載均衡，以及基於TCP和HTTP的應用程式代理。同類群集調度工具有很多，如LVS 和 Nginx 。相比較而言，LVS 性能最好，但是搭建相對複雜，Nginx的upstream模組支援群集功能，但是對群集節點的健康檢查功能不強，性能沒有HAProxy 好。

對於調度演算法本文採用最簡單最常用的輪詢演算法。

本來想採用Docker的方式拉取並運行HAProxy鏡像，折騰了好幾天搞不定，HAProxy啟動不了，故採用源碼安裝的方式安裝HAProxy。

配置兩個HAProxy節點實現負載均衡：

1. 安裝HAProxy

1. 下載

由於到官網下載需要kexue上網，這裡提供百度雲鏈接。

鏈接: https://pan.baidu.com/s/1uaSJa3NHFiE1E6dk7iHMwQ 提取碼: irz6

1. 將haproxy-1.7.8.tar.gz拷貝至/opt目錄下，解壓縮：

tar zxvf haproxy-1.7.8.tar.gz

1. 進入目錄，編譯成可執行文件。

將源程式碼解壓之後，需要運行make來將HAProxy編譯成為可執行文件。如果是在Linux2.6系統上面進行編譯的話，需要設置TARGET=linux26以開啟epoll支援，這也是為什麼網上許多部落格裡面都是這麼寫的。對於其他的UNIX系統來說，直接採用TARGET=generic方式，本文進行安裝的系統為CentOS7 ，內核3.10版本。

cd haproxy-1.7.8  make TARGET=generic

執行完畢之後，目錄下出現haproxy的可執行文件。

2. 配置HAProxy

HAProxy配置文件說明

HAProxy配置文件通常分為三個部分，即global、defaults和listen。global為全局配置，defaults為默認配置，listen為應用組件配置。

global為全局配置部分，屬於進程級別的配置，通常和使用的作業系統配置相關。

defaults配置項配置默認參數，會被應用組件繼承，如果在應用組件中沒有特別聲明，將使用默認配置參數。

以配置RabbitMQ集群的負載均衡為例，在安裝目錄下面新建一個haproxy.cfg，輸入下面配置資訊：

global    #日誌輸出配置，所有日誌都記錄在本機，通過local0輸出    log 127.0.0.1 local0 info    #最大連接數    maxconn 10240    #以守護進程方式運行    daemon    defaults    #應用全局的日誌配置    log global    mode http    #超時配置    timeout connect 5000    timeout client 5000    timeout server 5000    timeout check 2000    listen http_front #haproxy的客戶頁面    bind 192.168.16.128:8888    mode http    option httplog    stats uri /haproxy    stats auth admin:123456    stats refresh 5s    stats enable    listen haproxy #負載均衡的名字    bind 0.0.0.0:5666 #對外提供的虛擬的埠    option tcplog    mode tcp    #輪詢演算法    balance roundrobin    server rabbit1 192.168.16.128:5672 check inter 5000 rise 2 fall 2    server rabbit2 192.168.16.128:5673 check inter 5000 rise 2 fall 2    server rabbit3 192.168.16.128:5674 check inter 5000 rise 2 fall 2

3. 啟動

啟動命令：

/opt/haproxy-1.7.8/haproxy -f /opt/haproxy-1.7.8/haproxy.cfg

驗證一下是否啟動成功：

[root@localhost haproxy-1.7.8]# lsof -i:8888  COMMAND   PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME  haproxy 45031 root    3u  IPv4 228341      0t0  TCP localhost.localdomain:ddi-tcp-1 (LISTEN)

在瀏覽器上訪問http://192.168.16.128:8888/haproxy，輸入配置的用戶名和密碼登錄以後，可以看到如下畫面：

再以相同的方式在192.168.16.129伺服器上面啟動一個HAProxy。

到此，負載均衡配置完成。

三、KeepAlived配置高可用

Keepalived，它是一個高性能的伺服器高可用或熱備解決方案，Keepalived主要來防止伺服器單點故障的發生問題，可以通過其與Nginx、Haproxy等反向代理的負載均衡伺服器配合實現web服務端的高可用。Keepalived以VRRP協議為實現基礎，用VRRP協議來實現高可用性（HA）。

1. KeepAlived安裝

Keepalived的官網下載Keepalived的安裝文件，目前最新的版本為：keepalived-2.0.17.tar.gz，下載地址為http://www.keepalived.org/download.html。

下載之後進行解壓和編譯安裝。

tar zxvf keepalived-2.0.17.tar.gz  cd keepalived-2.0.17  ./configure --prefix=/opt/keepalived --with-init=SYSV  #註：(upstart|systemd|SYSV|SUSE|openrc) #根據你的系統選擇對應的啟動方式  make  make install

2. KeepAlived配置

之後將安裝過後的Keepalived加入系統服務中，詳細步驟如下：

cp /opt/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/  cp /opt/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig  cp /opt/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/  chmod +x /etc/init.d/keepalived  chkconfig --add keepalived  chkconfig keepalived on  #Keepalived默認會讀取/etc/keepalived/keepalived.conf配置文件  mkdir /etc/keepalived  cp /opt/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/

接下來修改/etc/keepalived/keepalived.conf文件，在Keepalived的Master上配置詳情如下：

#Keepalived配置文件  global_defs {          router_id NodeA                 #路由ID, 主備的ID不能相同  }    #自定義監控腳本  vrrp_script chk_haproxy {          script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"          interval 5          weight 2  }    vrrp_instance VI_1 {          state MASTER #Keepalived的角色。Master表示主伺服器，從伺服器設置為BACKUP          interface eth0          #指定監測網卡          virtual_router_id 1          priority 100            #優先順序，BACKUP機器上的優先順序要小於這個值          advert_int 1            #設置主備之間的檢查時間，單位為s          authentication {        #定義驗證類型和密碼                  auth_type PASS                  auth_pass root123          }          track_script {                  chk_haproxy          }          virtual_ipaddress {     #VIP地址，可以設置多個：                  192.168.16.130          }  }  

Backup中的配置大致和Master中的相同，不過需要修改global_defs{}的router_id，比如置為NodeB；其次要修改vrrp_instance VI_1{}中的state為BACKUP；最後要將priority設置為小於100的值。注意Master和Backup中的virtual_router_id要保持一致。下面簡要的展示下Backup的配置：

#Keepalived配置文件  global_defs {          router_id NodeB                 #路由ID, 主備的ID不能相同  }    #自定義監控腳本  vrrp_script chk_haproxy {          script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"          interval 5          weight 2  }    vrrp_instance VI_1 {          state BACKUP          interface eth0          #指定監測網卡          virtual_router_id 1          priority 80            #優先順序，BACKUP機器上的優先順序要小於這個值          advert_int 1            #設置主備之間的檢查時間，單位為s          authentication {        #定義驗證類型和密碼                  auth_type PASS                  auth_pass root123          }          track_script {                  chk_haproxy          }          virtual_ipaddress {     #VIP地址，可以設置多個：                  192.168.16.130          }  }

為了防止HAProxy服務掛了，但是Keepalived卻還在正常工作而沒有切換到Backup上，所以這裡需要編寫一個腳本來檢測HAProxy服務的狀態。當HAProxy服務掛掉之後該腳本會自動重啟HAProxy的服務，如果不成功則關閉Keepalived服務，如此便可以切換到Backup繼續工作。這個腳本就對應了上面配置中vrrp_script chk_haproxy{}的script對應的值，/etc/keepalived/check_haproxy.sh的內容如程式碼清單所示。

#!/bin/bash  if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ];then          haproxy -f /opt/haproxy-1.7.8/haproxy.cfg  fi  sleep 2  if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ];then          service keepalived stop  fi

如此配置好之後，使用service keepalived start命令啟動192.168.16.128和192.168.16.129中的Keepalived服務即可。之後客戶端的應用可以通過192.168.16.130這個IP地址來接通RabbitMQ服務。