在Windows环境中使用Nginx, Consul, Consul Template搭建负载均衡和服务发现服务

2023-08-03 09:20:52

搭建负载均衡和服务发现服务的目的

随着网站业务的不断提升，单个服务器的性能越来越难满足客户的业务需求，所以很多情况下，需要使用多服务器实例和负载均衡器来满足业务需要。

Nginx

什么是Nginx

Nginx一款高性能的Web服务器，它既可以单独使用，也可以作为负载均衡器与其他Web服务器组合使用。

Nginx安装

我们可用从Nginx官网上（http://nginx.org/）下载最新的Windows版本压缩包。

压缩包解压之后目录结构如下：

Nginx的配置

events {

    worker_connections 1024;

}

http {

    upstream backend

    {

        server 127.0.0.1:91 weight=1;

        server 127.0.0.1:92 weight=1;

    }

    server

    {

        location / {

            proxy_pass http://backend;

        }

    }

}

其中upstream部分定义了对于HTTP请求的负载均衡。当用户发送请求到http://backend的时候，Nginx会将这个请求转发到指定服务器IP列表中的一个。配置中的weight字段设置了指定服务器IP的权重，权重越高，转发的可能性越高。

常见问题

Nginx默认会占用80端口，这个和IIS有冲突, 所以需要在nginx.conf中修改Nginx的默认端口

events {

    worker_connections 1024;

}

http {

    upstream backend

    {

        server 127.0.0.1:92 weight=1;

        server 127.0.0.1:93 weight=1;

    }

    server

    {

        listen 81;

        server_name localhost;

        location / {

            proxy_pass http://backend;

        }

    }

}

实例

当前网站有2个实例部署在IIS中，siteA IP 127.0.0.1:92, siteB IP 127.0.0.1:93。

siteA和siteB都只有一个index.html页面。

代码如下:

siteA

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

   <title>Nginx Sample</title>

</head>

<body>

    <h1>This is site A</h1>

</body>

</html>

siteB

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

   <title>Nginx Sample</title>

</head>

<body>

    <h1>This is site B</h1>

</body>

</html>

Nginx服务器使用81端口。我们希望实现的效果是当用户访问http://127.0.0.1:81时，Nginx随机将请求转发到http://127.0.0.1:92或者http://127.0.0.1:93上

siteA网站的index.html页效果如下

siteB网站的index.html页效果如下

实现步骤

a. 首先我们修改Nginx的配置文件

events {

    worker_connections 1024;

}

http {

    upstream 127.0.0.1

    {

        server 127.0.0.1:91 weight=1;

        server 127.0.0.1:92 weight=1;

    }

    server

    {

        listen 81;

        server_name localhost;

        location / {

            proxy_pass http://127.0.0.1;

        }

    }

}

b. 在命令行启动NginX

c. 打开浏览器，输入http://127.0.0.1:81, 反复按F5刷新，网站内容在siteA和siteB之间切换，这说明负载均衡已经成功启用。

Consul

什么是Consul

Consul是一款用高性能服务注册/服务健康检查组件

Consul安装

我们可以从官网(https://www.consul.io/downloads.html) 中对应版本的32位或64位程序。下载之后就是一个可执行文件consul.exe

如何启动Consul

使用命令consul agent -dev, consul就会已开发模式启动（开发模式不会启用持久化，程序关闭后所有配置会丢失）

Consul服务后台###

Consul服务启动之后，我们可以访问，http://localhost:8500 来访问Consul的管理后台，界面如下。

在这个管理后台中可以查看Consul注册的所有服务和所有主机节点。

注册服务###

Consul服务启动之后，我们可以调用一些相应的Api来注册服务(相关Api列表 https://www.consul.io/api/index.html）

继续我们的实例

现在我们尝试将之前的siteA, siteB注册到Consul中。

a. 首先这里我们去下载一个Curl程序（https://curl.haxx.se/）来调用Api(这里可以用POSTMAN代替)

b. 创建2个json文件siteA.json, siteB.json。其内容如下

siteA.json

{

    "ID":"webA",

    "Name":"web",

    "Tags":[],

    "Address":"127.0.0.1",

    "Port":92,

    "EnableTagOverride":false

}

siteB.json

{

    "ID":"webB",

    "Name":"web",

    "Tags":[],

    "Address":"127.0.0.1",

    "Port":93,

    "EnableTagOverride":false

}

这里的Name就是服务名称，ID就是该服务的一个实例ID。

c. 使用curl调用注册服务Api，将siteA和siteB注册到Consul中

curl --request PUT --data @siteA.json http://localhost:8500/v1/agent/service/register

curl --request PUT --data @siteB.json http://localhost:8500/v1/agent/service/register

d. 回到Consul管理页面，我们会发现服务列表中会出现一个名为web的服务，这个服务有2个实例

如果看到以上结果，就说明2个Web服务实例注册成功了。

添加服务健康检查

将服务注册到Consul之后，得到的第一个好处就是可以借助Consul对每个服务实例进行健康检查。

继续修改我们的实例

a. 关闭之前打开的Consul服务，新开一个命令行窗口，使用consul agent -dev重新开启一个新的Consul服务

b. 在siteA和siteB网站目录中，分别添加一个healthcheck.html文件，其内容如下

<html>

<head>

   <title>Nginx Sample</title>

</head>

<body>

    <h1>This is health check page</h1>

</body>

</html>

c. 修改之前的siteA.json和siteB.json

siteA.json

{

    "ID":"webA",

    "Name":"web",

    "Tags":[],

    "Address":"127.0.0.1",

    "Port":92,

    "Checks":[{

        "http":"http://127.0.0.1:92/healthcheck.html",

        "interval":"5s"

    }],

    "EnableTagOverride":false

}

siteB.json

{

    "ID":"webB",

   "Name":"web",

    "Tags":[],

    "Address":"127.0.0.1",

    "Port":93,

    "Checks":[{

        "http":"http://127.0.0.1:93/healthcheck.html",

        "interval":"5s"

    }],

    "EnableTagOverride":false

}

d. 重新使用curl调用注册服务Api, 将siteA和siteB注册到Consul中

e. 打开siteA目录，将healthcheck.html改名为healthcheck1.html（这个操作相当于模拟siteA所在的服务器崩溃, consul请求不到healthcheck.html文件了）

f. 回到Consul管理界面，我们看一下结果，它会显示webA检查失败

g. 将healthcheck1.html改名会healthcheck.html, 等待5秒后，返回consul界面中，webA已经变回检测通过状态。

Consul Template

什么是Consul Template

Consul Template是Consul的一个扩展组件，可以读取Consul中的服务配置，根据指定模板生成不同的配置文件。

所以这里我们就可以组合使用Consul, Consul Template来动态生成Nginx的配置文件, 并自动重启Nginx。

安装Consul Template

我们可以从官网（https://releases.hashicorp.com/consul-template）中下载consul-template.exe

启动Consul Template

consul-template -consul-addr 127.0.0.1:8500 -template "./2.tpl:./conf/nginx.conf:nginx -s reload"

这里-consul-addr参数是指定consul服务的地址, -template是指定consul template使用的模板，生成的新文件地址，以及生成新文件之后的执行的命令。

继续我们的案例

现在我们添加一个新的siteC, ip为127.0.0.1:94, siteC中也只有index.html和healthcheck.html2个文件

a. 创建2.tpl, 文件内容如下, 这里使用的是consul-template的模板语法（相应语法介绍可以查看https://github.com/hashicorp/consul-template）

events {

    worker_connections 1024;

}

http {

   upstream 127.0.0.1{

        {{ range service "web" }}

    server {{ .Address }}:{{ .Port }} weight=1;{{ end }}

    }

    server {

        listen       81;

        server_name  localhost;

        location / {

           proxy_pass http://127.0.0.1;

        }

    }

}

b. 使用命令consul-template -consul-addr 127.0.0.1:8500 -template "2.tpl:conf/nginx.conf:nginx -s reload" 启动consul-template

c. 创建siteC.json, 使用curl将siteC注册到consul中, siteC.json内容如下

{

    "ID":"webC",

    "Name":"web",

    "Tags":[],

    "Address":"127.0.0.1",

    "Port":94,

    "Checks":[{

        "http":"http://127.0.0.1:94/healthcheck.html",

        "interval":"5s"

    }],

    "EnableTagOverride":false

}

d. 打开浏览器，输入http://localhost:81, 反复按F5刷新，你会发现siteC已经加入到了Nginx负载均衡配置中。d

e. 然后我们进行一个测试，我们将siteA的healthcheck.html重命名为healthcheck1.html

f. 回到刚才页面中继续按F5刷新，我们会发现现在只显示siteB和siteC的内容了，这是因为siteA已经被consul认定为不健康的服务，所以consul-template重新生成Nginx的配置文件，将siteA中配置文件中抹除，并重新启动了Nginx。

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