下面四个步骤来部署IAM应用:
- 在服务器上部署IAM应用中的服务。
- 配置Nginx,实现反向代理功能。通过反向代理,我们可以通过Nginx来访问部署在内网的IAM服务。
- 配置Nginx,实现负载均衡功能。通过负载均衡,我们可以实现服务的水平扩缩容,使IAM应用具备高可用能力。
- 配置Keepalived,实现Nginx的高可用。通过Nginx + Keepalived的组合,可以实现整个应用架构的高可用。
部署IAM应用
分别在10.0.4.20
和10.0.4.21
服务器上部署IAM应用。
在10.0.4.20
服务器上部署IAM应用
首先,我来介绍下如何在10.0.4.20
服务器上部署IAM应用。
我们要在这个服务器上部署如下组件:
- iam-apiserver
- iam-authz-server
- iam-pump
- MariaDB
- Redis
- MongoDB
此外,我们还需要设置MariaDB,给来自于10.0.4.21
服务器的数据库连接授权,授权命令如下:
$ mysql -hlocalhost -P3306 -uroot -proot # 先以root用户登陆数据库
MariaDB [(none)]> grant all on iam.* TO iam@10.0.4.21 identified by 'iam1234';
Query OK, 0 rows affected (0.000 sec)MariaDB [(none)]> flush privileges;
Query OK, 0 rows affected (0.000 sec)
在10.0.4.21
服务器上部署IAM应用
然后,在10.0.4.21
服务器上安装好iam-apiserver、iam-authz-server 和 iam-pump。这些组件通过10.0.4.20
IP地址,连接10.0.4.20
服务器上的MariaDB、Redis和MongoDB。
配置Nginx作为反向代理
假定要访问的API Server和IAM Authorization Server的域名分别为iam.api.marmotedu.com
和iam.authz.marmotedu.com
,我们需要分别为iam-apiserver和iam-authz-server配置Nginx反向代理。整个配置过程可以分为5步(在10.0.4.20
服务器上操作)。
第一步,配置iam-apiserver。
新建Nginx配置文件/etc/nginx/conf.d/iam-apiserver.conf
,内容如下:
server {listen 80;server_name iam.api.marmotedu.com;root /usr/share/nginx/html;location / {proxy_set_header X-Forwarded-Host $http_host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_pass http://127.0.0.1:8080/;client_max_body_size 5m;}error_page 404 /404.html;location = /40x.html {}error_page 500 502 503 504 /50x.html;location = /50x.html {}
}
有几点你在配置时需要注意,这里说明下。
server_name
需要为iam.api.marmotedu.com
,我们通过iam.api.marmotedu.com
访问iam-apiserver。- iam-apiserver默认启动的端口为
8080
。 - 由于Nginx默认允许客户端请求的最大单文件字节数为
1MB
,实际生产环境中可能太小,所以这里将此限制改为5MB(client_max_body_size 5m
)。如果需要上传图片之类的,可能需要设置成更大的值,比如50m
。 - server_name用来说明访问Nginx服务器的域名,例如
curl -H 'Host: iam.api.marmotedu.com' http://x.x.x.x:80/healthz
,x.x.x.x
为Nginx服务器的IP地址。 - proxy_pass表示反向代理的路径。因为这里是本机的iam-apiserver服务,所以IP为
127.0.0.1
。端口要和API服务端口一致,为8080
。
第二步,配置iam-authz-server。
新建Nginx配置文件/etc/nginx/conf.d/iam-authz-server.conf
,内容如下:
server {listen 80;server_name iam.authz.marmotedu.com;root /usr/share/nginx/html;location / {proxy_set_header X-Forwarded-Host $http_host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_pass http://127.0.0.1:9090/;client_max_body_size 5m;}error_page 404 /404.html;location = /40x.html {}error_page 500 502 503 504 /50x.html;location = /50x.html {}
}
下面是一些配置说明。
- server_name需要为
iam.authz.marmotedu.com
,我们通过iam.authz.marmotedu.com
访问iam-authz-server。 - iam-authz-server默认启动的端口为
9090
。 - 其他配置跟
/etc/nginx/conf.d/iam-apiserver.conf
一致。
第三步,配置完Nginx后,重启Nginx:
$ sudo systemctl restart nginx
第四步,在/etc/hosts中追加下面两行:
127.0.0.1 iam.api.marmotedu.com
127.0.0.1 iam.authz.marmotedu.com
第五步,发送HTTP请求:
$ curl http://iam.api.marmotedu.com/healthz
{"status":"ok"}
$ curl http://iam.authz.marmotedu.com/healthz
{"status":"ok"}
我们分别请求iam-apiserver和iam-authz-server的健康检查接口,输出了{"status":"ok"}
,说明我们可以成功通过代理访问后端的API服务。
在用curl请求http://iam.api.marmotedu.com/healthz
后,后端的请求流程实际上是这样的:
- 因为在
/etc/hosts
中配置了127.0.0.1 iam.api.marmotedu.com
,所以请求http://iam.api.marmotedu.com/healthz
实际上是请求本机的Nginx端口(127.0.0.1:80
)。 - Nginx在收到请求后,会解析请求,得到请求域名为
iam.api.marmotedu.com
。根据请求域名去匹配 Nginx的server配置,匹配到server_name iam.api.marmotedu.com;
配置。 - 匹配到server后,把请求转发到该server的
proxy_pass
路径。 - 等待API服务器返回结果,并返回客户端。
配置Nginx作为负载均衡
这门课采用Nginx轮询的负载均衡策略转发请求。负载均衡需要至少两台服务器,所以会分别在10.0.4.20
和10.0.4.21
服务器上执行相同的操作。下面我分别来介绍下如何配置这两台服务器,并验证配置是否成功。
10.0.4.20
服务器配置
登陆10.0.4.20
服务器,在/etc/nginx/nginx.conf
中添加upstream配置,配置过程可以分为3步。
第一步,在/etc/nginx/nginx.conf
中添加upstream:
http {log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ''$status $body_bytes_sent "$http_referer" ''"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';access_log /var/log/nginx/access.log main;sendfile on;tcp_nopush on;tcp_nodelay on;keepalive_timeout 65;types_hash_max_size 2048;include /etc/nginx/mime.types;default_type application/octet-stream;# Load modular configuration files from the /etc/nginx/conf.d directory.# See http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#include# for more information.include /etc/nginx/conf.d/*.conf;upstream iam.api.marmotedu.com {server 127.0.0.1:8080server 10.0.4.21:8080}upstream iam.authz.marmotedu.com {server 127.0.0.1:9090server 10.0.4.21:9090}
}
配置说明:
- upstream是配置在
/etc/nginx/nginx.conf
文件中的http{ … }
部分的。 - 因为我们要分别为iam-apiserver和iam-authz-server配置负载均衡,所以我们创建了两个upstream,分别是
iam.api.marmotedu.com
和iam.authz.marmotedu.com
。为了便于识别,upstream名称和域名最好保持一致。 - 在upstream中,我们需要分别添加所有的iam-apiserver和iam-authz-server的后端(
ip:port
),本机的后端为了访问更快,可以使用127.0.0.1:<port>
,其他机器的后端,需要使用<内网>:port
,例如10.0.4.21:8080
、10.0.4.21:9090
。
第二步,修改proxy_pass。
修改/etc/nginx/conf.d/iam-apiserver.conf
文件,将proxy_pass
修改为:
proxy_pass http://iam.api.marmotedu.com/;
修改/etc/nginx/conf.d/iam-authz-server.conf
文件,将proxy_pass
修改为:
proxy_pass http://iam.authz.marmotedu.com/;
当Nginx转发到http://iam.api.marmotedu.com/
域名时,会从iam.api.marmotedu.com
upstream配置的后端列表中,根据负载均衡策略选取一个后端,并将请求转发过去。转发http://iam.authz.marmotedu.com/
域名的逻辑也一样。
第三步,配置完Nginx后,重启Nginx:
$ sudo systemctl restart nginx
最终配置好的配置文件,你可以参考下面这些(保存在configs/ha/10.0.4.20目录下):
- nginx.conf:configs/ha/10.0.4.20/nginx.conf。
- iam-apiserver.conf:configs/ha/10.0.4.20/iam-apiserver.conf。
- iam-authz-server.conf:configs/ha/10.0.4.20/iam-authz-server.conf。
10.0.4.21
服务器配置
登陆10.0.4.21
服务器,在/etc/nginx/nginx.conf
中添加upstream配置。配置过程可以分为下面4步。
第一步,在/etc/nginx/nginx.conf
中添加upstream:
http {log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ''$status $body_bytes_sent "$http_referer" ''"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';access_log /var/log/nginx/access.log main;sendfile on;tcp_nopush on;tcp_nodelay on;keepalive_timeout 65;types_hash_max_size 2048;include /etc/nginx/mime.types;default_type application/octet-stream;# Load modular configuration files from the /etc/nginx/conf.d directory.# See http://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#include# for more information.include /etc/nginx/conf.d/*.conf;upstream iam.api.marmotedu.com {server 127.0.0.1:8080server 10.0.4.20:8080}upstream iam.authz.marmotedu.com {server 127.0.0.1:9090server 10.0.4.20:9090}
}
upstream中,需要配置10.0.4.20
服务器上的iam-apiserver和iam-authz-server的后端,例如10.0.4.20:8080
、10.0.4.20:9090
。
第二步,创建/etc/nginx/conf.d/iam-apiserver.conf
文件(iam-apiserver的反向代理+负载均衡配置),内容如下:
server {listen 80;server_name iam.api.marmotedu.com;root /usr/share/nginx/html;location / {proxy_set_header X-Forwarded-Host $http_host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_pass http://iam.api.marmotedu.com/;client_max_body_size 5m;}error_page 404 /404.html;location = /40x.html {}error_page 500 502 503 504 /50x.html;location = /50x.html {}
}
第三步,创建/etc/nginx/conf.d/iam-authz-server
文件(iam-authz-server的反向代理+负载均衡配置),内容如下:
server {listen 80;server_name iam.authz.marmotedu.com;root /usr/share/nginx/html;location / {proxy_set_header X-Forwarded-Host $http_host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_pass http://iam.authz.marmotedu.com/;client_max_body_size 5m;}error_page 404 /404.html;location = /40x.html {}error_page 500 502 503 504 /50x.html;location = /50x.html {}
}
第四步,配置完Nginx后,重启Nginx:
$ sudo systemctl restart nginx
最终配置好的配置文件,你可以参考下面这些(保存在configs/ha/10.0.4.21目录下):
- nginx.conf:configs/ha/10.0.4.21/nginx.conf。
- iam-apiserver.conf:configs/ha/10.0.4.21/iam-apiserver.conf。
- iam-authz-server.conf:configs/ha/10.0.4.21/iam-authz-server.conf。
测试负载均衡
上面,我们配置了Nginx负载均衡器,这里我们还需要测试下是否配置成功。
第一步,执行测试脚本(test/nginx/loadbalance.sh):
#!/usr/bin/env bashfor domain in iam.api.marmotedu.com iam.authz.marmotedu.com
dofor n in $(seq 1 1 10)doecho $domainnohup curl http://${domain}/healthz &>/dev/null &done
done
第二步,分别查看iam-apiserver和iam-authz-server的日志。
这里我展示下iam-apiserver的日志(iam-authz-server的日志你可自行查看)。
10.0.4.20
服务器的iam-apiserver日志如下图所示:
10.0.4.21
服务器的iam-apiserver日志如下图所示:
通过上面两张图,你可以看到10.0.4.20
和10.0.4.21
各收到5
个/healthz
请求,说明负载均衡配置成功。
配置Keepalived
在 40讲,我们分别在10.0.4.20
和10.0.4.21
服务器上安装了Keepalived。 为了避免故障恢复时,VIP切换造成的服务延时,这一讲采用Keepalived的非抢占模式。
配置Keepalived的流程比较复杂,分为创建腾讯云HAVIP、主服务器配置、备服务器配置、测试Keepalived、VIP绑定公网IP和测试公网访问六大步,每一步中都有很多小步骤,下面我们来一步步地看下。
第一步:创建腾讯云HAVIP
公有云厂商的普通内网IP,出于安全考虑(如避免ARP欺骗等),不支持主机通过ARP宣告IP 。如果用户直接在keepalived.conf
文件中指定一个普通内网IP为virtual IP,当Keepalived将virtual IP从MASTER机器切换到BACKUP机器时,将无法更新IP和MAC地址的映射,而需要调API来进行IP切换。所以,这里的VIP需要申请腾讯云的HAVIP。
申请的流程可以分为下面4步:
- 登录私有网络控制台。
- 在左侧导航栏中,选择【IP与网卡】>【高可用虚拟IP】。
- 在HAVIP管理页面,选择所在地域,单击【申请】。
- 在弹出的【申请高可用虚拟IP】对话框中输入名称,选择HAVIP所在的私有网络和子网等信息,单击【确定】即可。
这里选择的私有网络和子网,需要和10.0.4.20
、10.0.4.21
相同。HAVIP 的 IP 地址可以自动分配,也可以手动填写,这里我们手动填写为10.0.4.99。申请页面如下图所示:
第二步:主服务器配置
进行主服务器配置,可以分为两步。
首先,修改Keepalived配置文件。
登陆服务器10.0.4.20
,编辑/etc/keepalived/keepalived.conf
,修改配置,修改后配置内容如下(参考:configs/ha/10.0.4.20/keepalived.conf):
# 全局定义,定义全局的配置选项
global_defs {
# 指定keepalived在发生切换操作时发送email,发送给哪些email
# 建议在keepalived_notify.sh中发送邮件notification_email {acassen@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc # 发送email时邮件源地址smtp_server 192.168.200.1 # 发送email时smtp服务器地址smtp_connect_timeout 30 # 连接smtp的超时时间router_id VM-4-20-centos # 机器标识,通常可以设置为hostnamevrrp_skip_check_adv_addr # 如果接收到的报文和上一个报文来自同一个路由器,则不执行检查。默认是跳过检查vrrp_garp_interval 0 # 单位秒,在一个网卡上每组gratuitous arp消息之间的延迟时间,默认为0vrrp_gna_interval 0 # 单位秒,在一个网卡上每组na消息之间的延迟时间,默认为0
}
# 检测脚本配置
vrrp_script checkhaproxy
{script "/etc/keepalived/check_nginx.sh" # 检测脚本路径interval 5 # 检测时间间隔(秒)weight 0 # 根据该权重改变priority,当值为0时,不改变实例的优先级
}
# VRRP实例配置
vrrp_instance VI_1 {state BACKUP # 设置初始状态为'备份'interface eth0 # 设置绑定VIP的网卡,例如eth0virtual_router_id 51 # 配置集群VRID,互为主备的VRID需要是相同的值nopreempt # 设置非抢占模式,只能设置在state为backup的节点上priority 100 # 设置优先级,值范围0~254,值越大优先级越高,最高的为masteradvert_int 1 # 组播信息发送时间间隔,两个节点必须设置一样,默认为1秒
# 验证信息,两个节点必须一致authentication {auth_type PASS # 认证方式,可以是PASS或AH两种认证方式auth_pass 1111 # 认证密码}unicast_src_ip 10.0.4.20 # 设置本机内网IP地址unicast_peer {10.0.4.21 # 对端设备的IP地址}
# VIP,当state为master时添加,当state为backup时删除virtual_ipaddress {10.0.4.99 # 设置高可用虚拟VIP,如果是腾讯云的CVM,需要填写控制台申请到的HAVIP地址。}notify_master "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh MASTER" # 当切换到master状态时执行脚本notify_backup "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh BACKUP" # 当切换到backup状态时执行脚本notify_fault "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh FAULT" # 当切换到fault状态时执行脚本notify_stop "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh STOP" # 当切换到stop状态时执行脚本garp_master_delay 1 # 设置当切为主状态后多久更新ARP缓存garp_master_refresh 5 # 设置主节点发送ARP报文的时间间隔# 跟踪接口,里面任意一块网卡出现问题,都会进入故障(FAULT)状态track_interface {eth0}# 要执行的检查脚本track_script {checkhaproxy}
}
这里有几个注意事项:
- 确保已经配置了garp相关参数。因为Keepalived依赖ARP报文更新IP信息,如果缺少这些参数,会导致某些场景下主设备不发送ARP,进而导致通信异常。garp相关参数配置如下:
garp_master_delay 1
garp_master_refresh 5
- 确定没有采用 strict 模式,即需要删除vrrp_strict配置。
- 配置中的
/etc/keepalived/check_nginx.sh
和/etc/keepalived/keepalived_notify.sh
脚本文件,可分别拷贝自scripts/check_nginx.sh和scripts/keepalived_notify.sh。
然后,重启Keepalived:
$ sudo systemctl restart keepalived
第三步:备服务器配置
进行备服务器配置也分为两步。
首先,修改Keepalived配置文件。
登陆服务器10.0.4.21
,编辑/etc/keepalived/keepalived.conf
,修改配置,修改后配置内容如下(参考:configs/ha/10.0.4.21/keepalived.conf):
# 全局定义,定义全局的配置选项
global_defs {
# 指定keepalived在发生切换操作时发送email,发送给哪些email
# 建议在keepalived_notify.sh中发送邮件notification_email {acassen@firewall.loc}notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc # 发送email时邮件源地址smtp_server 192.168.200.1 # 发送email时smtp服务器地址smtp_connect_timeout 30 # 连接smtp的超时时间router_id VM-4-21-centos # 机器标识,通常可以设置为hostnamevrrp_skip_check_adv_addr # 如果接收到的报文和上一个报文来自同一个路由器,则不执行检查。默认是跳过检查vrrp_garp_interval 0 # 单位秒,在一个网卡上每组gratuitous arp消息之间的延迟时间,默认为0vrrp_gna_interval 0 # 单位秒,在一个网卡上每组na消息之间的延迟时间,默认为0
}
# 检测脚本配置
vrrp_script checkhaproxy
{script "/etc/keepalived/check_nginx.sh" # 检测脚本路径interval 5 # 检测时间间隔(秒)weight 0 # 根据该权重改变priority,当值为0时,不改变实例的优先级
}
# VRRP实例配置
vrrp_instance VI_1 {state BACKUP # 设置初始状态为'备份'interface eth0 # 设置绑定VIP的网卡,例如eth0virtual_router_id 51 # 配置集群VRID,互为主备的VRID需要是相同的值nopreempt # 设置非抢占模式,只能设置在state为backup的节点上priority 50 # 设置优先级,值范围0~254,值越大优先级越高,最高的为masteradvert_int 1 # 组播信息发送时间间隔,两个节点必须设置一样,默认为1秒
# 验证信息,两个节点必须一致authentication {auth_type PASS # 认证方式,可以是PASS或AH两种认证方式auth_pass 1111 # 认证密码}unicast_src_ip 10.0.4.21 # 设置本机内网IP地址unicast_peer {10.0.4.20 # 对端设备的IP地址}
# VIP,当state为master时添加,当state为backup时删除virtual_ipaddress {10.0.4.99 # 设置高可用虚拟VIP,如果是腾讯云的CVM,需要填写控制台申请到的HAVIP地址。}notify_master "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh MASTER" # 当切换到master状态时执行脚本notify_backup "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh BACKUP" # 当切换到backup状态时执行脚本notify_fault "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh FAULT" # 当切换到fault状态时执行脚本notify_stop "/etc/keepalived/keepalived_notify.sh STOP" # 当切换到stop状态时执行脚本garp_master_delay 1 # 设置当切为主状态后多久更新ARP缓存garp_master_refresh 5 # 设置主节点发送ARP报文的时间间隔# 跟踪接口,里面任意一块网卡出现问题,都会进入故障(FAULT)状态track_interface {eth0}# 要执行的检查脚本track_script {checkhaproxy}
}
然后,重启Keepalived:
$ sudo systemctl restart keepalived
第四步:测试Keepalived
上面的配置中,10.0.4.20
的优先级更高,所以正常情况下10.0.4.20
将被选择为主节点,如下图所示:
接下来,我们分别模拟一些故障场景,来看下配置是否生效。
场景1:Keepalived故障
在10.0.4.20
服务器上执行sudo systemctl stop keepalived
模拟Keepalived故障,查看VIP,如下图所示:
可以看到,VIP从10.0.4.20
服务器上,漂移到了10.0.4.21
服务器上。查看/var/log/keepalived.log
,可以看到10.0.4.20
服务器新增如下一行日志:
[2020-10-14 14:01:51] notify_stop
10.0.4.21
服务器新增如下日志:
[2020-10-14 14:01:52] notify_master
场景2:Nginx故障
在10.0.4.20
和10.0.4.21
服务器上分别执行sudo systemctl restart keepalived
,让VIP漂移到10.0.4.20
服务器上。
在10.0.4.20
服务器上,执行 sudo systemctl stop nginx
模拟Nginx故障,查看VIP,如下图所示:
可以看到,VIP从10.0.4.20
服务器上,漂移到了10.0.4.21
服务器上。查看/var/log/keepalived.log
,可以看到10.0.4.20
服务器新增如下一行日志:
[2020-10-14 14:02:34] notify_fault
10.0.4.21
服务器新增如下日志:
[2020-10-14 14:02:35] notify_master
场景3:Nginx恢复
基于场景2,在10.0.4.20
服务器上执行sudo systemctl start nginx
恢复Nginx,查看VIP,如下图所示:
可以看到,VIP仍然在10.0.4.21
服务器上,没有被10.0.4.20
抢占。查看/var/log/keepalived.log
,可以看到10.0.4.20
服务器新增如下一行日志:
[2020-10-14 14:03:44] notify_backup
10.0.4.21
服务器没有新增日志。
第五步:VIP绑定公网IP
到这里,我们已经成功配置了Keepalived + Nginx的高可用方案。但是,我们的VIP是内网,还不能通过外网访问。这时候,我们需要将VIP绑定一个外网IP,供外网访问。在腾讯云上,可通过绑定弹性公网IP来实现外网访问,需要先申请公网IP,然后将VIP绑定弹性公网IP。下面我来讲讲具体步骤。
申请公网IP:
- 登录私有网络控制台。
- 在左侧导航栏中,选择【IP与网卡】>【弹性公网IP】。
- 在弹性公网IP管理页面,选择所在地域,单击【申请】。
将VIP绑定弹性公网IP:
- 登录私有网络控制台。
- 在左侧导航栏中,选择【IP与网卡】>【高可用虚拟】。
- 单击需要绑定的HAVIP所在行的【绑定】。
- 在弹出界面中,选择需要绑定的公网IP即可,如下图所示:
绑定的弹性公网IP是106.52.252.139
。
这里提示下,腾讯云平台中,如果HAVIP没有绑定实例,绑定HAVIP的EIP会处于闲置状态,按¥0.2/小时
收取闲置费用。所以,你需要正确配置高可用应用,确保绑定成功。
第六步:测试公网访问
最后,你可以通过执行如下命令来测试:
$ curl -H"Host: iam.api.marmotedu.com" http://106.52.252.139/healthz -H"iam.api.marmotedu.com"
{"status":"ok"}
可以看到,我们可以成功通过公网访问后端的高可用服务。到这里,我们成功部署了一个可用性很高的IAM应用。
课后练习
- 思考下,当前部署架构下如果iam-apiserver需要扩容,可以怎么扩容?
- 思考下,当VIP切换时,如何实现告警功能,给系统运维人员告警?