深入浅析RabbitMQ镜像集群原理

集群架构

RabbitMQ 集群是一个或多个节点的逻辑分组,集群中的每个节点都是对等的

每个节点共享所有的用户,虚拟主机,队列,交换器,绑定关系,运行时参数和其他分布式状态等信息。

一个高可用,负载均衡的 RabbitMQ 集群架构应类似下图:

在这里插入图片描述

这里对上面的集群架构做一下解释说明:

1)首先一个基本的 RabbitMQ 集群不是高可用的

虽然集群共享队列,但在默认情况下,消息只会被路由到某一个节点的符合条件的队列上,并不会同步到其他节点的相同队列上。

假设消息路由到 node1 的 my-queue 队列上,但是 node1 突然宕机了,那么消息就会丢失

想要解决这个问题,需要开启队列镜像,将集群中的队列彼此之间进行镜像,此时消息就会被拷贝到处于同一个镜像分组中的所有队列上。

2)其次 RabbitMQ 集群本身并没有提供负载均衡的功能

也就是说对于一个三节点的集群,每个节点的负载可能都是不相同的,想要解决这个问题可以通过硬件负载均衡或者软件负载均衡的方式

这里我们选择使用 HAProxy 来进行负载均衡,当然也可以使用其他负载均衡中间件,如LVS等。

HAProxy 同时支持四层和七层负载均衡,并基于单一进程的事件驱动模型,因此它可以支持非常高的井发连接数。

3)接着假设我们只采用一台 HAProxy

那么它就存在明显的单点故障的问题

所以至少需要两台 HAProxy ,同时这两台 HAProxy 之间需要能够自动进行故障转移,通常的解决方案就是 KeepAlived 。

KeepAlived 采用 VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol,虚拟路由冗余协议) 来解决单点失效的问题

它通常由一组一备两个节点组成,同一时间内只有主节点会提供对外服务,并同时提供一个虚拟的 IP 地址 (Virtual Internet Protocol Address ,简称 VIP) 。

如果主节点故障,那么备份节点会自动接管 VIP 并成为新的主节点 ,直到原有的主节点恢复。

4)最后,任何想要连接到 RabbitMQ 集群的客户端

只需要连接到虚拟 IP,而不必关心集群是何种架构。

搭建集群准备:

1、准备3个虚拟机

vi /etc/hostname #修改虚拟机名称 node1 node2 node3
虚拟机(机器)名称node1node2node3
ip192.168.0.101192.168.0.102192.168.0.103
安装Erlang+RabbitMQErlang+RabbitMQErlang+RabbitMQ

2、设置node1、node2、node3的hosts

vi /etc/hosts #修改虚拟机hosts node1 node2 node3

文件内容:

192.168.0.101 node1
192.168.0.102 node2
192.168.0.103 node3

安装Erlang:

由于RabbitMQ是基于Erlang(面向高并发的语言)语言开发,所以在安装RabbitMQ之前,需要先安装Erlang。

1.选择Erlang和RabbitMQ版本,这里选择RabbitMQ3.9.x、Erlang24.0,查看对应版本   

2.Erlang官网下载Github下载

在这里插入图片描述

3.更新基本系统,安装任何软件包之前,建议使用以下命令更新软件包和存储库

yum -y update

4、安装 tar

yum install -y tar

5、首先要先安装GCC、 GCC-C++、 Openssl等依赖模块:

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

6、再安装ncurses模块

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

7、将安装包拷贝到linux下:

在这里插入图片描述

8、解压ErLang安装包

[root@node1 /]# cd /usr/local/ #先切换到安装包目录
[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 #解压文件

9、创建安装的目录/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、切换到解压后的目录

[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、配置安装路径

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

erlang的编译需要用到java环境,如果不装,会报错如下,但不影响后续操作

在这里插入图片描述

12、进行编译安装

make && make install

13、查看安装

[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、配置环境变量

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、直接输入 erl 、得到如下图得安装成功,输入 halt(). 退出

在这里插入图片描述

安装RabbitMQ:

1、Github下载

在这里插入图片描述

2、将安装包拷贝到linux下:

在这里插入图片描述

3、解压到 /usr/local/ 目录下

[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、添加环境变量

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、切换到解压后的目录

[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、启动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、后台启动rabbitmq服务

rabbitmq-server -detached

9、启用了rabbitmq的管理插件,会有一个web管理界面,默认监听端口15672,将此端口在防火墙上打开,则可以访问web界面:

在这里插入图片描述

使用默认的用户 guest / guest (此也为管理员用户)登陆,会发现无法登陆,

报错:User can only log in via localhost。

那是因为默认是限制了guest用户只能在本机登陆,也就是只能登陆localhost:15672。

可以通过修改配置文件rabbitmq.conf,取消这个限制: loopback_users这个项就是控制访问的,

如果只是取消guest用户的话,只需要loopback_users.guest = false 即可。或者添加远程用户

10、添加远程用户

# 添加用户
rabbitmqctl add_user 用户名 密码
# 设置用户角色,分配操作权限
rabbitmqctl set_user_tags 用户名 角色
# 为用户添加资源权限(授予访问虚拟机根节点的所有权限)
rabbitmqctl set_permissions -p / 用户名 ".*" ".*" ".*"

角色有四种:

  • administrator:可以登录控制台、查看所有信息、并对rabbitmq进行管理
  • monToring:监控者;登录控制台,查看所有信息
  • policymaker:策略制定者;登录控制台指定策略
  • managment:普通管理员;登录控制

这里创建用户rabbitadmin,密码rabbitadmin,设置administrator角色,赋予所有权限

[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、登录,其他两台虚拟机也是如上配置

在这里插入图片描述

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}目录是/root,切换到root目录下,该文件是一个隐藏文件,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(拷贝.cookie时,各节点都必须停止MQ服务,在node1上执行远程操作命令)

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

集群搭建:

1、启动RabbitMQ服务,顺带启动Erlang虚拟机和RabbitMQ应用服务,在node1、node2、node3执行命令

rabbitmq-server -detached

2、RabbitMQ 集群的搭建需要选择其中任意一个节点为基准,将其它节点逐步加入。这里我们以 node1 为基准节点,将 node2 和 node3 加入集群。在 node2 和node3 上执行以下命令:

# 1.停止服务
rabbitmqctl stop_app
# rabbitmqctl stop会将Erlang虚拟机关闭,rabbitmqctl stop_app只关闭RabbitMQ服务

# 2.重置状态
rabbitmqctl reset

# 3.节点加入, 在一个node加入cluster之前,必须先停止该node的rabbitmq应用,即先执行stop_app
# node2加入node1, node3加入node2
rabbitmqctl join_cluster rabbit@node1

# 4.启动服务
rabbitmqctl start_app

join_cluster 命令有一个可选的参数 --ram ,该参数代表新加入的节点是内存节点,默认是磁盘节点。

如果是内存节点,则所有的队列、交换器、绑定关系、用户、访问权限和 vhost 的元数据都将存储在内存中,

如果是磁盘节点,则存储在磁盘中。

内存节点可以有更高的性能,但其重启后所有配置信息都会丢失,

因此RabbitMQ 要求在集群中至少有一个磁盘节点,其他节点可以是内存节点。

当内存节点离开集群时,它可以将变更通知到至少一个磁盘节点;

然后在其重启时,再连接到磁盘节点上获取元数据信息。

除非是将 RabbitMQ 用于 RPC 这种需要超低延迟的场景,

否则在大多数情况下,RabbitMQ 的性能都是够用的,可以采用默认的磁盘节点的形式。

另外,如果节点以磁盘节点的形式加入,则需要先使用 reset 命令进行重置,然后才能加入现有群集,重置节点会删除该节点上存在的所有的历史资源和数据。

采用内存节点的形式加入时可以略过 reset 这一步,因为内存上的数据本身就不是持久化的

3、查看集群状态

此时可以在任意节点上使用 rabbitmqctl cluster_status 命令查看集群状态,输出如下:

[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

在这里插入图片描述

镜像队列:

1、镜像的配置是通过 policy 策略的方式,以命令的方式设置 或 UI界面设置

在这里插入图片描述

2、参数说明:

  • Name:policy的名称
  • Pattern: queue的匹配模式(正则表达式)
  • priority:可选参数,policy的优先级
  • Definition:镜像定义,包括三个部分ha-mode、ha-params、ha-sync-mode
  • ha-mode:指明镜像队列的模式,有效值为 all/exactly/nodes
  • all:表示在集群中所有的节点上进行镜像
  • exactly:表示在指定个数的节点上进行镜像,节点的个数由ha-params指定
  • nodes:表示在指定的节点上进行镜像,节点名称通过ha-params指定
  • ha-params:ha-mode模式需要用到的参数
  • ha-sync-mode:进行队列中消息的同步方式,有效值为automatic(自动)和manual(手动)

3、对队列名称以“queue_”开头的所有队列进行镜像,并在集群的两个节点上完成进行,policy的设置命令为:

[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、在任意节点(我在node1节点)创建queue_testQueue队列,并查看镜像状态

在这里插入图片描述

上图Node中的+1表示备份,下图中的Mirrors就是备份的节点,若node1宕机了node3就会代替node1继续提供服务

在这里插入图片描述

测试:首先关闭node1节点

在这里插入图片描述

然后查看node3节点上的镜像状态,发现在node2节点也进行了备份,以此说明:就算整个集群只剩下一台机器了,依然能消费队列里面的消息

在这里插入图片描述

5、复制系数

若ha-mode 的值为 all ,代表消息会被同步到所有节点的相同队列中,如果你的集群有很多节点,那么此时复制的性能开销就比较大,此时需要选择合适的复制系数。

通常可以遵循过半写原则,即对于一个节点数为 n 的集群,只需要同步到 n/2+1 个节点上即可。

6、集群的关闭与重启

没有一个直接的命令可以关闭整个集群,需要逐一进行关闭。但是需要保证在重启时,最后关闭的节点最先被启动。如果第一个启动的不是最后关闭的节点,那么这个节点会等待最后关闭的那个节点启动,默认进行 10 次连接尝试,超时时间为 30 秒,如果依然没有等到,则该节点启动失败。

这带来的一个问题是,假设在一个三节点的集群当中,关闭的顺序为 node1,node2,node3,如果 node1 因为故障暂时没法恢复,此时 node2 和 node3 就无法启动。想要解决这个问题,可以先将 node1 节点进行剔除,命令如下:

rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@node1 --offline

此时需要加上 -offline 参数,它允许节点在自身没有启动的情况下将其他节点剔除。

7、解除集群

重置当前节点:

# 1.停止服务
rabbitmqctl stop_app
# 2.重置集群状态
rabbitmqctl reset
# 3.重启服务
rabbitmqctl start_app

重新加入集群:

# 1.停止服务
rabbitmqctl stop_app
# 2.重置状态
rabbitmqctl reset
# 3.节点加入
rabbitmqctl join_cluster rabbit@node1
# 4.重启服务
rabbitmqctl start_app

完成后重新检查 RabbitMQ 集群状态:

rabbitmqctl cluster_status

除了在当前节点重置集群外,还可在集群其他正常节点将节点踢出集群

rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@node3

8、变更节点类型

我们可以将节点的类型从RAM更改为Disk,反之亦然。假设我们想要反转rabbit@node2和rabbit@node1的类型,将前者从RAM节点转换为磁盘节点,而后者从磁盘节点转换为RAM节点。为此,我们可以使用change_cluster_node_type命令。必须首先停止节点。

# 1.停止服务
rabbitmqctl stop_app
# 2.变更类型 ram disc
rabbitmqctl change_cluster_node_type disc
# 3.重启服务
rabbitmqctl start_app

9、清除 RabbitMQ 节点配置

# 如果遇到不能正常退出直接kill进程
systemctl stop rabbitmq-server
# 查看进程
ps aux|grep rabbitmq
# 清除节点rabbitmq配置
rm -rf /var/lib/rabbitmq/mnesia
作者:九宫格输入法原文地址:https://blog.csdn.net/Stubborn_bull/article/details/119844905

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