RABBITMQ集羣及HA、LB

RABBITMQ集羣及HA、LB

一、Rabbitmq簡介

RabbitMQ是一個開源的AMQP實現，服務器端用Erlang語言編寫，支持多種客戶端，如：Python、Ruby、.NET、Java、JMS、C、PHP、ActionScript、XMPP、STOMP等，支持AJAX。用於在分佈式系統中存儲轉發消息，在易用性、擴展性、高可用性等方面表現不俗。

AMQP，即Advanced message Queuing Protocol，高級消息隊列協議，是應用層協議的一個開放標準，爲面向消息的中間件設計。消息中間件主要用於組件之間的解耦，消息的發送者無需知道消息使用者的存在，反之亦然。

AMQP的主要特徵是面向消息、隊列、路由（包括點對點和發佈/訂閱）、可靠性、安全。

rabbitmq是使用erlang開發的,集羣非常方便,且天生就支持併發分佈式,但自身並不支持負載均衡. 常規的博客介紹都是說rabbitmq有幾種部署模式,其中最常用的也就兩種:

1，單一模式: 就是不做ha...

2，鏡像模式模式: active/active模式的ha,當master掛掉了,按照策略選擇某個slave(其實就是最先加入集羣的那個slave)來擔當master的角色。

 

1. Rabbitmq系統架構

RabbitMQ Server： 也叫broker server，是一種傳輸服務，負責維護一條從Producer到consumer的路線，保證數據能夠按照指定的方式進行傳輸。

Producer，數據的發送方。

Consumer，數據的接收方。

Exchanges 接收消息，轉發消息到綁定的隊列。主要使用3種類型：direct， topic， fanout。

Queue RabbitMQ內部存儲消息的對象。相同屬性的queue可以重複定義，但只有第一次定義的有效。

Bindings 綁定Exchanges和Queue之間的路由。

Connection： 就是一個TCP的連接。Producer和consumer都是通過TCP連接到RabbitMQ Server的。

Channel：虛擬連接。它建立在上述的TCP連接中。數據流動都是在Channel中進行的。也就是說，一般情況是程序起始建立TCP連接，第二步就是建立這個Channel。

二、 Rabbitmq安裝

1. 安裝 erlang 虛擬機

###安裝 erlang 虛擬機，Rabbitmq 基於 erlang 語言開發，所以需要安裝 erlang 虛擬機。

wget http://www.erlang.org/download/otp_src_R15B01. tar .gz

tar -xvf otp_src_R15B01.tar .gz 

cdotp_src_R15B01 

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

./configure --prefix=/usr/local/erlang --enable-hipe --enable-threads --enable-smp-support --enable-kernel-poll

make &make install

2. 安裝 rabbitmq

wget http://www.rabbitmq.com/releases/rabbitmq-server/v3.5.6/rabbitmq-server-generic-unix-3.5.6. tar .gz

tar -xvf rabbitmq-server-generic-unix-3.2.1. tar .gz

mv rabbitmq_server-3.2.1 /usr/local/rabbitmq 

cd /usr/local/rabbitmq/ 

rm LICENSE* -rf 

# sbin/rabbitmqctl    #<--提示沒找到 erlang 虛擬機

sbin/rabbitmqctl: line 29: exec: erl: not found

##建立軟連接，解決 erlang 虛擬機路徑問題

ln -s /usr/local/erlang/bin/erl /usr/local/bin/

mkdir /data/rabbitmq/data /data/rabbitmq/log    -p    #<--建立存放數據日誌目錄

# vim /usr/local/rabbitmq/etc/rabbitmq/rabbitmq-env .conf 

RABBITMQ_NODE_IP_ADDRESS=10.168.185.96 

RABBITMQ_MNESIA_BASE=/data/rabbitmq/data 

RABBITMQ_LOG_BASE=/data/rabbitmq/log 

# vim /usr/local/rabbitmq/etc/rabbitmq/rabbitmq    #<--設置日誌級別

[ 

{rabbit, [{log_levels, [{connection, error}]}]} 

]. 

啓動  rabbitmq 

/usr/local/rabbitmq/sbin/rabbitmq-server  –detached&  啓後默認端口是：  rabbitmq  的  默認端口是 5672. 

停止程序：

/usr/local/rabbitmq/sbin/rabbitmqctl stop #若單機有多個實例，則在 rabbitmqctl  後加–n  指定名稱

3. RABBITMQ頁面（web）管理

啓用 rabbitmq web 管理插件: 

/usr/local/rabbitmq/sbin/rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management 

關閉 rabbitmq 管理插件：

/usr/local/rabbitmq/sbin/rabbitmq-plugins disable rabbitmq_management

列出所有插件：

/usr/local/rabbitmq/sbin/rabbitmq-plugins list

4. Rabbitmq創建用戶

如果是集羣的話，只要在一臺主機設置即可，其它會自動同步。

#rabbitmqctl add_user admin 123456  –admin爲新建的用戶，123456爲密碼

#rabbitmqctl  set_user_tags admin administrator –將用戶設置爲管理員角色

#rabbitmqctl set_permissions -p / admin ".*" ".*" ".*"

–在 / 虛擬主機裏設置iom用戶配置權限，寫權限，讀權限。.*是正則表達式裏用法。rabbitmq的權限是根據不同的虛擬主機（virtual hosts）配置的，同用戶在不同的虛擬主機（virtual hosts）裏可能不一樣。

5. Rabbitmq安全特性

（1）publish消息確認機制

如果採用標準的 AMQP 協議，則唯一能夠保證消息不會丟失的方式是利用事務機制 — 令 channel 處於 transactional 模式、向其 publish 消息、執行 commit 動作。在這種方式下，事務機制會帶來大量的多餘開銷，並會導致吞吐量下降 250% 。爲了補救事務帶來的問題，引入了 confirmation 機制（即 Publisher Confirm）。

confirm 機制是在channel上使用 confirm.select方法，處於 transactional 模式的 channel 不能再被設置成 confirm 模式，反之亦然。

在 channel 被設置成 confirm 模式之後，所有被 publish 的後續消息都將被 confirm（即 ack） 或者被 nack 一次。但是沒有對消息被 confirm 的快慢做任何保證，並且同一條消息不會既被 confirm 又被 nack 。

RabbitMQ 將在下面的情況中對消息進行 confirm ：

RabbitMQ發現當前消息無法被路由到指定的 queues 中；

非持久屬性的消息到達了其所應該到達的所有 queue 中（和鏡像 queue 中）；

持久消息到達了其所應該到達的所有 queue 中（和鏡像 queue 中），並被持久化到了磁盤（被 fsync）；

持久消息從其所在的所有 queue 中被 consume 了（如果必要則會被 acknowledge）。

（2）consumer消息確認機制

爲了保證數據不被丟失，RabbitMQ支持消息確認機制，即acknowledgments。

如果沒啓動消息確認機制，RabbitMQ在consumer收到消息後就會把消息刪除。

啓用消息確認後，consumer在處理數據後應通過回調函數顯示發送ack， RabbitMQ收到ack後纔會刪掉數據。如果consumer一段時間內不回饋，RabbitMQ會將該消息重新分配給另外一個綁定在該隊列上的consumer。另一種情況是consumer斷開連接，但是獲取到的消息沒有回饋，則RabbitMQ同樣重新分配。

注意：如果consumer 沒調用basic.qos 方法設置prefetch_count=1，那即使該consumer有未ack的messages，RabbitMQ仍會繼續發messages給它。

（3）消息持久化

消息確認機制確保了consumer退出時消息不會丟失，但如果是RabbitMQ本身因故障退出，消息還是會丟失。爲了保證在RabbitMQ出現意外情況時數據仍沒有丟失，需要將queue和message都要持久化。

queue持久化：channel.queue_declare(queue=’hello’, durable=True)

message持久化：channel.basic_publish(exchange=”,

routing_key=”task_queue”,

body=message,

properties=pika.BasicProperties(

delivery_mode = 2,)  #消息持久化

)

即使有消息持久化，數據也有可能丟失，因爲rabbitmq是先將數據緩存起來，到一定條件才保存到硬盤上，這期間rabbitmq出現意外數據有可能丟失。

網上有測試表明：持久化會對RabbitMQ的性能造成比較大的影響，可能會下降10倍不止。

三、Rabbitmq集羣

1. RABBITMQ集羣基本概念

一個RABBITMQ集 羣中可以共享user，virtualhosts，queues（開啓Highly Available Queues），exchanges等。但message只會在創建的節點上傳輸。當message進入A節點的queue中後，consumer從B節點拉取時，RabbitMQ會臨時在A、B間進行消息傳輸，把A中的消息實體取出並經過B發送給consumer。所以consumer應儘量連接每一個節點，從中取消息。

RABBITMQ的集羣節點包括內存節點、磁盤節點。內存節點的元數據僅放在內存中，性能比磁盤節點會有所提升。不過，如果在投遞message時，打開了message的持久化，那麼內存節點的性能只能體現在資源管理上，比如增加或刪除隊列（queue），虛擬主機（vrtual hosts），交換機（exchange）等，發送和接受message速度同磁盤節點一樣。一個集羣至少要有一個磁盤節點。

2. RABBITMQ搭建集羣

（1） 部署網絡環境：

有三臺機器(mq-cluster1,2,3) rabbitmq的執行用戶爲rabbitmq，所屬組rabbitmq。直接將以下內容其加到/etc/hosts文件中

其中mq-cluster1爲master,其餘的爲slave

（2） 同步erlang.cookie文件

我是以mq-cluster1爲master的,所以需要將其內容覆蓋到mq-cluster2和mq-cluster3中

殺掉rabbitmq2和rabbitmq3的rabbitmq進程：

#ps –ef|grep rab|awk ‘{print $2}’|xargs kill -9。–用service rabbitmq-servier stop停止會有遺留進程。

scp 同步完成後，啓動mq_cluster2和mq_cluster3的rabbitmq服務

（3） 設置ha模式

rabbitmqctl set_policy [-p <vhostpath>] [--priority <priority>] [--apply-to <apply-to>] <name> <pattern> <definition>  

name 策略名稱

pattern 正則表達式,用來匹配資源,符合的就會應用設置的策略

definition 是json格式設置的策略。

apply-to 表示策略應用到什麼類型的地方,一般有queues,exchange和all,默認是all

priority 是個整數優先級

其中ha-mode有三種模式:

all: 同步至所有的.

exactly: 同步最多N個機器. 當現有集羣機器數小於N時,同步所有,大於等於N時則不進行同步. N需要額外通過ha-params來指定.

nodes: 只同步至符合指定名稱的nodes. N需要額外通過ha-params來指定.# 這裏設置的是同步全部的queue, 可以按需自己選擇指定的queue

 rabbitmqctl set_policy ha-all '.*' '{"ha-mode":"all"}'

（4） cluster2,3加入集羣

在mq-cluster2和mq-cluster3中分別執行:

rabbitmqctl stop_app

rabbitmqctl join_cluster rabbit@mq-cluster1

rabbitmqctl start_app

加入之後, 可以通過rabbitmqctl cluster_status來查看cluster狀態.

ps:默認加入是一disc模式加入,可以執行rabbitmqctl change_cluster_node_type <ram|disc>進行模式的修改

（5） 更改節點屬性

#rabbitmqctl stop_app  –停止rabbitmq服務

#rabbitmqctl change_cluster_node_type disc/ram –更改節點爲磁盤或內存節點

#rabbitmqctl start_app –開啓rabbitmq服務

在rabbitmq 2.中使用:

#rabbitmqctl stop_app

#rabbitmqctl force_cluster rabbit@mq-cluster1  #不加自己的node_name,是ram模式

#rabbitmqctl force_cluster rabbit@mq-cluster1 rabbit@mq-cluster2 #加自己的node_name 是disk模式

3. RABBITMQ退出集羣

假設要把rabbitmq2退出集羣

在rabbitmq2上執行

#rabbitmqctl stop_app

#rabbitmqctl reset

#rabbitmqctl start_app 

在集羣主節點上執行

# rabbitmqctl forget_cluster_node rabbit@mq-cluster2

4. RABBITMQ集羣重啓

集羣重啓時，最後一個掛掉的節點應該第一個重啓，如果因特殊原因（比如同時斷電），而不知道哪個節點最後一個掛掉。可用以下方法重啓：

先在一個節點上執行

#rabbitmqctl force_boot

#service rabbitmq-server –detached&

在其他節點上執行

#service rabbitmq-server –detached&

查看cluster狀態是否正常（要在所有節點上查詢）。

#rabbitmqctl cluster_status

如果有節點沒加入集羣，可以先退出集羣，然後再重新加入集羣。

上述方法不適合內存節點重啓，內存節點重啓的時候是會去磁盤節點同步數據，如果磁盤節點沒起來，內存節點一直失敗。

5. 注意事項

§ cookie在所有節點上必須完全一樣，同步時一定要注意。

§ erlang是通過主機名來連接服務，必須保證各個主機名之間可以ping通。可以通過編輯/etc/hosts來手工添加主機名和IP對應關係。如果主機名ping不通，rabbitmq服務啓動會失敗。

§ 如果queue是非持久化queue，則如果創建queue的那個節點失敗，發送方和接收方可以創建同樣的queue繼續運作。但如果是持久化queue，則只能等創建queue的那個節點恢復後才能繼續服務。

§ 在集羣元數據有變動的時候需要有disk node在線，但是在節點加入或退出的時候所有的disk node必須全部在線。如果沒有正確退出disk node，集羣會認爲這個節點當掉了，在這個節點恢復之前不要加入其它節點。

 

四、Rabbitmq HA

1. 鏡像隊列概念

鏡像隊列可以同步queue和message，當主queue掛掉，從queue中會有一個變爲主queue來接替工作。

鏡像隊列是基於普通的集羣模式的,所以你還是得先配置普通集羣,然後才能設置鏡像隊列。

鏡像隊列設置後，會分一個主節點和多個從節點，如果主節點宕機，從節點會有一個選爲主節點，原先的主節點起來後會變爲從節點。

queue和message雖然會存在所有鏡像隊列中，但客戶端讀取時不論物理面連接的主節點還是從節點，都是從主節點讀取數據，然後主節點再將queue和message的狀態同步給從節點，因此多個客戶端連接不同的鏡像隊列不會產生同一message被多次接受的情況。

2. 配置鏡像隊列

沿用3.2的環境，現在我們把名爲“hello”的隊列設置爲同步給所有節點

#rabbitmqctl set_policy  ha-all ‘hello’ ‘{“ha-mode”:”all”}’

ha-all 是同步模式，指同步給所有節點，還有另外兩種模式ha-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，ha-nodes表示在指定的節點上進行鏡像，節點名稱通過ha-params指定；

hello 是同步的隊列名，可以用正則表達式匹配；

{“ha-mode”:”all”} 表示同步給所有，同步模式的不同，此參數也不同。

執行上面命令後，可以在web管理界面查看queue 頁面，裏面hello隊列的node節點後會出現+2標籤，表示有2個從節點，而主節點則是當前顯示的node（xf7021是測試用的名字，按4-2應該爲rabbitmq（1-3））。

3. 測試rabbitmq的ha

測試的python代碼,依次發送消息到三個rabbitmq-server中,

可以隨機的操作去關閉任意一個mq-cluster上的rabbitmq-server服務, 再通過rabbitmqctl list_queues來查看消息的數量. 可以看到,儘管master掛了,消息依然能夠發送成功,且當掛掉的機器(master或者slave)重新起起來之後,消息會馬上同步過去.

4. 搭建haproxy

安裝和初始配置haproxy此處從略.

在配置好的/etc/haproxy/haproxy.cfg尾端加上以下內容

接着啓動haproxy

haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -D

5. 測試rabbitmq的haproxy下的lb

將之前的測試代碼中的

mq_servers = ['10.22.129.57', '10.22.129.58', '10.22.129.59']

改成

mq_servers = ['10.22.129.53', '10.22.129.53', '10.22.129.53']

執行測試代碼,發現三個消息均發送成功,然後即使手動關閉其中一臺mq,消息依然發送成功,通過rabbitctl list_queues也依然可以看到消息是成功收到３條的.

至此，可以看到rabbitmq-server成功的解除了single-point狀態。