我之前在一片文章中做了一个负载均衡的实验，其主要架构如下：
把debian1作为调度服务器承担请求分发的任务，即用户访问的是debian1，然后debain1把请求按照一定的策略发送给应用服务器：debian2或者debain3，甚至更多的debain4、5、6……
状态和数据可以放在外部的分布式缓存服务和分布式数据库服务中，这样应用服务本身就是无状态的，所以机器增减都是很容易的，应用的高可用是有保证的（对于有状态的高可用不仅要注意机器增减与切换、还要注意备份冗余、数据一致性等问题）。但是当时忽略了一个地方，那就是调度服务器debian1本身的高可用性没有考虑到，存在单点问题。
高可用的首要想法就是双机热备，故障时自动切换，所以我们要给debian1加一个备机debain1′。我现在按照自己的知识粗浅的把解决方案分为两类：客户端有感知的高可用、对客户端透明的高可用，并分别挑选一个示例做一下实验。
注：下面实现高可用都用的是双机热备，为了方便，把调度服务器debian1简称为主机，把调度服务器debian1的备机debian1′简称为备机。
客户端有感知的高可用
客户端有感知的高可用，也就是需要客户端的配合，客户端自己去确认服务器的变更并切换访问的目标。比如说我们的主机、备机都在ZooKeeper（或者其他类似的注册中心比如redis）中进行注册，客户端监听ZooKeeper中服务器的信息，发现主机下线自己就切换访问备机即可。
ZooKeeper伪集群搭建
首先在本机搭建包含3个节点的ZooKeeper伪集群。下载版本3.5.4-beta，解压，然后复制3份，每一份都要做如下操作：
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进入conf文件夹 创建一个配置文件zoo.cfg。代码如下：
initLimit=10 syncLimit=5 clientPort=2181（每个节点不同：2181,3181,4181） tickTime=2000 dataDir=E:/zookeeper-3.5.4-1/data（每个节点不同：3.5.4-2,3.5.4-3） dataLogDir=E:/zookeeper-3.5.4-1/datalog（每个节点不同，同上） server.1=192.168.*.*::2888:3888（实验机器的局域网IP或者直接localhost） server.2=192.168.*.*::4888:5888 server.3=192.168.*.*::6888:7888
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创建上面的
dataDir和dataLogDir，并在dataDir目录下必须创建myid文件，写入不同的整数ID，也就是上面的server.x的x，比如1 -
分别进入bin目录，在
zkServer.cmd中call之前加入set ZOOCFG=../conf/zoo.cfg并用其启动。
顺带一提，代码开发我就使用我之前的项目了，因为这个项目中的NameNode或者DataNode也可以用ZooKeeper实现高可用，欢迎和我一起完善这个项目，一块进步。
调度服务端开发
调度服务器主要向ZooKeeper注册自己，并向客户端提供服务。我们使用ZooKeeper交互，特别要注意版本问题。
主要代码如下：
public static void main(String... arg) throws Exception {
thisNode = ManagementFactory.getRuntimeMXBean().getName();
logger.debug("my pid: {}",thisNode); // 构造连接
CuratorFramework curator = CuratorFrameworkFactory
.builder()
.connectString(CONNECT_ADDR)
.connectionTimeoutMs(CONNECTION_TIMEOUT)//连接创建超时时间
.sessionTimeoutMs(SESSION_TIMEOUT)//会话超时时间
.retryPolicy(policy)
.build();
curator.start(); // 创建节点也就是成为master，阻塞等待
boolean result = becomeMaster(curator); if (result){
("Successfully Became Master");
}else {
("Failed to Became Master");
} // 监听
NodeCache cache = new NodeCache(curator, MASTER_NODE_PATH,false); cache.getListenable().addListener(()->{
ChildData data = cache.getCurrentData(); if (data != null){ String path = data.getPath();
Stat stat = data.getStat(); String dataString = new String(data.getData());
logger.debug("masterNode info, path:{},data:{},stat,{}",path,dataString,stat);
}else {
("masterNode is down, try to become Master"); if (becomeMaster(curator)){
("Successfully tried to Became Master");
}else {
("Failed to try to Became Master");
}
}
}); cache.start(true);
}// 确认masterprivate static boolean confirm(CuratorFramework curator) throws Exception {
masterNode = new String(curator.getData().forPath(MASTER_NODE_PATH));
("masterNode: {}",masterNode); return thisNode.equals(masterNode);
}// 成为masterprivate static boolean becomeMaster(CuratorFramework curator) throws Exception { String path= "";
try {
path = curator.create()
.creatingParentContainersIfNeeded()
.withMode(CreateMode.EPHEMERAL)
.forPath(MASTER_NODE_PATH,thisNode.getBytes());
logger.debug(path);
}catch (Exception e){
logger.error(e.getMessage());
} return MASTER_NODE_PATH.equals(path);
}
客户端开发
客户端主要向ZooKeeper监听调度服务器变更事件，并向其发起应用请求。实际上应用服务器也可以使用这部分代码来监听调度服务器的变化。
主要代码如下：
public static void main(String... arg) throws Exception {
CuratorFramework curator = CuratorFrameworkFactory
.builder()
.connectString(CONNECT_ADDR)
.connectionTimeoutMs(CONNECTION_TIMEOUT)
.sessionTimeoutMs(SESSION_TIMEOUT)
.retryPolicy(policy)
.build();
curator.start();
NodeCache cache = new NodeCache(curator, MASTER_NODE_PATH,false);
cache.getListenable().addListener(()->{
ChildData data = cache.getCurrentData(); if (data != null){
String path = data.getPath();
Stat stat = data.getStat();
String dataString = new String(data.getData());
logger.debug("masterNode info, path:{},data:{},stat,{}",path,dataString,stat);
masterInfo = dataString;
}else {
("masterNode is down, waiting");
}
}); cache.start(true);
// 获得主机，阻塞等待
try { masterInfo = new String(curator.getData().forPath(MASTER_NODE_PATH));
}catch (Exception e){ logger.error("no masterInfo"); masterInfo = null;
} while (masterInfo==null); ("masterInfo:{}",masterInfo);
}
对客户端透明的高可用
对客户端透明的高可用，也就是客户端不需要做什么工作，服务器切换不切换客户端根本不知道也不关心。主要实现方式有两种，一种是客户端通过域名访问主机，那么监控主机下线后就把域名重新分配给备机，当然这个切换会有时间成本，视定义的DNS缓存时间而定；第二种就是客户端通过IP访问主机，监控到主机下线后就通过IP漂移技术把对外的IP（或者说虚拟IP）分配给备机，这样就能做到及时的切换。
实际环境中常常使用keepalived来实现IP漂移。
首先主机、备机都要安装keepalived，然后配置主机/etc/keepalived/keepalived.conf：
vrrp_instance VI_1 { state MASTER # MASTER表示此实例是主机，BACKUP表示此实例是备机
interface eth0 # 网卡名称，亦即网络接口
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1 # 心跳检查时间间隔，单位秒
authentication { # 认证方式 是 密码的方式
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {# 虚拟IP地址，也就是对外开放的IP 10.23.8.80
}
}
virtual_server 10.23.8.80 80 { # 虚拟服务器，也就是对外开放的IP与端口
delay_loop 6
lb_algo wlc # 负载均衡调度算法 此处是 加权最少连接
lb_kind NAT # 有 DR,NAT,TUN三种
persistence_timeout 600
protocol TCP
real_server 172.18.1.11 80 {# 后端的 应用服务器
weight 100 # 节点的权重
TCP_CHECK {
connect_timeout 3 # 3秒超时
}
}
real_server 172.18.1.12 80 {# 后端的 应用服务器
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
}
}
real_server 172.18.1.13 80 {# 后端的 应用服务器
weight 100
TCP_CHECK {
connect_timeout 3
}
}
}
配置备机/etc/keepalived/keepalived.conf，与主机类似，但是state是backup，且权重较低即可：
vrrp_instance VI_1 { state BACKUP
interface eth1
virtual_router_id 51
priority 90
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress { 10.23.8.80
}
}
反思
说白了，这两种高可用的实现方式前者是在应用层实现的，而后者是在传输层实现的，那么我们就可以想到，计算机网络的每一层其实都是可以做负载均衡和高可用的。
