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项目名称
高可用Web集群重构项目
项目背景
随着公司业务的快速发展,网站流量持续增长,原有的单点Web服务器架构已无法满足高并发访问的需求,并且存在单点故障的风险。为了提升网站的稳定性和处理能力,公司决定对Web服务器架构进行升级,从单点架构转变为集群架构。
项目目标
消除单点故障风险,提高网站的稳定性。
提升网站的高并发处理能力,确保在高流量场景下用户访问的流畅性。
设计并实现一套高效、可扩展的Web集群架构。
项目成果
完成了从单点Web服务器到集群架构的平滑过渡,确保了网站服务的连续性。
实现了负载均衡方案,有效分散了访问流量,提高了系统的处理能力。
提升了网站的稳定性和可用性,降低了故障率,用户满意度显著提高。
我的角色与职责
作为运维工程师,我负责了项目的整体规划、方案设计、实施部署以及日常维护等工作。我需要与开发团队紧密合作,确保新架构的顺利上线和稳定运行。
我主要完成的工作内容
研究了多种负载均衡方案,包括lvs+keepalived和nginx+keepalived,并选择了最适合公司需求的方案。
编写了新架构方案实施项目书与实施日程,明确了项目的实施步骤和时间节点。
负责了新系统的部署工作,将原有的单点服务器逐步替换为集群架构。
制定了日常维护计划,确保集群的稳定运行和性能优化。
本次项目涉及的技术
负载均衡技术:lvs、nginx、keepalived。
集群架构技术:Nginx集群、反向代理、会话保持等。
自动化运维工具:Ansible、Shell脚本等。
本次项目遇到的问题与解决方法
问题:在负载均衡配置过程中,部分用户出现会话丢失问题。 解决方法:通过配置Nginx的会话保持功能,确保用户会话在集群中的一致性。
问题:新架构上线初期,部分服务器性能瓶颈明显。 解决方法:通过性能分析和调优,对服务器硬件进行了升级,并优化了系统配置。
本次项目中可能被面试官问到的技术性问题及答案
问题1:什么是lvs?
答案:LVS(Linux Virtual Server)是Linux虚拟服务器的简写,它是一个虚拟的服务器集群系统。
LVS工作在二层、三层、四层最底层,仅作分发之用,对CPU和内存消耗极低,抗负载能力极强。因此,它几乎可以对所有应用做负载均衡,包括HTTP、数据库、在线聊天室等。LVS的3种工作模式(基于NAT的LVS模式、基于TUN的LVS模式和基于DR的LVS模式)以及10种调度算法使其在负载均衡端有更灵活的策略选择。
问题2:本次项目成员一共多少人?
答案:一共3人,1个项目经理,1个实施工程师,1个运维技术专家
问题3:本次项目周期是多久?
答案:项目周期为1个月左右,主要分为:项目信息调研、项目启动、项目实施、项目试运行、项目验收等5个阶段
问题4:请简述LVS的工作原理?
答案:LVS主要由IPVS和Ipvsadm实现。IPVS是LVS集群系统的核心部分,是基于Linux Netfilter框架实现的一个内核模块,主要工作于内核空间的INPUT链上。而Ipvsadm则工作在用户空间,是用户定义和管理集群服务的工具。因此,在实际安装配置LVS时,主要需要安装配置Ipvsadm
IPVS:钩子函数,内核机制,在请求没有到达目的地址之前,捕获并取得优先控制权的函数。
IPVSADM:工作在用户空间,负责为ipvs内核框架编写规则,定义谁是集群服务,谁是后端真实的服务器
问题5:请简述Nginx与LVS的区别及适用场景。
答案:Nginx和LVS都是常用的负载均衡技术。Nginx更适合作为HTTP/HTTPS的负载均衡器,具备丰富的功能和高性能;而LVS则是一个基于IP层的负载均衡器,更适用于TCP/UDP协议的负载均衡场景。
问题6:如何确保集群中的会话一致性?
答案:可以通过配置Nginx的会话保持功能,如基于IP哈希的负载均衡策略,确保同一用户的请求始终被转发到同一台服务器上。此外,还可以使用Redis等分布式缓存系统来存储会话数据,实现跨服务器的会话共享。
问题7:请解释一下高可用性集群的脑分裂现象?
答案:在一个网络或线缆故障时导致两个节点同时认为自已是唯一处于活动状态的服务器从而出现争用资源的情况,这种争用资源的场景即是所谓的“脑裂”,造成数据不完整,服务不可访问
问题8:如何规避出现脑分裂现象?
答案:
第一种:设置参考ip,抢夺资源之前,都去ping参考ip(网关),ping不通时,不去抢资源,而是释放资源,将控制权交出去;
第二种:设置冗余线路,设置两条心跳线,两个网卡,第一个测时不通,再拿第二个去测。
第三种:爆头stonish(shoot the other node in the head ):基于能够通过软件指令关闭某节点特殊的硬件设备,最常见的为断电。
问题9:什么是keepalive?
答案:
为LVS和HA设计的一款健康检查工具
支持故障自动切换
支持节点健康状态检查
主备模式,共用同一个IP地址,但优先级不同
问题10:简述nginx和apache的区别?
轻量级,同样起web服务,比apache占用更少的内存和资源。
抗并发,nginx处理请求是异步非阻塞的,而apache则是阻塞性的,在高并发下nginx能保持低资源,低消耗高性能。
高度模块化的设计,编写模块相对简单。
最核心的区别在于apache是同步多进程模型,一个连接对应一个进程,nginx是异步的,多个连接可以对应一个进程。
问题11:如何实现nginx的URL重定向?
使用rewrite指令进行URL重写和重定向。rewrite指令的基本语法是rewrite regex replacement [flag];,其中regex是匹配URL的正则表达式,replacement是替换后的URL,flag是重写标记。
如果只是进行简单的URL重定向,也可以直接使用return指令,如return 301 /new-url;表示将请求永久重定向到/new-url
示例配置:将/old-url重定向到/new-url的示例配置如下
server {
......
location /old-url {
return 301 /new-url; # 永久重定向到/new-url
}
......
}
使用rewrite指令进行更复杂的URL重写和重定向:
server {
......
location /old-url {
rewrite ^/old-url(.*)$ /new-url$1 permanent; # 永久重定向到/new-url,并保留查询参数
}
......
}
经验教训与自我提升
通过本次项目,我深刻认识到集群架构的重要性和复杂性。在未来的工作中,我将继续学习新的技术和方法,提高自己的专业技能和综合素质。同时,我将注重与团队的沟通和协作,共同为公司的发展贡献力量。
展望未来
随着云计算和大数据技术的不断发展,未来的Web架构将更加复杂和多样化。我将持续关注行业动态和技术发展,不断提升自己的能力和水平,为公司的发展做出更大的贡献。