[大数据]21.RabbitMQ 镜像集群

集群架构：

??当单台 RabbitMQ 服务器的处理消息的能力达到瓶颈时，此时可以通过 RabbitMQ 集群来进行扩展，从而达到提升吞吐量的目的。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：

??这里对上面的集群架构做一下解释说明：

??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。

??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。

??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。

??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

??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

??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：

??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

??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

安装RabbitMQ：

??1、Github下载

??2、将安装包拷贝到linux下：

??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：

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

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

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

??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

??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

??测试：首先关闭node1节点

??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

??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。