CN108200124B - 一种高可用应用程序架构及构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高可用应用程序架构及构建方法，包括应用程序和处于同一网段内的至少两台服务器；应用程序分别部署在至少两台服务器的tomcat上，tomcat的lib目录下配置有所述应用程序的session共享文件包；两台服务器共建redis集群环境，通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享；每台服务器分别安装有nginx和主备keepalived，每台nginx配置应用程序的负载均衡，每台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP。方案能够保证应用程序的高可用高容灾，增加应用程序的稳定性，提高用户的体验度，降低因应用程序宕机所带来损失，而且很好的解决多个应用之间session共享的问题，降低应用程序与高可用架构之间的耦合度。

Description

一种高可用应用程序架构及构建方法

技术领域

本发明涉及软件技术领域，尤其涉及高可用应用程序架构及构建高可用应用程序架构的方法。

背景技术

现有的应用程序架构大多数为单机环境，应用程序宕机后，整个系统将无法提供给用户进行访问，严重影响用户正常使用，导致用户的体验度下降。

现有的一些架构利用nginx来做负载均衡，提供应用程序的双机热备，当一台应用程序宕机后还能继续访问另外一台，一定程度上能够保证应用程序的高可用，但是若提供负载均衡的nginx宕机，则整个系统依然处于不可用状态。

而且，单纯使用nginx做负载均衡，用户的session信息存放也存在问题，即使用spring-session来保证session共享，仍然需要在应用程序中写较多的代码和引入特定的包，需要应用程序和高可用架构具有耦合性。

发明内容

本发明实施例提出了一种高可用应用程序架构及构建高可用应用程序架构的方法，能够部署比较重要、需求性高且可用高容灾特性的应用程序。

本发明实施例提供一种应用程序集群高可用的架构，所述架构包括应用程序和处于同一网段内的至少两台服务器；

所述应用程序分别部署在至少两台服务器的tomcat上，所述tomcat的lib目录下配置有所述应用程序的session共享文件包；

所述两台服务器共建redis集群环境，通过所述redis集群实现两个应用程序之间的session共享；所述每台服务器分别安装有nginx和主备keepalived，每台nginx配置应用程序的负载均衡，每台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP。

其中，所述两台服务器共建redis集群环境，具体包括：

所述两台服务器安装N个redis主服务和N个redis从服务，利用redis的哨兵机制提供redis集群环境的高可用性，N为大于3的整数。

其中，所述tomcat的lib目录下配置有所述应用程序的session共享文件包，具体包括：

通过修改tomcat里面的context.xml配置文件，将所述session共享文件包位于所述服务器tomcat的lib目录下。

具体的，所述tomcat的lib目录具体包括：commons-pool2-2.2.jar、jedis-2.8.1.jar、和tomcat-redis-session-manager-2.0.0.jar。

其中，所述每台nginx配置应用程序的负载均衡，具体包括：

修改每台服务器nginx.conf的配置文件，使得两个应用程序之间负载均衡。

本发明还提供一种构建高可用性的应用程序的方法，所述方法包括：

将应用程序分别部署在至少两台服务器的tomcat上，所述tomcat的lib目录中设置有应用程序的session共享文件包，所述至少两台服务器处于同一网段；

在两台服务器上共建redis集群环境，通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享；

在所述每台服务器上分别安装nginx和主备keepalived，每台nginx配置应用程序的负载均衡，每台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP。

其中，所述构建redis集群环境，具体包括：

在所述redis集群环境中安装N个redis主服务和N个从redis主服务，利用redis的哨兵机制提供redis集群环境的高可用性，N为大于3的整数。

其中，通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享，具体包括：

修改tomcat里面的context.xml配置文件，将所述session共享文件包位于所述服务器tomcat的lib目录下。

具体的，所述tomcat的lib目录具体包括：commons-pool2-2.2.jar、jedis-2.8.1.jar、和tomcat-redis-session-manager-2.0.0.jar。

其中，所述每台nginx配置应用程序的负载均衡，具体包括：

修改每台服务器nginx.conf的配置文件，使得两个应用程序之间负载均衡。

有益效果如下：

本方案通过在同一网段内的两台服务器上部署nginx、redis和主备keepalived，无论哪个应用程序宕机、nginx服务器宕机、redis服务器宕机、keepalived服务器宕机都不会影响用户对应用程序的访问，能够保证应用程序的高可用高容灾，增加应用程序的稳定性，提高用户的体验度，降低因应用程序宕机所带来损失，而且很好的解决多个应用之间session共享的问题，降低应用程序与高可用架构之间的耦合度。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：

图1示出了本发明实施例一中高可用应用程序架构示意图；

图2示出了本发明实施例二中高可用应用程序架构的结构示意图；

图3示出了本发明实施例二中高可用应用程序架构的另一结构示意图；

图4示出了本发明实施例三中构建高可用应用程序架构的方法流程。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

实施例一

图1示出了本发明实施例提供的高可用应用程序架构，具体包括：应用程序和处于同一网段内的至少两台服务器；

应用程序分别部署在至少两台服务器的tomcat上，tomcat的lib目录下配置有应用程序的session共享文件包；

两台服务器共建redis集群环境，通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享；每台服务器分别安装有nginx和主备keepalived，每台nginx配置应用程序的负载均衡，每台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP。

本方案的基本原理为：利用keepalived可以绑定虚拟IP的特性，当访问虚拟IP时会直接访问到绑定了虚拟IP的服务器，从而就可以访问到此台服务器上的nginx应用，然后再利用nginx的负载均衡策略将请求转发到对应的应用程序上，最终就通过对外提供的虚拟IP地址访问到了应用程序。

因此，在本方案提出的应用程序集群高可用的架构中，无论是哪一个应用程序宕机、nginx服务器宕机、redis服务器宕机、keepalived服务器宕机都不会影响用户对应用程序的访问。

假设应用程序宕机，nginx的负载均衡策略会把请求转发到另外一台正常运行的应用程序上；

假设其中一台redis集群中的master(主服务器)宕机，那么redis的哨兵机制会从备用服务器中选一个来作为master；

假设nginx服务器宕机，那么根据keepalived的检测脚本会停掉和nginx在同一台服务器上的keepalived服务，这时如果停掉的是主的keepalived，那么虚拟IP就会在这台服务器上进行解绑，然后绑定到备用的keepalived所在的服务器的网卡上，通过这个虚拟IP可以继续进行访问。

本方案通过在同一网段内的两台服务器上部署nginx、redis和主备keepalived，无论哪个应用程序宕机、nginx服务器宕机、redis服务器宕机、keepalived服务器宕机都不会影响用户对应用程序的访问，能够保证应用程序的高可用高容灾，增加应用程序的稳定性，提高用户的体验度，降低因应用程序宕机所带来损失，而且很好的解决多个应用之间session共享的问题，降低应用程序与高可用架构之间的耦合度。

实施例二

本方案提供的高可用应用程序架构，至少需要部署在两台在同一网段服务器上，并且nginx和keepalived必须部署安装在同一台服务器上，其中两台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP，两台nginx分别配置两个应用程序的负载均衡，最后通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享。

下面结合图2和图3，给出本方案提供的应用程序集群高可用的架构，包括应用程序和至少两台服务器；

应用程序分别部署在至少两台服务器的tomcat上，应用程序配置应用程序的session共享；

至少两台服务器处于同一网段内，所述服务器上部署有redis集群环境、应用服务器、nginx和主备keepalived；

其中，应用服务器上部署有应用程序，配置应用程序的session共享文件包，session共享文件包位于所述服务器tomcat的lib目录下；

redis集群环境包括N个redis主服务和N个redis从服务，利用redis的哨兵机制提供redis集群环境的高可用性，通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享，N为大于3的整数；Redis集群主要用来存储应用服务器的session；

每台nginx配置应用程序的负载均衡，每台Keepalived通过脚本不断检测同服务器上的Nginx应用是否存活，keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP。

进一步的，session共享文件包位于服务器tomcat的lib目录下，具体包括：

通过修改tomcat里面的context.xml配置文件，将所述session共享文件包位于所述服务器tomcat的lib目录下，tomcat的lib目录具体包括：commons-pool2-2.2.jar、jedis-2.8.1.jar、和tomcat-redis-session-manager-2.0.0.jar。

进一步的，每台nginx配置应用程序的负载均衡，具体包括：

修改每台服务器nginx.conf的配置文件，使得两个应用程序之间负载均衡。

进一步的，主备keepalived通过虚拟路由器冗余协议(Virtual RouterRedundancy Protocol，简称VRRP)，保障IP数据流量失败转移不会引起混乱，允许主机使用单路由器，以及及时在实际第一跳路由器使用失败的情形下仍能够维护路由器间的连通性。

本发明提供的方案，通过一整套的架构体系，最终达到整个应用服务器集群的高可用和高容灾机制。基于这种设计的高可用架构能够实现应用程序之间的session以及避免IP单点故障，真正做到主服务器和备份服务器故障时IP瞬间无缝交接。

实施例三

下面结合图4，给出本方案构建高可用应用程序架构的方法流程：

步骤301：将应用程序分别部署在两台服务器的tomcat上，两台服务器处于同一网段；

实际应用中，可以将应用程序部署在至少两台服务器上，本发明实施例以两台服务器为例进行说明。

本方案中，两台服务器要在同一网段内，具体为10.1.111.131和10.1.111.135。

步骤302：分别在两台台服务器上安装6个redis，搭建redis集群环境，利用redis的哨兵机制构建redis集群环境；

实际应用中，服务器上安装redis的个数为2N个，N为大于3的整数，N个redis主服务和N个从redis主服务，本发明不限定具体的个数，本方案中，安装6个redis服务，在集群环境中分配3个redis主服务和3个从redis主服务。

步骤303：配置应用程序的session共享文件包，把session共享文件包放在服务器tomcat的lib目录下；

具体的，将session共享文件包放在commons-pool2-2.2.jar，jedis-2.8.1.jar，tomcat-redis-session-manager-2.0.0.jar，并修改tomcat里面的context.xml配置文件。

步骤304：在两台服务器上安装nginx，修改nginx.conf的配置文件，做两个应用程序之间的负载均衡；

步骤305：在两台服务器上安装keepalived做主备，keepalived必须和nginx安装在同一台服务器上，并设置一个当前网段没有被使用的虚拟IP，作为提供给外部进行访问的唯一入口。

其中，主备keepalived通过虚拟路由器冗余协议(Virtual Router RedundancyProtocol，简称VRRP)，保障IP数据流量失败转移不会引起混乱，允许主机使用单路由器，以及及时在实际第一跳路由器使用失败的情形下仍能够维护路由器间的连通性。

步骤306：在两台服务器上配置nginx检测脚本，keepalived上实时检测本机上的nginx应用是否存活，若是本机nginx宕机后则会立即停掉keepalived服务。

本方案提供的方案，至少需要部署在两台在同一网段服务器上，并且nginx和keepalived必须部署安装在同一台服务器上，其中两台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP，两台nginx分别配置两个应用程序的负载均衡，最后通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享。

为了描述的方便，以上装置的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。当然，在实施本发明时可以把各模块或单元的功能在同一个或多个软件或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (8)

1.一种高可用应用程序架构的系统，其特征在于，所述架构包括应用程序和处于同一网段内的两台服务器；

所述应用程序分别部署在两台服务器的tomcat上，所述tomcat的lib目录下配置有所述应用程序的session共享文件包；

所述两台服务器共建redis集群环境，通过所述redis集群实现两个应用程序之间的session共享；所述每台服务器分别安装有nginx和主备keepalived，每台nginx配置应用程序的负载均衡，每台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP；所述两台服务器共建redis集群环境，具体包括：

所述两台服务器安装N个redis主服务和N个redis从服务，利用redis的哨兵机制提供redis集群环境的高可用性，N为大于3的整数。

2.如权利要求1所述的架构的系统，其特征在于，所述tomcat的lib目录下配置有所述应用程序的session共享文件包，具体包括：

通过修改tomcat里面的context.xml配置文件，将所述session共享文件包位于所述服务器tomcat的lib目录下。

3.如权利要求2所述的架构的系统，其特征在于，所述tomcat的lib目录具体包括：commons-pool2-2.2.jar、jedis-2.8.1.jar、和tomcat-redis-session-manager-2.0.0.jar。

4.如权利要求1所述的架构的系统，其特征在于，所述每台nginx配置应用程序的负载均衡，具体包括：

修改每台服务器nginx.conf的配置文件，使得两个应用程序之间负载均衡。

5.一种构建高可用应用程序架构的方法，其特征在于，所述方法包括：

将应用程序分别部署在两台服务器的tomcat上，所述tomcat的lib目录中设置有应用程序的session共享文件包，所述两台服务器处于同一网段；

在两台服务器上共建redis集群环境，通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享；所述共建redis集群环境，具体包括：

在所述redis集群环境中安装N个redis主服务和N个redis从服务，利用redis的哨兵机制提供redis集群环境的高可用性，N为大于3的整数；

在所述每台服务器上分别安装nginx和主备keepalived，每台nginx配置应用程序的负载均衡，每台keepalived对外提供一个同网段的虚拟IP。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，通过redis集群实现两个应用程序之间的session共享，具体包括：

修改tomcat里面的context.xml配置文件，将所述session共享文件包位于所述服务器tomcat的lib目录下。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述tomcat的lib目录具体包括：commons-pool2-2.2.jar、jedis-2.8.1.jar、和tomcat-redis-session-manager-2.0.0.jar。

8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述每台nginx配置应用程序的负载均衡，具体包括：

修改每台服务器nginx.conf的配置文件，使得两个应用程序之间负载均衡。

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