为OpenStack搭建高可用RabbitMQ集群

问题导读

1.为什么需要RabbitMQ集群？

2.如何利用RabbitMQ镜像队列模式以及HAProxy搭建高可用消息队列集群？

       OpenStack有非常良好的结构设计，各模块之间相互独立，通过API和消息队列来传递信息，这种结构能够很方便的实现规模和功能的扩展，这是云计算平台功能设计的基本出发点。

       消息队列是OpenStack体系结构重要的组成部分，承载了各模块之间通信的重要功能，OpenStack默认选用的消息队列是基于erlang的RabbitMQ，RabbitMQ实现了AMQP协议，提供消息的持久化存储，支持镜像队列(Mirrored Queue)等特性。本文介绍如何利用RabbitMQ镜像队列模式以及HAProxy搭建高可用消息队列集群。

为什么需要RabbitMQ集群？

       对于典型的私有云部署规模：50台物理服务器，500台虚机。消息队列的主要负载来自于OpenStack各模块之间传递的信息，负载不算很大，因此单节点的RabbitMQ即可以搞定。而G版本发布之后，OpenStack引入了Ceilometer模块来负责提供云平台的监控功能，此模块使用消息队列进行监控数据的传递，下图展示了消息队列Ceilometer中的位置。

       在Ceilometer模块中，Compute Agent负责采集虚拟机实例的监控信息(Sample)，经过转换(Transform)之后发布(Publish)到消息队列，Central Agent负责将服务相关的信息包装、转换并发布到消息队列，扮演了生产者的角色。而在消息队列的另一侧，作为消费者的Collector负责将相关监控信息以及各服务的通知信息(Notification)收集起来并持久化存储在数据库中。

       由于业务需要，我们对Ceilometer模块做了功能扩展，将物理服务器运行的监控信息以及底层共享存储(GlusterFS)产生的监控信息也一并通过Compute Agent发布到消息总线上。为了达到细粒度的监控效果，我们将ceilometer监控的轮询间隔时间设置为10秒。假设在刚刚列举的典型私有云部署环境中，约有50台左右的物理服务器，日常活跃虚拟机约为500台，共享一个10个节点的GlusterFS集群。

       每次监控任务轮询，总共大约会产生10000条左右的监控数据，这些监控数据形式各不相同，但基本都封装了监控项名称、监控值、时间等要素以及实例id、ip地址等元信息，如果一个集群每10秒都有这么多的数据产生并发布到消息队列，可想而知会对消息队列产生巨大的压力。同时，由于前端horizon等模块接收的用户操作也需要在消息队列上流转，这样的话一旦监控系统产生的数据阻塞了消息队列，则会对整个云平台造成毁灭性的打击。

搭建过程

       由于云平台处在运行阶段，直接调整RabbitMQ的配置并不是一个很好的选择。于是我们折衷了一下，原有的RabbitMQ依旧运行，转而为Ceilometer另外搭建一套高可用的RabbitMQ集群，使用HAProxy做负载均衡。

1. 安装准备

RabbitMQ节点	IP地址	工作模式	操作系统
rabbitmq-1	192.168.64.87	RAM	Ubuntu-12.04-x86_64
rabbitmq-2	192.168.64.88	RAM	Ubuntu-12.04-x86_64
rabbitmq-3	192.168.64.89	DISK	Ubuntu-12.04-x86_64

集群共三台机器，其中两台为RAM模式运行，最后一台为DISK模式。

2. 安装RabbitMQ

       为了简化安装过程，我们并没有采取编译安装的方式，而是直接使用apt-get进行安装，为了安装最新的RabbitMQ-3.3.0版本，需要修改apt-get的源。首先在每一台机器都执行以下步骤：

# 2.1 在/etc/apt/sources.list中添加
deb http://www.rabbitmq.com/debian/ testing main

# 2.2 添加RabbitMQ public key
wget http://www.rabbitmq.com/rabbitmq-signing-key-public.asc
sudo apt-key add rabbitmq-signing-key-public.asc

# 2.3 更新并安装RabbitMQ
apt-get update
apt-get install rabbitmq-server
复制代码

经过这个过程，就会将erlang以及RabbitMQ完整安装到所有机器中了。

3. 配置RabbitMQ集群

安装完毕之后， 需要在每台执行 ：

# 3.1 停止服务
service rabbitmq-server stop

# 3.2 设置erlang cookie在这里我们是自己生成的cookie文件，只要保证是二十位的大写字符，可以自己指定内容，保证所有机器上的cookie内容一致即可。
echo 'MYRABBITMQCLUSTERABC' > /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
#修改文件的用户和用户组
chown rabbitmq:rabbitmq /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie
#设置文件访问权限
chmod 400 /var/lib/rabbitmq/.erlang.cookie

# 3.3 启动服务
service rabbitmq-server start

# 3.4 设置RabbitMQ管理插件
/usr/lib/rabbitmq/bin/rabbitmq-plugins enable rabbitmq_management

# 3.5 关闭app
/usr/sbin/rabbitmqctl stop_app

# 3.6 重设
/usr/sbin/rabbitmqctl reset

# 3.7 根据需要设置当前节点的工作模式(ram/disk)，HOSTNAME_ROOT为集群根节点的主机名，注意在此必须使用主机名而不是IP地址，在此，我们选择的是rabbitmq-1。在此join_cluster命令为3.0以上版本RabbitMQ使用，常用的2.7版本添加节点的方法与此不同，请查阅相关文档。

# RAM
/usr/sbin/rabbitmqctl join_cluster --ram rabbit@${HOSTNAME_ROOT}
# DISK
/usr/sbin/rabbitmqctl join_cluster rabbit@${HOSTNAME_ROOT}

# 3.8 开启app
/usr/sbin/rabbitmqctl start_app

# 3.9 重启服务
service rabbitmq-server restart
复制代码

4. 添加用户

执行完以上的步骤集群中各个节点基本配置完毕了，现在要做的是添加用户和设置权限， 请在主节点上执行 ：

# 4.1 添加用户，设置密码。在这里需要提醒一下，新版本(3.3.0)的RabbitMQ为了安全性考虑仅允许localhost使用
# guest账户，所以最好根据应用需要建立自己的账户。因为要使用web页面管理，所以我建立了两个账户['web_admin','mgmt_admin']
/usr/sbin/rabbitmqctl add_user username userpwd

# 4.2 设置用户tags
# 前一步创建的两个用户tag分别设为['monitoring','administrator']，设置完之后可以使用rabbitmqctl list_users查看
/usr/sbin/rabbitmqctl set_user_tags username usertag

# 4.3 设置用户权限
# 下面命令的意义是对mgmt_admin用户赋予所有虚拟主机vhost(/)，配置、写、读的权限(.*，正则表达式)
/usr/sbin/rabbitmqctl set_permissions -p / mgmt_admin ".*" ".*" ".*"
复制代码

5. 设置高可用策略

      为了使用HAProxy做负载均衡，必须将整个RabbitMQ集群的状态设置为镜像模式，具体方式是通过以下命令，注意策略的设置也是在3.x版本中添加的功能，2.x版本是没有的。

# 5.1 设置高可用策略
/usr/sbin/rabbitmqctl set_policy ha-all "^" '{"ha-mode":"all"}'
复制代码

至此，RabbitMQ的安装配置部分结束，可以访问http://192.168.64.87:15672，用户名web_admin，密码xxxx进行访问。接下来是设置HAProxy。

6. HAProxy安装配置

       将RabbitMQ集群设置为镜像模式之后，需要用负载均衡服务将访问压力分散于集群中的每个节点，在此我们选择了HAProxy，它的特点在于配置简单，并且功能十分强大，配置过程归纳起来也就是安装、设置配置文件、启动服务这三步这么简单。选择一个节点运行负载均衡服务即可，也可以单独拿一台机器运行，根据实际情况进行调整。本例中我们使用rabbitmq-1运行负载均衡服务。

# 6.1 在rabbitmq-1安装HAProxy
apt-get install haproxy
复制代码

设置/etc/haproxy/haproxy.cfg，下面我给出一个设置模板：

global
log 127.0.0.1 local0
log 127.0.0.1 local1 notice
maxconn 4096
user haproxy
group haproxy
daemon

defaults
log global
#使用tcp监听模式
mode tcp
option tcplog
option dontlognull
retries 3
option redispatch
maxconn 2000
contimeout 5000
clitimeout 50000
srvtimeout 50000

listen admin_stat
#haproxy的web管理端口 8888，自行设置
bind 0.0.0.0:8888
mode http
stats refresh 30s
#haproxy web管理url，自行设置
stats uri /haproxy_stats
stats realm Haproxy\ Statistics
#haproxy web管理用户名密码，自行设置
stats auth admin:admin
stats hide-version

listen rabbitmq 0.0.0.0:5670
#监听5670端口，并转发给三个节点的5672端口，采用轮询策略
mode tcp
balance roundrobin
server rabbitmq-1 192.168.64.87:5672 check inter 2000 rise 2 fall 3
server rabbitmq-2 192.168.64.88:5672 check inter 2000 rise 2 fall 3
server rabbitmq-3 192.168.64.89:5672 check inter 2000 rise 2 fall 3
复制代码

# 6.2 启动haproxy服务
/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -D
复制代码

       至此，HAProxy设置完毕，可以通过http://192.168.64.87:8888/haproxy_stats, admin:admin访问haproxy的web管理端。还有需要注意的是在ceilometer的配置文件/etc/ceilometer/ceilometer.conf中需要指明负载均衡服务器的地址，如果端口号不是5672请指明。