Linux LNMP如何实现高可用架构

架构总览与分层设计

• 入口层：使用Nginx/HAProxy做反向代理与负载均衡，对外暴露VIP或域名；在入口前可叠加LVS+Keepalived实现四层高可用与跨节点漂移。
• Web层：多台 Nginx + PHP-FPM 实例组成集群，横向扩展，统一由上游负载均衡分发。
• 数据层：MySQL 采用主从复制实现读写分离与故障切换；对一致性要求更高可考虑 Group Replication/Galera Cluster；自动故障转移可用 MHA/Orchestrator。
• 文件层：用户上传与静态资源使用 GlusterFS/Ceph 等共享存储或对象存储；静态资源接入 CDN 降低源站压力。
• 监控与告警：部署 Prometheus + Grafana，辅以 Zabbix/Nagios；日志集中与可视化用于快速排障。
• 自动化与备份：用 Ansible 做配置与发布；定期全量与增量备份，确保可快速恢复。

入口与负载均衡高可用

• Nginx 作为七层负载均衡示例：定义 upstream 池、设置策略与健康检查、开启连接复用，并在异常时自动故障转移。
• 关键要点：
  • 负载均衡策略可选：轮询、加权轮询、最少连接、IP 哈希 等。
  • 故障转移与健康检查：使用 max_fails/fail_timeout、主动探测与“切换/恢复”阈值；必要时采用 backup 节点。
  • 连接复用：配置 keepalive 减少握手开销。
  • 重试策略：开启 proxy_next_upstream 控制失败重试与超时。
• 示例配置片段：
  • Nginx 负载均衡与故障转移

    http {
    
      upstream backend {
        
        server 10.0.1.11:80 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        
        server 10.0.1.12:80 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        
        server 10.0.1.13:80 backup;
        
        keepalive 32;
    
      }
    
    
      server {
        
        listen 80;
    
        location / {
        
          proxy_pass http://backend;
        
          proxy_set_header Host $host;
        
          proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        
          proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        
          proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        
    
          proxy_next_upstream on;
        
          proxy_next_upstream_tries 3;
        
          proxy_next_upstream_timeout 5s;
    
        }
    
      }
    
    }
        
    

  • 如需四层与更稳的 VIP 漂移，可在前端部署 LVS+Keepalived；或在两台入口 Nginx 上用 Keepalived 提供 VRRP VIP，主备自动切换。

数据库高可用与读写分离

• 主从复制（入门与通用）：
  • 主库开启 server-id 与 log_bin，创建复制账号并授予 REPLICATION SLAVE；从库设置 server-id/relay_log，通过 CHANGE MASTER TO …; START SLAVE; 建立复制；用 SHOW SLAVE STATUS\G 检查同步状态。
• 读写分离与中间件：应用侧或中间件（如 MyCAT）将写发往主库、读发往从库，提升吞吐与可用性。
• 更高可用与自动故障转移：对一致性与可用性要求更高时，采用 MySQL Group Replication/Galera Cluster；自动切换可用 MHA/Orchestrator。
• 示例要点（主从）：
  • 主库配置

    [mysqld]
    server-id=1
    log-bin=mysql-bin
    binlog_format=ROW
    

  • 从库配置与建立复制

    [mysqld]
    server-id=2
    relay-log=mysql-relay-bin
    
    CHANGE MASTER TO
      MASTER_HOST='master_ip',
      MASTER_USER='repl',
      MASTER_PASSWORD='pwd',
      MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',
      MASTER_LOG_POS=154;
        
    START SLAVE;
    
    

  • 读写分离可结合中间件或应用路由策略落地。

Web 层与共享存储

• PHP-FPM 多实例与横向扩展：
  • 多台 Web 节点各自运行 PHP-FPM，Nginx 通过 unix socket 或 TCP 转发 .php 请求；按并发调优 pm.max_children/start_servers/min_spare_servers/max_spare_servers。
  • 示例（Nginx + PHP-FPM，Unix Socket）：

    location ~ \.php$ {
        
      include fastcgi_params;
        
      fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
        
      fastcgi_pass unix:/run/php/php7.4-fpm.sock;
    
    }
        
    

• 会话与一致性：无状态优先；如需会话保持可用 IP 哈希 或外置 Redis 集中会话。
• 文件与静态资源：
  • 用户上传目录与静态资源使用 GlusterFS/Ceph 等共享存储，避免单点；
  • 静态资源接入 CDN，源站开启 HTTPS 与缓存策略。

监控、自动化与演练

• 监控与告警：
  • 系统与应用指标用 Prometheus 采集、Grafana 可视化；可用性、延迟、错误率与复制延迟设阈值告警；
  • 也可用 Zabbix/Nagios 做主机与服务级监控。
• 自动化与配置管理：
  • 用 Ansible 批量部署 Nginx/PHP-FPM/MySQL、推送配置与证书，降低人为失误；
• 备份与恢复：
  • 定期全量/增量备份（如 mysqldump 或物理备份），定期校验与演练恢复流程；
• 安全与测试：
  • 全链路 TLS、最小权限、防火墙与 WAF；
  • 定期故障演练（停库、断网、宕机、节点剔除）验证切换时效与数据一致性。

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