使用Nginx+Lua代理Hadoop HA

Posted 2020-07-31 Florian

一、Hadoop HA的Web页面访问

 

Hadoop开启HA后，会同时存在两个Master组件提供服务，其中正在使用的组件称为Active，另一个作为备份称为Standby，例如HDFS的NameNode、YARN 的ResourceManager。HDFS的web页面只有通过Active的NameNode才能正常访问，同样地，YARN的web页面也只有通过Active的ResouceManager才能正常访问。

 

 

(1) HDFS HA的Web访问

 

正常使用nginx的proxy_pass代理单一的Web服务地址时非常简单（参考博文最简反向代理配置），而面对Hadoop HA这样的多Web服务地址时就会有点麻烦。

 

 

(2) HDFS HA的Web代理

 

虽然Nginx的upstream支持配置多个Web地址，默认会随机将Web请求随机转发到任意一个Web地址，只有某个web地址被认为不可达后，才会被Nginx列入黑名单。而Hadoop HA的Active和Standby节点都是一直服务的，只是同一个时刻，最多只有一个节点的Web访问是有效的，这就要求Nginx对upstream中的Web地址更细致地检查，而非粗略地判断是否可达。

 

二、Nginx的upstream健康检查

 

对upstream的地址有效性检查称为健康检查。通过定期的调用检查逻辑，对upstream配置的Web地址进行标记，不健康的Web地址会被临时列入黑名单内，直到该地址被标记为健康状态时，才会有新的Web请求转发到该地址上。

（1）Nginx本身对upstream的健康检查支持并不强大，做不到对检查逻辑的自由定制。

 

（2）开源项目nginx_upstream_check_module以Nginx补丁的方式扩展了Nginx的upstream语法，支持自定义HTTP请求的方式检查Web服务的健康状态。但在实际使用过程中，遇到一个很不方便的地方。

upstream resourcemanagers {

    server 192.168.0.1:8084;

    server 192.168.0.2:8084;

    check interval=30000 rise=1 fall=3 timeout=5000 type=http;

    check_http_send "HEAD / HTTP/1.0\\r\\n\\r\\n";

    check_http_expect_alive http_3xx;

    keepalive 2000;

}

nginx_upstream_check_module使用check命令定义健康检查的基本属性，使用check_http_send自定义HTTP请求，check_http_expect_alive定义期望的健康状态HTTP code。这里使用http_3xx是该模块定义的内置匹配语法，表示以3开头的HTTP code。想必大家已经想到，这种定义方式是无法精确区分301、302、307报文的。当然正常情况下，3xx的报文应该是同类型的报文，不需要如此精确的区分，但是不巧的是Hadoop2.7.2版本的Active ResourceManager和Standby ResourceManager分别返回的是302和307报文！

 

（3）以上两种方案并不是解决Nginx upstream健康检查的完美方案，真正完美的方案是OpenResty的lua-resty-upstream-healthcheck。OpenResty内置了大量的Lua库，可以自由扩展、定制Nginx的功能。其中healthcheck.lua模块用于upstream的健康检查。

不过我希望在Nginx的基础上只扩展upstream健康检查的功能，而非用OpenResty代替Nginx，因此需要使用Nginx的lua-upstream-nginx-module模块。

 

三、编译安装扩展Nginx

 

（1）由于lua-upstream-nginx-module是使用Lua脚本对Nginx进行扩展，因此必须安装Lua解释器。LuaJIT是Lua语言的即时编译器，效率更高。

$ wget http://luajit.org/download/LuaJIT-2.0.4.tar.gz

$ tar zxvf LuaJIT-2.0.4.tar.gz

$ cd LuaJIT-2.0.4

$ make

$ make install

$ export LUAJIT_LIB=/usr/local/lib

$ export LUAJIT_INC=/usr/local/include/luajit-2.0

$ rm /usr/local/lib/libluajit-5.1.so*

$ cd ..

导出环境变量LUAJIT_LIB和LUAJIT_INC是为了后续编译lua-nginx-module模块使用。删除libluajit的所有动态链接库是为了保证后续编译时是静态链接，否则默认为动态链接。

 

（2）准备好Lua环境后，接下来下载Nginx的Lua模块lua-nginx-module、Nginx开发包ngx_devel_kit、Nginx upstreamLua模块lua-upstream-nginx-module、pcre库和openssl库、Nginx源码。解压后的文件列表如下：

./lua-nginx-module-0.10.5

./lua-upstream-nginx-module-0.05

./nginx-1.10.1

./ngx_devel_kit-0.3.0

./openssl-OpenSSL_1_0_1t

./pcre-8.38

 

执行命令编译Nginx：

$ cd nginx-1.10.1

$ ./configure --prefix=/etc/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock --http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp --user=root --group=root --with-http_ssl_module --with-http_realip_module --with-http_addition_module --with-http_sub_module --with-http_dav_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_random_index_module --with-http_secure_link_module --with-http_stub_status_module --with-http_auth_request_module --with-threads --with-stream --with-stream_ssl_module --with-http_slice_module --with-mail --with-mail_ssl_module --with-file-aio --with-ipv6 --with-http_v2_module --with-http_v2_module --with-cc-opt=\'-O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector --param=ssp-buffer-size=4 -m64 -mtune=generic\' --with-pcre=../pcre-8.38 --with-openssl=../openssl-OpenSSL_1_0_1t --add-module=../ngx_devel_kit-0.3.0 --add-module=../lua-nginx-module-0.10.5 --add-module=../lua-upstream-nginx-module-0.05

$ make && make install

 

(3) 安装完毕后，Nginx的配置文件为/etc/nginx/nginx.conf，可执行文件为/usr/sbin/nginx。执行Nginx启动命令：

$ nginx

访问http://127.0.0.1:8080即可看到Nginx主页。

 

(4) 添加Lua测试链接，测试Lua模块是否正常工作。

location /lua {

    set $test "hello, world.";

    content_by_lua \'

        ngx.header.content_type = "text/plain";

        ngx.say(ngx.var.test);

    \';

}

 

更新Nginx配置：

$ nginx -s reload

访问http://127.0.0.1:8080/lua即可看到”hello,world.”。

 

四、Nginx代理Hadoop HA

 

 

(3) Nginx代理Hadoop HA

 

虽然安装了lua-upstream-nginx-module模块，但是仍需要使用OpenResty的healthcheck.lua模块才能完成upstream的健康检查功能。

 

(1) 下载最新版本的OpenResty代码。执行如下命令：

make && make install

ls /usr/local/openresty/lualib/resty/upstream/healthcheck.lua

其中healthcheck.lua脚本就是我们需要的健康检查模块。

 

(2) 配置nginx.conf:

# upstream

upstream resourcemanagers {

    server 192.168.0.1:8084;

    server 192.168.0.2:8084;

    keepalive 2000;

}

upstream namenodes {

    server 192.168.0.1:50070;

    server 192.168.0.2:50070;

    keepalive 2000;

}

 

# health check

lua_package_path "/usr/local/openresty/lualib/?.lua;;";

lua_shared_dict healthcheck 1m;

lua_socket_log_errors off;

init_worker_by_lua_block {

       local hc = require "resty.upstream.healthcheck"

       local ok, err = hc.spawn_checker {

           shm = "healthcheck",

           upstream = "resourcemanagers ",

           type = "http",

           http_req = "GET / HTTP/1.0\\r\\n\\r\\n",

           interval = 2000,

           timeout = 5000,

           fall = 3,

           rise = 2,

           valid_statuses = {302},

           concurrency = 1,

       }

       if not ok then

           ngx.log(ngx.ERR, "=======> failed to spawn RM health checker: ", err)

           return

       end

       local ok, err = hc.spawn_checker {

           shm = "healthcheck",

           upstream = "namenodes ",

           type = "http",

           http_req = "GET /webhdfs/v1/?op=LISTSTATUS HTTP/1.0\\r\\n\\r\\n",

           interval = 2000,

           timeout = 5000,

           fall = 3,

           rise = 2,

           valid_statuses = {200},

           concurrency = 1,

       }

       if not ok then

           ngx.log(ngx.ERR, "=======> failed to spawn NameNode health checker: ", err)

           return

       end

}

 

# proxy

location /yarn/ {

    proxy_pass http://resourcemanagers/;

    # some sub_filter, rewrite config

}

location /hdfs/ {

    proxy_pass http://namenodes/;

    # some sub_filter, rewrite config

}

 

更新Nginx配置：

$ nginx -s reload

访问http://127.0.0.1:8080/hdfs或http://127.0.0.1:8080/yarn即可看到HDFS或YARN的Web页面。

 

五、总结

 

综上，使用Lua扩展Nginx的功能十分强大，且十分容易定制，这也是OpenResty的功能如此强大的原因。虽然OpenResty已经提供了lua-resty-upstream-healthcheck模块完成upstream的健康检查功能，不过我们仍在社区版的Nginx上亲自扩展了该功能。希望这篇文章能帮助大家快速的配置Nginx+Lua的环境，并方便地开发自己的Nginx扩展功能。