AWS ALB负载均衡

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ALB负载均衡

Part1 AWS ALB介绍

ALB全称为Application Load Balancer，是AWS Elastic Load Balancing的一种。

ALB工作原理
Application Load Balancer 在应用程序层正常工作，该层是开放系统互连 (OSI) 模型的第 7 层。负载均衡器收到请求后，将按照优先级顺序评估侦听器规则以确定应用哪个规则，然后从目标组中选择规则操作目标。可以配置侦听器规则，以根据应用程序流量的内容，将请求路由至不同的目标组。每个目标组的路由都是单独进行的，即使某个目标已在多个目标组中注册。可以配置目标组级别使用的路由算法。默认路由算法为轮询路由算法；或者，可以指定最少未完成请求路由算法。

可以根据需求变化在负载均衡器中添加和删除目标，而不会中断应用程序的整体请求流。Elastic Load Balancing 根据传输到应用程序的流量随时间的变化对负载均衡器进行扩展。Elastic Load Balancing 能够自动扩展来处理绝大部分工作负载。

您可以配置运行状况检查，这些检查可用来监控注册目标的运行状况，以便负载均衡器只能将请求发送到正常运行的目标。

Part2 实验内容

  • 网络环境：VPC设置2个公共子网，要求2个公共子网在不同的可用区，每个公共子网内各有1台EC2，EC2上有一个简单的http服务。
  • 负载均衡：要求创建一个负载均衡器，实现访问流量分配到2个EC2上。
  • 路由要求：要求通过域名访问负载均衡器，并且实现https的访问。

Part3 实验步骤

1.网络环境搭建

该部分主要的工作就是在VPC的两个不同可用区的公共子网内创建EC2，并部署http服务。
顺序：创建VPC–>创建IGW并关联VPC–>创建子网–>创建安全组–>创建EC2–>部署服务

1.1 创建VPC，不使用向导的方式创建

点击“创建VPC”

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VPC配置

  • 仅VPC
  • 名称：my-vpc-02
  • IPv4 CIDR：10.0.0.0/22

点击创建

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1.2 创建互联网网关

点击“创建互联网网关”

image-20220405214408258

设置IGW的名称为：my-igw-02，点击创建

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将创建的这个互联网网关关联到VPC上

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选择创建的这个VPC，点击关联

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在路由表页面选中my-vpc-02的路由表，并点击“编辑路由”

image-20220405215548240

增加一条新的路由信息，将IGW加入路由表，点击“保存更改”

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1.3 创建子网

在子网页面选择创建子网

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子网的配置信息

  • VPC选择my-vpc-02
  • 子网1
    • 名称：my-net2-01
    • 可用区：us-east-1a
    • IPv4 CIDR：10.0.1.0/24
  • 子网2
    • 名称：my-net2-02
    • 可用区：us-east-1b
    • IPv4 CIDR：10.0.2.0/24

点击创建

注：这里设置两个子网的可用区不同

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1.4 创建安全组

在安全组页面，点击“创建安全组”

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安全组配置

  • 名称：my-sg-02

  • 描述：open 22 80 443 5000

  • VPC：选则my-vpc-02

  • 入站规则

    • TCP 22 0.0.0.0/0
    • TCP 80 0.0.0.0/0
    • TCP 443 0.0.0.0/0
    • TCP 5000 0.0.0.0/0

    配置完成之后点击创建

    image-20220405221347361

    image-20220405221358408

1.5 创建EC2

1.5.1 第一台

点击“启动新实例”

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AMI选中centos7

image-20220405220732793

类型选择含免费套餐的这个，点击下一步

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EC2的网络配置：

  • VPC：my-vpc-02
  • 子网：us-east-1a
  • 自动分配公有IP：禁用

点击下一步

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添加存储，保持默认，点击下一步

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标签设置，Name：test-net2-01，点击下一步

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安全组配置，选择现有的安全组，选择my-sg-02，点击审核和启动

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审核完成之后点击启动

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密钥对，如果没有就新建，输入密钥对的名称；如果有，就使用现有的密钥对。

1.5.2 第二台

大部分配置都与第一台相同

不同的配置如下

  • 子网设置与第一台不同，子网选择us-east-1b

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  • 标签设置为Name：test-net2-02

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1.6 创建弹性IP

  1. 在弹性IP页面，点击“分配弹性IP”

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  1. 直接点击分配即可

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  1. 将弹性IP分配到刚创建的EC2上

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选择对应的EC2，选择IP，点击分配

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  1. 重复1、2、3步骤，给另一个EC2(test-net2-02)也分配弹性IP

2.EC2部署简单应用

SSH上EC2，以下均以test-net2-01实例为例进行展示（test-net2-01实例上配置基本相同）

修改EC2的hostname，一台改成test-net2-01，另一台test-net2-02

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#修改hostname
[centos@ip-10-0-1-59 ~]$ sudo -i
[root@ip-10-0-1-59 ~]# hostnamectl set-hostname test-net2-01
[root@ip-10-0-1-59 ~]# exit
logout
[centos@ip-10-0-1-59 ~]$ sudo -i

安装pip包管理工具

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#安装pip包管理工具
[root@test-net2-01 ~]# yum install -y wget
[root@test-net2-01 ~]# wget https://bootstrap.pypa.io/pip/2.7/get-pip.py
[root@test-net2-01 ~]# sudo python get-pip.py
[root@test-net2-01 ~]# pip -V
pip 20.3.4 from /usr/lib/python2.7/site-packages/pip (python 2.7)

安装flask模块

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#安装flask模块
[root@test-net2-01 ~]# pip install flask

编写脚本文件

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[root@test-net2-01 ~]# vi http_test

将以下内容复制到脚本文件中

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#!/bin/bash
#coding=utf-8

from flask import Flask
from flask import Response
import socket,json

def get_hostname():
    # 获取本机计算机名称
    hostname = socket.gethostname()

    return {"hostname":hostname}


app = Flask(__name__)

@app.route("/")
def index():
    result = get_hostname()
    return Response(json.dumps(result),  mimetype='application/json')
if __name__=="__main__":
    app.run(host='0.0.0.0')

保存后退出

后台运行脚本文件

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[root@test-net2-01 ~]# nohup python http_test > nohup.log 2>&1 &
[1] 9315

测试5000端口上的服务

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[root@test-net2-01 ~]# curl 127.0.0.1:5000
{"hostname": "test-net2-01"}

3.创建ALB负载均衡器

3.1 创建目标组

在目标群组页面点击“创建目标组”

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创建目标组，配置设置

  • 目标类型：实例
  • 目标组名称：my-targer-02
  • 协议：HTTP：5000（！此处不能修改成别的，一定要是HTTP协议）
    • 端口为5000，是因为EC2上对应的服务在5000端口
  • VPC：my-vpc-02

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点击下一步

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将两个实例添加为目标，点击创建目标组

image-20220406015820921

3.2 创建ALB负载均衡器

在负载均衡器页面，点击“新建负载均衡器”

image-20220406014046173

选择“Application Load Balancer”

image-20220406014124888

ALB配置

  • 名称：my-alb-02
  • VPC：my-vpc-02
  • 映射：选择有公共子网的可用区，选好可用区之后选择子网
  • 安全组：选择创建的my-sg-02
  • 侦听器和路由：创建2个侦听器，分别是80和5000端口，流量转发至my-target-02

配置完成之后，点击创建负载均衡器

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负载均衡器需要一定的配置时间，等待10分钟左右会创建完成

3.3 ALB测试

复制负载均衡器my-alb-02的DNS名称

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在终端进行访问，可以看到有在进行负载均衡

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[root@test-net2-01 ~]# for i in $(seq 1 10); do curl http://my-alb-02-126796059.us-east-1.elb.amazonaws.com/ &&echo ""; done
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-01"}

image-20220406021612612

4.域名解析

4.1 获得免费域名

获取途径Freenom

本次实验使用的域名是modu2022.cf

4.2 Route 53 创建域

4.2.1 创建托管区域

在Route 53的托管区域页面，点击“创建托管区域”

image-20220406022118864

填入域名：modu2022.cf

image-20220406022005423

4.2.2 修改域名的名称服务器

记录下托管区域modu2022.cf的名称服务器

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将Freenom中对应域名的名称服务器改为上面的4个服务器

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4.2.3 创建记录

点击“创建记录”

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创建2条记录

记录1和记录2除了“记录名称”之外的地方都一致

记录1：

  • 类型：A
  • 流量路由至：别名
    • 选择Application和Classic Load Balancer的别名
    • 选择美国东部us-east-1
    • 选择创建的alb-02

点击“创建记录”

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4.3 域名测试

可以使用域名访问服务

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[root@test-net2-01 ~]# for i in $(seq 1 10); do curl http://modu2022.cf &&echo ""; done
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-01"}

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5.HTTPS访问

5.1 创建证书

使用AWS的ACM证书托管服务创建SSL证书

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请求证书，点击下一步

image-20220406023804895

填入域名，设置标签

  • 域名：modu2022.cf
  • 标签：Name：modu2022.cf

点击请求

image-20220406023922000

点击证书的链接，进入到证书设置中去

image-20220406024015520

点击“在Route 53中创建记录”

image-20220406024043744

点击“创建记录”

image-20220406024105623

证书的状态为”已颁发”

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5.2 ALB添加侦听器

给my-alb-02新增侦听内容

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侦听设置

  • HTTPS协议，443端口
  • 操作：转发至
  • 目标组：my-target-02
  • 安全侦听器设置
    • 安全策略：默认
    • SSL证书：选择创建的证书modu2022.cf

配置完成之后点击“添加”

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5.3 访问测试

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[root@test-net2-01 ~]# for i in $(seq 1 10); do curl https://modu2022.cf &&echo ""; done
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-01"}

image-20220406110211724

测试完成之后可以将2台EC2的弹性IP释放掉。

HTTPS访问（自建证书）

申请免费证书

笔者申请腾讯云的免费证书。

在搜索框输入“SSL证书”，进入“我的证书”页面，点击“申请免费证书”

image-20220407155954040

选择证书类型，保持默认就行，点击“确定”

image-20220407160119701

“提交资料”这一步只需要按照要求填写内容即可，点击“下一步”

image-20220407160315832

验证方式选择推荐的DNS验证，点击“下一步”

image-20220407160409715

将腾讯云上域名验证的部分，添加到托管的记录中

在托管域中新增一条CNAME类型的记录，把名称和值都填进去，点击创建记录

记录创建完成之后，在腾讯云平台上进行域名验证

image-20220407203509147

等待证书颁发，过程可能需要2个小时

okay，证书颁发完整之后，下载证书

image-20220408111659212

选择Nginx类型，下载

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在ACM中导入证书

在ACM页面中选择，导入证书

image-20220408113215099

将下载下来证书的对应内容复制进去

填写规则：

  • 对于 Certificate body（证书正文），粘贴要导入的 PEM 编码证书。它应以 -----BEGIN CERTIFICATE----- 开头并以 -----END CERTIFICATE----- 结尾。
  • 对于 Certificate private key（证书私有密钥），粘贴证书的 PEM 编码的未加密私有密钥。它应以 -----BEGIN PRIVATE KEY----- 开头并以 -----END PRIVATE KEY----- 结尾。
  • (可选) 对于 Certificate chain (证书链)，粘贴 PEM 编码的证书链。

导入之后，点击“下一步”

image-20220408113452118

为证书添加标签，Name:modu2022.cg_SSL。标签不添加也可以。

image-20220408113709930

审核完成之后点击导入

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证书导入完毕

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修改负载均衡器

在负载均衡器中添加侦听器

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侦听器内容设置如下

  • 协议：HTTPS 443端口
  • 操作：转发
    • 目标组：my-target-02
  • 侦听器证书设置：“从ACM中”，选择新增的modu2022.cf证书

点击添加

测试访问

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[root@test-net2-02 ~]# for i in $(seq 1 10); do curl https://modu2022.cf &&echo ""; done
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-01"}
{"hostname": "test-net2-02"}
{"hostname": "test-net2-01"}

image-20220408121453351

okay，自建证书也实现了ALB的负载均衡。

Part4 问题总结

  1. part3的3.1目标组配置的协议要是HTTP协议的5000端口。因为创建的ALB是对7层的流量进行负载均衡，所以协议要选择是7层协议。如果创建NLB，那么协议选择TCP的5000端口。

  2. part3的5.2部分添加侦听器时的协议要选择HTTPS协议的443端口。

    注意：HTTP协议的443端口和HTTPS协议的443端口不是同一个。

Part5 参考文献

AWS Application Load Balancer用户指南

将Route 53作为非活动域的DNS服务

亚马逊云服务器AWS配置ssl https证书