Apache APISIX集群部署：高可用架构设计与实现
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项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/ap/apisix
概述
在现代微服务架构中，API网关作为流量入口，其高可用性直接影响整个系统的稳定性。Apache APISIX作为云原生API网关，通过无状态数据平面和分布式配置中心的架构设计，天然支持高可用集群部署。本文将深入探讨APISIX集群部署的高可用架构设计、实现方案和最佳实践。
高可用架构设计
核心架构组件
架构特点
| 组件 | 角色 | 高可用策略 |
|---|---|---|
| 数据平面 | 无状态流量处理 | 多节点负载均衡 |
| 控制平面 | 配置管理 | 可选部署，依赖etcd |
| etcd集群 | 配置存储 | 3节点或5节点集群 |
| 负载均衡器 | 流量分发 | 主备或集群模式 |
部署模式选择
Apache APISIX支持三种部署模式，适用于不同场景：
1. Traditional模式（传统模式）
数据平面和控制平面部署在同一实例中，适合中小规模部署。
# conf/config.yaml
apisix:
node_listen:
- port: 9080
deployment:
role: traditional
role_traditional:
config_provider: etcd
admin:
admin_listen:
port: 9180
etcd:
host:
- http://etcd1:2379
- http://etcd2:2379
- http://etcd3:2379
prefix: /apisix
timeout: 30
2. Decoupled模式（分离模式）
数据平面和控制平面分离部署，适合大规模生产环境。
数据平面配置：
deployment:
role: data_plane
role_data_plane:
config_provider: etcd
控制平面配置：
deployment:
role: control_plane
role_control_plane:
config_provider: etcd
etcd:
host:
- https://etcd1:2379
- https://etcd2:2379
- https://etcd3:2379
3. Standalone模式（独立模式）
基于本地YAML文件配置，适合Kubernetes环境。
deployment:
role: data_plane
role_data_plane:
config_provider: yaml
etcd集群部署
etcd集群配置
etcd是APISIX高可用的核心，建议部署3节点或5节点集群：
# 节点1启动命令
etcd --name etcd1 \
--data-dir /var/lib/etcd \
--listen-client-urls http://0.0.0.0:2379 \
--advertise-client-urls http://etcd1:2379 \
--listen-peer-urls http://0.0.0.0:2380 \
--initial-advertise-peer-urls http://etcd1:2380 \
--initial-cluster etcd1=http://etcd1:2380,etcd2=http://etcd2:2380,etcd3=http://etcd3:2380 \
--initial-cluster-token apisix-cluster \
--initial-cluster-state new
# 节点2和节点3类似配置，修改对应名称和地址
etcd TLS配置（生产环境必需）
deployment:
etcd:
host:
- https://etcd1:2379
- https://etcd2:2379
- https://etcd3:2379
tls:
cert: /path/to/client.crt
key: /path/to/client.key
verify: true
APISIX集群部署实战
环境准备
| 组件 | 版本要求 | 说明 |
|---|---|---|
| Apache APISIX | 3.0+ | 支持新部署模式 |
| etcd | 3.4.0+ | 必须启用gRPC网关 |
| OpenResty | 1.19.3+ | 基础运行环境 |
部署步骤
步骤1：安装依赖
# 安装OpenResty
wget https://openresty.org/download/openresty-1.21.4.1.tar.gz
tar zxvf openresty-1.21.4.1.tar.gz
cd openresty-1.21.4.1
./configure --with-http_ssl_module --with-http_v2_module
make && make install
# 安装APISIX
git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/ap/apisix.git
cd apisix
make deps
步骤2：配置etcd集群
确保etcd集群健康状态：
# 检查集群状态
etcdctl --endpoints=http://etcd1:2379,http://etcd2:2379,http://etcd3:2379 endpoint health
# 输出示例：
# http://etcd1:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 1.897561ms
# http://etcd2:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 2.043228ms
# http://etcd3:2379 is healthy: successfully committed proposal: took = 1.976342ms
步骤3：配置APISIX集群
主配置文件 config.yaml：
apisix:
node_listen:
- 9080
enable_admin: true
deployment:
role: traditional
role_traditional:
config_provider: etcd
admin:
admin_key:
- name: "admin"
key: "your-secure-admin-key"
role: "admin"
allow_admin:
- 127.0.0.0/24
- 192.168.1.0/24
etcd:
host:
- "http://etcd1:2379"
- "http://etcd2:2379"
- "http://etcd3:2379"
prefix: "/apisix"
timeout: 30
startup_retry: 10
nginx_config:
worker_processes: auto
error_log: "/usr/local/apisix/logs/error.log"
error_log_level: "warn"
步骤4：启动APISIX集群
# 初始化APISIX
make init
# 启动APISIX
apisix start
# 检查状态
apisix status
步骤5：验证集群状态
# 测试Admin API
curl http://127.0.0.1:9180/apisix/admin/routes -H 'X-API-KEY: your-secure-admin-key'
# 测试数据平面
curl http://127.0.0.1:9080/apisix/admin/routes -H 'X-API-KEY: your-secure-admin-key'
高可用验证
故障转移测试
配置同步验证
# 在任意节点创建路由
curl http://127.0.0.1:9180/apisix/admin/routes/1 \
-H 'X-API-KEY: your-secure-admin-key' -X PUT -d '
{
"uri": "/hello",
"upstream": {
"type": "roundrobin",
"nodes": {
"127.0.0.1:1980": 1
}
}
}'
# 在所有节点验证配置同步
for node in apisix-node1 apisix-node2 apisix-node3; do
echo "Checking $node:"
ssh $node 'curl -s http://127.0.0.1:9080/hello'
done
监控与运维
健康检查配置
# 配置健康检查路由
routes:
-
uri: /status
plugins:
fault-injection:
abort:
http_status: 200
body: "healthy"
upstream:
nodes:
"127.0.0.1:1980": 1
监控指标
| 监控指标 | 说明 | 告警阈值 |
|---|---|---|
| node_status | 节点状态 | 非running状态 |
| etcd_connected | etcd连接状态 | 连接失败 |
| request_count | 请求量 | 突增或突降 |
| latency | 请求延迟 | >200ms |
性能优化建议
系统层面优化
# 调整系统参数
echo "net.core.somaxconn = 65535" >> /etc/sysctl.conf
echo "net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535" >> /etc/sysctl.conf
sysctl -p
# 调整文件描述符限制
echo "* soft nofile 65535" >> /etc/security/limits.conf
echo "* hard nofile 65535" >> /etc/security/limits.conf
APISIX配置优化
nginx_config:
worker_processes: auto
worker_connections: 65535
keepalive_timeout: 60s
keepalive_requests: 10000
http:
client_max_body_size: 100m
client_body_buffer_size: 128k
proxy_buffer_size: 128k
proxy_buffers: 4 256k
故障排查指南
常见问题及解决方案
| 问题现象 | 可能原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 配置不同步 | etcd连接问题 | 检查etcd集群状态和网络连通性 |
| 性能下降 | 资源不足 | 调整worker配置和系统参数 |
| 内存泄漏 | 插件问题 | 监控内存使用，更新问题插件 |
诊断命令
# 检查etcd连接
curl http://etcd1:2379/health
# 查看APISIX日志
tail -f /usr/local/apisix/logs/error.log
# 检查进程状态
ps aux | grep apisix
# 监控性能指标
apisix metric
总结
Apache APISIX通过其无状态架构和基于etcd的分布式配置管理，天然支持高可用集群部署。关键要点包括：
- 架构选择：根据业务规模选择合适的部署模式
- etcd集群：确保3节点以上集群，启用TLS加密
- 监控告警：建立完善的监控体系，及时发现和处理问题
- 性能优化：根据实际负载调整系统参数和APISIX配置
- 灾备方案：制定完整的故障转移和恢复流程
通过本文的架构设计和实践指南，您可以构建一个稳定、高性能的APISIX集群，为业务系统提供可靠的API网关服务。
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创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
