Haproxy搭建Web群集日志及参数优化

寒_嗷呜
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1.常见的Web集群调度器

目前常见的web集群调度器分为软件和硬件

软件通常使用开源的LVS、Haproxy、Nginx

LVS性能最好，但是搭建相对复杂；Nginx的upstream模块支持集群功能，但是对集群节点健康检查功能不强，高并发没有Haproxy好

硬件一般使用的比较多的是F5，也有很多人使用梭子鱼、绿盟等国内产品

2、Haproxy应用分析

LVS在企业应用中抗负载能力很强，但存在不足

LVS不支持正则处理，不能实现动静分离

对于大型网站，LVS的实施配置复杂，维护成本相对较高

Haproxy是一款可提供高可用性、负载均衡、及基于TCP和HTTP应用的代理的软件

适用于负载大的web站点

运行在硬件上可支持数万计的并发连接的连接请求

3、Haproxy调度算法原理

1、RR (Round Robin)

RR算法是最简单最常用的一种算法，即轮询调度

理解举例：

有三个节点 A、B、C

第一个用户访问会指派到节点A

第二个用户访问会指派到节点B

第三个用户访问会指派到节点C

第四个访问继续指派到节点A，轮询分配访问请求实现负载均衡效果

2、static-rr

加权轮询，表示根据Web服务器的权重来分配前端请求

为web服务器设置不同权重，哪台服务器配置好，权重就多一点

类似于Nginx负载均衡算法的ip_hash

3、LC（Least Connections）

最小连接数算法，根据后端的节点连接数大小动态分配前端请求

理解举例

有三个节点A、B、C，各节点的连接数分别为A:4、B:5、C:6

第一个用户连接请求，会指派到A上，连接数变为A:5、B:5、C:6

第二个用户请求会继续分配到A上，连接数变为A:6、B:5、C:6，再有新的请求会分配给B，每次将新的请求指派给连接数最小的客户端

由于实际情况下A、B、C的连接数会动态释放，很难会出现一样连接数的情况

此算法相比较rr算法有很大改进，是目前用到比较多的一种算法

4、SH（Source Hashing）

基于来源访问调度算法，用于一些有Session会话记录在服务器的场景，可以基于来源IP、Cookie等做集群调度

理解举例：

有三个节点A B C ，第一个用户第一次访问被指派到A，第二个用户第一次访问被指派到B

当第一个用户第二次访问时会被继续指派到A，第二个用户第二次访问时依据会被指派到B，只要负载均衡调度器不重启，第一个用户访问都会指派到B，实现集群的调度

此调度算法好处是实现会话保持，但某些IP访问量非常大时会引起负载不平衡，部分节点访问量超大，影响业务的使用

5、uri

目的地址哈希，表示根据用户的请求的URL做hash，做cdn时需要使用（cdn:内容分发网络，边缘网络缓存加速）

urI_bash根据虚拟主机名称后面的目录

6、urI_param

表示根据请求的URl参数'balance url_ param' requires an URL parameter name

7、hdr（name）

表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求

8、rdp-cookie（name）

表示根据cookie (name)来锁定并哈希每一次TCP请求

4.Haproxy核心功能

负载均衡：L4和L7两种模式，支持RR/蓝色RR/LC/IP Hash/URI Hash/URL_PARAM Hash/HTTP_HEADER Hash等重点的负载均衡算法

健康检查：支持TCP和HTTP两种健康检查模式

会话保持：对于未实现会话共享的应用程序，可通过插入Cookie/重写Cookie/Prefix Cookie，以及上述的多种Hash方式实现会话保持

SSL：HAProxy可以解析HTTPS协议，并能够将请求端口为HTTP后向传输

HTTP请求重建与目的

监控与统计：HAProxy提供了基于Web的统计信息页面、状态状态和流量数据。基于此功能，用户可以开发监控程序来监控HAProxy的状态

5.Haproxy的特性

Haproxy是可提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代理，是免费、快速并且可靠的一种解决方案。Haproxy非常适用于并发大（并发达1w以上）web站点，这些站点通常又需要会话保持或七层处理，Haproxy的运行模式使得它可以很简单安全的整合至当前的架构中，同时可以保护web服务器不被暴露到网络上

Haproxy的主要特性

可靠性和稳定性非常好，可以与硬件级的F5负载均衡设备相媲美

最高可以同时维护40000-50000个并发连接，单位时间内处理的最大请求数位20000个，最大处理能力可达10Git/s

支持多达8种负载均衡算法

支持Session会话保持，Cookie的引导

支持通过获取指定的url来检查后端服务器 的状态

支持虚拟主机的功能，从而实现web负载均衡更加灵活

支持连接拒绝、全透明代理等独特的功能

拥有强大的ACL支持，用于访问控制

支持TCP协议的负载均衡转发

支持客户端的keepalived功能，减少客户端与haproxy的多次三次握手导致资源浪费，让多个请求在一个tcp连接中完成

LVS、Nginx、Haproxy的区别

Nginx的优点

工作在网络的7层之上，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名、目录结构，Nginx正则规则比Haproxy更加强大和灵活

Nginx对网络稳定性的依赖非常小，理论上能ping通就能进行负载功能，LVS对 网络稳定性依赖比较大，稳定要求相对更高

Nginx安装和配置、测试比较简单、方便，有清晰的日志用于排查和管理，LVS的配置、测试就要花比较长的时间

可以承担高负载压力且稳定，一般能支撑几万次的并发量，负载度比LVS相对小些

Nginx可以通过端口检测到服务器内部的故障，比如根据服务器处理网页返回的状态码、超时等等

Nginx不仅仅是一款优秀的负载均衡器/反向代理软件，他同时也是功能强大的web应用服务器

Nginx作为web正向加速缓存越来越成熟，速度比传统的Squid服务器更快，很多场景下都将其作为代理加速器

Nginx作为静态网页和图片服务器，这方面的性能非常优秀，同时第三方模块也很多

Nginx的缺点

Nginx仅能支持http、https和Email协议，这样在适用范围上面小些

对后端服务器的健康检查，只支持通过端口来检测，不支持通过url来检测

不支持Session的直接保持，需要通过ip_hash和cookie的引导来解决

LVS的优点

抗负载能力强，是工作在网络4层之上仅作分发之用，没有流量的产生，因此负载均衡软件里的性能最强的，对内存和CPU资源消耗比较低

LVS工作稳定，因为其本身抗负载能力更强，自身有完整的双击热备方案

无流量，LVS只分发请求，而流量并不会它本身出去，这点保证均衡器IO的性能不会收到大流量的影响

应用范围较广，因为LVS工作在4层，所以它几乎可对所有应用做负载均衡，包括http、数据库等

LVS的缺点

软件本身不支持正则表达式处理，不能做动静处理，相对来说，Nginx/Haproxy+Keepalived则具有明显的优势

如果是网站应用比较庞大的话，LVS/DR+keepalived实施起来就比较复杂了，相对来说，Nginx/Haproxy+keepalived就简单多了

Haproxy的优点

Haproxy也是支持虚拟主机的

Haproxy支持8种负载均衡策略

Haproxy的优点能够补充Nginx的一些缺点，比如支持Session的保持，Cookie的引导，同时支持通过获取指定的url来检测后端服务器的状态

Haproxy跟LVS类似，本身就只是一款负载均衡软件，单纯从效率上来讲Haproxy会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是由于Nginxd

Haproxy支持TCP协议的负载均衡转发

区别：

  • LVS基于Linux操作系统内核实现软负载均衡，而Haproxy和Nginx是基于第三方应用实现的软负载均衡
  • LVS是可实现4层的IP负载均衡技术，无法实现基于目录、URL的转发，而Haproxy和Nginx都可以实现4层和7层技术，Haproxy可提供TCP和HTTP应用的负载综合解决方案
  • LVS因为工作在ISO模型的第四层，其状态检测功能单一，而Haproxy在状态检测功能更丰富、强大、可支持端口、URL、脚本等多种状态检测方式
  • HAProxy功能强大，单纯从效率上来讲HAProxy会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是优于Nginx的。但整体性能低于4层模式的LVS负载均衡； Nginx主要用于Web服务器或缓存服务器。Nginx的upstream模块虽然也支持群集功能，但是对群集节点健康检查功能不强，性能没有Haproxy好

总结：

负载均衡性能： LVS最好 > Haproxy 其次 > Nginx 弱于其他两种

基于什么实现的负载均衡？ LVS基于系统内核，Nginx和Haproxy基于应用程序

支持的代理类型 LVS只能实现4层代理转发（不支持正则），Nginx和Haproxy都能实现4层和7层的代理转发（支持正则）

对节点的健康检查 LVS只能对端口进行检查（主动的），Nginx只能被动的对端口进行检查，Haproxy支持端口、url、脚本等多种检查

Haproxy搭建Web群集

实验所需安装包

haproxy-1.5.19.tar.gz nginx-1.12.0.tar.gz

环境配置

主机IP地址
Haproxy192.168.46.20
Nginx1192.168.46.30
Nginx2192.168.46.40
客户端192.168.46.155

1.部署Haproxy服务器（192.168.46.20）

##关闭防火墙，将安装Haproxy需要的安装包放在/opt目录下
systemctl stop firewalld
setenforce 0
​
cd /opt
haproxy-1.5.19.tar.gz

Snipaste_2022-10-17_17-21-55.png

###编译安装Haproxy
yum install -y pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++ make
uname -r ##查看内核参数
tar xf haproxy-1.5.19.tar.gz
cd haproxy-1.5.19
make TARGET=linux2628 ARCH=x86_64
make install
​
###参数说明#####
TARGET=linux2628 ARCH=x86_64
内核版本  系统位数   64位系统
是由uname -r查看内核，ru：2.6.18-371.el5，此时该参数用TARGET=linux26；kernel大于2.6.28的用TARGET=linux2628

Snipaste_2022-10-17_17-23-44.png

Snipaste_2022-10-17_17-25-54.png

Snipaste_2022-10-17_17-26-41.png

Haproxy服务器配置

mkdir /etc/haproxy  ##创建配置文件的目录
cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy ##将模板文件复制到配置文件目录
​
cd /etc/haproxy/
vim haproxy.cfg  ##修改配置文件
global   ##全局配置，主要用于定义全区参数，属于进程级的配置，通常和操作系统配置有关
​
--4~5行--修改，定义haproxy日志输出设备和日志级别，local0为日志设备，默认存放到系统日志
         log /dev/log   local0 info       #修改
         log /dev/log   local0 notice     #修改
         #log loghost    local0 info
         maxconn 4096     #每个进程最大连接数，需考虑"ulimit -n"限制，推荐使用10240
         
 --8行--注释，chroot运行路径，为该服务自设置的根目录，一般需将此行注释掉。
         #chroot /usr/share/haproxy
         uid 99      #用户UID
         gid 99      #用户GID
         daemon      #守护进程模式
         nbproc 1    #添加，设置并发进程数，建议与当前服务器CPU核数相等或为其2倍
 
 defaults    #配置默认参数，这些参数可以被用到Listen，frontend，backend组件     
         log     global         #引入global定义的日志格式
          mode    tcp               #模式为tcp（7层代理http，4层代理tcp）
        option  http-keep-alive #使用keepAlive连接
        option forwardfor       #记录客户端IP在X-Forwarded-For头域中
        option  httplog         #开启httplog，HAProxy会记录更丰富的请求信息
        option  dontlognull     #不记录健康检查日志信息
        retries 3               #检查节点服务器失败次数，连续达到三次失败，则认为节点不可用
        redispatch              #当服务器负载很高时，自动结束当前队列处理比较久的连接
        maxconn 2000            #最大连接数，“defaults”中的值不能超过“global”段中的定义
        #contimeout 5000        #设置连接超时时间，默认单位是毫秒
        #clitimeout 50000       #设置客户端超时时间，默认单位是毫秒
        #srvtimeout 50000       #设置服务器超时时间，默认单位是毫秒
        timeout http-request 10s    #默认http请求超时时间，从连接创建开始到从后端服务器读取完整HTTP请求的超时时间，用于避免类DoS攻击
        timeout queue 1m        #默认队列超时时间
        timeout connect 10s     #默认连接超时时间，新版本中替代contimeout，该参数向后兼容
        timeout client 1m       #默认客户端超时时间，新版本中替代clitimeout，该参数向后兼容
        timeout server 1m       #默认服务器超时时间，新版本中替代srvtimeout，该参数向后兼容
        timeout http-keep-alive 10s     #默认持久连接超时时间
        timeout check 10s       #设置心跳检查超时时间
​
 
 
  --删除下面所有listen项--，之后添加
 listen webcluster 0.0.0.0:80  #haproxy实例状态监控部分配置，定义一个名为webcluster的应用
        option httpchk GET /index.html  #检查服务器的index.html文件。option指定健康检查的方式为 httpchk， 发送http的GET请求检查index.html文件，返回2xx、3xx表示正常；返回4xx/5xx表示异常，则会将该web服务器隔离起来，不会将访问请求分配给它。
        balance roundrobin    #负载均衡调度算法使用轮询算法roundrobin
        server inst1 192.168.46.30:80 check inter 2000 rise 2 fall 3   #定义在线节点
        server inst2 192.168.46.40:80 check inter 2000 rise 2 fall 3   #定义在线节点
        #server inst2 192.168.46.50:80 check inter 2000 rise 2 fall 3 backup  #定义备份节点
        
        
 #######  参数说明  ##################
 balance roundrobin ：指定负载均衡调度算法为rr轮询
 #轮询算法: roundrobin; 
 #最小连接数算法: leastconn;
 #来源访问调度算法: source，源地址哈希，类似于nginx的ip_hash 
 
 instl ：为服务器名称，可以自定义，可以使用主机名或域名来管理。
 
 check inter 2000 ：表示启用对此后端服务器执行健康检查，设置健康状态检查的时间间隔，单位为毫秒。
 
 rise 2 : 表示连续2次检测成功后，则会认为server UP，恢复该节点。
 因为默认为2次，这一项可以省略不设置。（隔离节点后也会进行健康检查，连续2次检测成功后就会恢复）
 
 fall 3 ：表示连续三次检测不到心跳频率则认为该节点失效。
 若节点配置后带有"backup"表示该节点只是个备份节点，仅在所有在线节点都失效该节点才启用。不携带"backup"，表示为主节点，和其它在线节点共同提供服务。
Snipaste_2022-10-17_17-41-08.png Snipaste_2022-10-17_17-47-50.png Snipaste_2022-10-17_19-42-40.png Snipaste_2022-10-17_19-47-04.png

添加Haproxy系统服务（将haproxy加入系统服务管理）

##做个软链接，将haproxy的可执行文件放入环境PATH的目录下
ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin
​
##将haproxy.init文件复制到/etc/init.d/目录下，并改名为haproxy
cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
cd /etc/init.d/
chmod +x haproxy  ##增加文件的执行权限
chkconfig --add /etc/init.d/haproxy  ##把haproxy加入系统服务管理中
​
##启动haproxy
service haproxy start 或 /etc/init.d/haproxy start
Snipaste_2022-10-17_19-51-52.png

2.部署2台web服务器

第一台nginx服务器（192.168.46.30/24）

##关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
​
##配置nginx的yum仓库在线源
vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx-stable
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1
​
##yum安装nginx，查看nginx版本
yum install -y nginx
nginx -v
​
##查看配置文件，找到站点目录位置
vim /etc/nginx/nginx.conf ##查看nginx配置文件
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;     ##可以看到在/etc/nginx/conf.d/目录下还有配置文件
 
vim /etc/nginx/conf.d/default.conf  ##该文件是Nginx的默认配置
location / {
         root   /usr/share/nginx/html;     ##站点目录，即首页文件的默认存放目录
         index  index.html index.htm;
     }
     
##切换到站点目录，编写站点文件
vim  /usr/share/nginx/html/index.html
<html>
<body>
<h1>this is meme web</h1>
</html>
</body>
​
##启动nginx服务
systemctl start nginx
​
##浏览器访问http://192.168.46.30
Snipaste_2022-10-17_17-03-38.png Snipaste_2022-10-17_17-08-06.png Snipaste_2022-10-17_17-10-12.png Snipaste_2022-10-17_17-14-56.png Snipaste_2022-10-17_17-16-21.png Snipaste_2022-10-17_17-17-33.png

第二台nginx服务器（192.168.46.40/24）

##关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
​
##配置nginx的yum仓库在线源
vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx-stable
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1
​
##yum安装nginx，查看nginx版本
yum install -y nginx
nginx -v
​
##切换到站点目录，编写站点文件
vim  /usr/share/nginx/html/index.html
<html>
<body>
<h1>this is benet web</h1>
</html>
</body>
​
##启动nginx服务
systemctl start nginx
​
##浏览器访问http://192.168.46.40
Snipaste_2022-10-17_17-20-05.png

客户端访问测试

客户端：192.168.46.155

浏览器输入Haproxy负载调度器地址：192.168.46.20

第一次访问

Snipaste_2022-10-17_20-38-44.png

第二次访问

Snipaste_2022-10-17_17-20-05.png

日志管理

#默认haproxy的日志是输出到系统的syslog中，查看起来不是非常方便，为了更好的管理haproxy的日志，我们在生产环境中一般单独定义出来。需要将haproxy的info及notice日志分别记录到不同的日志文件中。

##修改配置文件
vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
    log /dev/log local0 info ##修改这两行，定义haproxy日志输出设备和日志级别
    log /dev/log local0 notice
​
service haproxy restart  #重启haproxy服务

Snipaste_2022-10-17_20-42-52.png

#需要修改rsyslog配置，为了便于管理。将haproxy相关的配置独立定义到haproxy.conf，并放到/etc/rsyslog.d/下，rsyslog启动时会自动加载此目录下的所有配置文件。

vim /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
if ($programname == 'haproxy' and $syslogseverity-text == 'info')
then -/var/log/haproxy/haproxy-info.log
&~
if ($programname == 'haproxy' and $syslogseverity-text == 'notice')
then -/var/log/haproxy/haproxy-notice.log
&~
​
#说明：
这部分配置是将haproxy的info日志记录到/var/log/haproxy/haproxy-info.log下，将notice日志记录到/var/log/haproxy/haproxy-notice.log下。“&~”表示当日志写入到日志文件后，rsyslog停止处理这个信息。

systemctl restart rsyslog.service
​
tail -f /var/log/haproxy/haproxy-info.log       #查看haproxy的访问请求日志信息

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