Haproxy搭建Web群集

落宿
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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模块支持群集功能，但是对群集节点健康检查功能不强，高并发性能没有Haproxy好。
  • 硬件一般使用比较多的是F5、Array，也有很多人使用国内的一些产品，如梭子鱼、绿盟等
    • 硬件效果比软件好，但维护管理成本更高

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（工作在四层，不能实现七层转发）
    • 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以万计的并发连接的连接请求

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40000-5000个并发连接，单位时间内处理的最大请求数为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来检测后端服务器的状态
  • 支持虚机主机功能，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协议的负教均衡转发
  • 支持客户端的keepalive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top连接中完成

LVS、Nginx、 HAproxy的区别

  • 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1P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应用的负载均衡综合解决方案
  • LVS因为工作在ISO模型的第四层，其状态监测功能单一，而HAProxy在状态监测方面功能更丰富、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有更出色的负毂均衡速度，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

LVS、Nginx、 HAproxy各自的优缺点

Nginx

  • 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更为强大和灵活。
    • 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了。
    • 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，它同时也是功能强大的Web应用服务器。
    • Nginx作为web反向加速缓存越来越成熟了，速度比传统的squid服务器更快，很多场景下都将其作为反向代理加速器。
    • 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。
  • 缺点
    • Nginx仅能支持http、https和Email协议，这样就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

  • 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cpun资源消耗比较低。
    • LVS工作稳定，因为其本身抗负载能力很强，自身有完整的双机热备方案。
    • 无流量，LVs只分发请求，而流量并不从它本身出去，这点保证了均衡器ro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。
  • 缺点
    • 软件本身不支持正则表达式处理，不能做动静分离。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/BAProxy+Keepalived就简单多了。

HAProxy

  • 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，在并发处理上也是优于Nginx的。
    • HAProxy支持TCP协议的负载均衡转发。

Haproxy调度算法

  • roundrobin：表示简单的轮询
  • static-rr：表示根据权重
  • leastconn：表示最少连接者先处理
  • source：表示根据请求源IP
  • uri：表示根据请求的URI，做cdn需使用
  • url_param：表示根据请求的URl参数'balance url param’ requires an URL parameter name
  • hdr(name)：表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求
  • rdp-cookie(name)：表示根据cookie(name)来锁定并哈希每一次TCP请求

Haproxy搭建 Web 群集

准备工作

  • Haproxy服务器：192.168.44.30
  • Nginx 服务器1：192.168.44.40
  • Nginx 服务器2：192.168.44.50
  • 客户端：192.168.44.20

步骤

  1. haproxy 服务器部署

    • 关闭防火墙，将安装Haproxy所需软件包传到/opt目录下 image.png

    • 编译安装 Haproxy image.png

      • 参数说明：
        • TARGET=linux26：内核版本，使用uname -r查看内核，如：2.6.18-371.el5，此时该参数用TARGET=linux26；kernel大于2.6.28的用TARGET=linux2628
        • ARCH=x86_64 ：系统位数，64位系统 image.png image.png

    • Haproxy服务器配置 image.png image.png image.png image.png

      • 参数说明
        • balance roundrobin：负载均衡调度算法。轮询算法：roundrobin；最小连接数算法：leastconn；来源访问调度算法：source，类似于nginx的ip_hash
        • 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
        • 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。

    • 添加haproxy 系统服务 image.png

  2. 节点服务器部署

    • 关闭防火墙和selinux

    • 安装依赖包 image.png

    • 创建nginx用户，解压nginx包 image.png

    • 编译安装 image.png

    • 创建测试页面 image.png image.png

    • 启动服务 image.png image.png

  3. 测试 Web群集， http://192.168.44.30/test.html ，并且刷新后能访问到web2 image.png image.png

日志定义

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。

vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
	log /dev/log local0 info
	log /dev/log local0 notice

service haproxy restart

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

总结

LVS Haproxy Nginx区别

  • 负载均衡性能：LVS 最好 > Haproxy其次 > Nginx弱于其它两种
  • 基于什么实现的负教均衡：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
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