Haproxy负载均衡集群

112 阅读7分钟

一、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

硬件的效果比软件好,更加稳定,但管理成本高。

二、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以万计的并发连接的连接请求

三、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非常适用于并发天(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的主要特性有:

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协议的负载均衡转发;(支持7层代理、实现动静分离)

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tcp连接中完成

四、Haproxy调度算法

4.1 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

第一个用户访问会被指派到节点A

第二个用户访问会被指派到节点B

第三个用户访问会被指派到节点C

第四个用户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

4.2 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负载局哼算法的ip_hash。

4.3 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,会被指派到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-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

4.4 SH (Source Hashing)

基于来源访问调度算法,用于一些有Session会话记录在服务器端的场景,可以基于来源的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了A,第二个用户第一次访问被指派到了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= _次访问时依旧会被指派到B,只要负载均衡调度器不重启,第-个用户访问都会被指派到A,第二个用户访问都会被指派到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|起负载不均衡,部分节点访问量超大,影响业务使用。

4.5 uri

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

url_hash 就是根据虚拟主机名称后面的目录。

4.6 url_ param

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

4.7 hdr (name)

表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求。

4.8 rdp-cookie (name)

表示根据cookie (name)来锁定并哈希每一次TCP请求。

五、haproxy提供了3种实现会话保持的方式

(1)源地址hash

(2)设置cookie

(3)会话粘性表stick-table

六、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。

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。

七、实验

7.1 部署2台web服务器

第一台nginx服务器(192.168.192.10/24)

1、#关闭防火墙

[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0

1、安装依赖包

yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make

2、创建运行用户

useradd -M -s /sbin/nologin nginx

3、编译安装

tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/

cd nginx-1.12.0/
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module

make && make install

4、优化路径

ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

5、添加 Nginx 系统服务

vim /lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target

 

chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service

image.png

image.png

image.png

image.png

第二台nginx服务器(192.168.192.12/24)

和第一台配置步骤相同

1、关闭防火墙

systemctl stop firewalld
setenforce 0

2、配置nginx软件包的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

3、安装nginx软件包,查看Nginx版本

yum install nginx -y 
nginx -v

4、切换到站点目录,编写站点文件

cd /usr/share/nginx/html
vim index.html
<html>
<body>
<h1>zzq love I!</h1>
<img src="zz.jpg" />
</body>
</html>

5、启动nginx服务

systemctl start nginx

systemctl enable nginx

ss -ntap|grep nginx ​

image.png

image.png

7.2 部署haproxy负载调度器

(1)编译安装Haproxy

#关闭防火墙
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld
[root@localhost ~]# setenforce 0#安装依赖包
[root@localhost ~]# yum install -y pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++ make#解压依赖包,编译安装haproxy
[root@localhost ~]# uname -r     //查看内核参数
3.10.0-957.el7.x86_64
[root@localhost ~]# cd /opt/     //将Haproxy安装包传到/opt目录下
[root@localhost opt]# ls
[root@localhost opt]# tar zxvf haproxy-1.5.19.tar.gz 
[root@localhost opt]# cd haproxy-1.5.19/
[root@localhost haproxy-1.5.19]# make TARGET=linux2628 ARCH=x86_64    //编译
[root@localhost haproxy-1.5.19]# make install      //安装

image.png

image.png

image.png

7.3 客户端访问测试

客户端地址:192.168.192.13

浏览器输入Haproxy负载调度器地址:192.168.192.11

image.png