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

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

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。

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、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。

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。

6、url_ 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。

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、使用Haproxy搭建web群集

实验环境：

Haproxy负载均衡器：192.168.10.11/24

Nginx1：192.168.10.20/24

Nginx2：192.168.10.30/24

客户端：宿主机

1.关闭防火墙，将安装Haproxy所需软件包传到/opt目录下

systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
haproxy-1.5.19.tar.gz

2、编译安装 Haproxy

yum install -y pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++ make
 
tar zxvf haproxy-1.5.19.tar.gz
cd haproxy-1.5.19/
make TARGET=linux2628 ARCH=x86_64
make install

---------------------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

3、Haproxy服务器配置

mkdir /etc/haproxy
cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/
 
cd /etc/haproxy/
vim haproxy.cfg
global
--4~5行--修改，配置日志记录，local0为日志设备，默认存放到系统日志
        log /dev/log   local0 info     
        log /dev/log   local0 notice
        #log loghost    local0 info
        maxconn 4096                    #最大连接数，需考虑ulimit -n限制
--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
 
defaults       
        log     global                  #定义日志为global配置中的日志定义
        mode    http                    #模式为http
        option  httplog                 #采用http日志格式记录日志
        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
        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--，添加
listen  webcluster 0.0.0.0:80           #定义一个名为webcluster的应用
        option httpchk GET /test.html   #检查服务器的test.html文件
        balance roundrobin              #负载均衡调度算法使用轮询算法roundrobin
        server inst1 192.168.10.20:80 check inter 2000 fall 3      #定义在线节点
        server inst2 192.168.10.30:80 check inter 2000 fall 3
        
---------------------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haproxy服务器和节点之间的一个心跳频率
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，只有主节点失效该节点才会上。不携带“backup”，表示为主节点，和其它主节点共同提供服务。

4、添加haproxy 系统服务

cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
chmod +x haproxy
chkconfig --add /etc/init.d/haproxy
 
ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
service haproxy start   或   /etc/init.d/haproxy start

5、节点服务器部署

systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
yum install -y pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
 
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 
cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz -C /opt/
 
cd nginx-1.12.2/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make && make install
 
make && make install
 
--192.168.10.20---
echo "this is zj web" > /usr/share/nginx/html/index.html
 
--192.168.10.30---
echo "this is zhou web" > /usr/share/nginx/html/index.html
 
ln -s /usr/share/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
 
nginx      #启动nginx 服
 
或者用yum安装
cat > /etc/yum.repos.d/nginx.repo << 'EOF'
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
EOF
 
yum install nginx -y

6、测试 Web群集

在客户端使用浏览器打开 http://192.168.10.11/index.html ，不断刷新浏览器测试负载均衡效果

六、实例操作：Haproxy集群的构建

1、关闭防火墙，将安装Haproxy所需软件包传到/opt目录下

2、编译安装 Haproxy

3、Haproxy服务器配置

4、添加haproxy 系统服务

5、节点服务器部署

Nginx 服务器1：192.168.10.20（编译安装）

Nginx 服务器2：192.168.10.30（yum安装）

6、测试 Web群集

在客户端使用浏览器打开http://192.168.10.11/index.html，不断刷新浏览器测试负载均衡效果

七、Haproxy集群的日志重新定义的操作步骤

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

八、实例操作：Haproxy集群的日志重新定义

1、修改rsyslog配置

2、确认默认haproxy的日志、创建/var/log/haproxy/目录并重启服务

九、总结

1、对比集群调度工具Haproxy、LVS和Nginx的区别

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，但不支持正则处理，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性能最好，但搭建相对复杂，成本较高。一般在100台左右web主机的集群中使用
nginx做负载均衡调度器，配置简单，管理方便，但并发量不高，且没有主动健康检查。性能没有Haproxy好。可用于并发量不高的场景

2、HTTP请求的两种方式

方式： GET、POST方式

区别： GET把参数包含在URL中，POST通过request body传递参数

GET：产生一个TCP数据包
POST：产生两个TCP数据包

3、haproxy配置文件重要参数说明：

全局配置： global 作用： 用于设定义全局参数，属于进程级的配置，通常与操作系统配置有关。

maxconn 4096 #进程最大连接数，需考虑"ulimit -n"的限制，推荐使用10240
daemon #守护进程模式。可以使用非守护进程模式，在生产环境中建议使用守护进程模式
nbproc 1 #并发进程数，建议与当前服务器CPU核数相等或为其2倍

默认配置： defaults 作用： 配置默认参数，一般会被应用组件继承。

retries 3 #检查节点服务器失败次数，连续3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
timeout http-request 10s #默认http请求超时时间。建议设置时间为5~10s，增加http连接释放的速度
timeout http-keep-alive 10s #默认长连接超时时间
timeout check 10s #设置心跳检查超时时间

应用组件配置： listen 作用： 一般配置应用模块参数

option httpchk GET /index. html #检查服务器的index.html文件。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，则隔离该节点。
balance roundrobin #负载均衡调度算法使用轮询算法roundrobin
server inst1 192.168.160.40:80 check inter 2000 rise 2 fall 3 #定义在线节点
server inst2 192.168.160.50:80 check inter 2000 rise 2 fall 3 #定义在线节点

haproxy支持的最大并发量=并发进程数×每个进程最大连接数，即"nbproc的值 × maxconn的值"

4、日志消息的级别：

级号	消息	级别	说明
0	EMERG	紧急	会导致主机系统不可用的情况
1	ALERT	警告	必须马上采取措施解决的问题
2	CRIT	严重	比较严重的情况
3	ERR	错误	运行出现错误
4	WARNING	提醒	可能会影响系统功能的事件
5	NOTICE	注意	不会影响系统但值得注意
6	INFO	信息	一般信息
7	DEBUG	调试	程序或系统调试信息等

5、HAProxy负载均衡策略非常多，常见的有如下8种

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∶ 表示根据请求的源IP，类似Nginx的IP hash机制
ri∶表示根据请求的URI
rl_param∶表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTrTP请求
rdp-cookie （name）∶表示根据据cookie （name）来锁定并哈希每一次TCP请求

6、HAProxy简介

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

7、四层代理和七层代理

四层是TCP层，使用IP+端口的方式。类似路由器，只是修改下IP地址，然后转发给后端服务器，TCP三次握手是直接和后端连接的。只不过在后端机器上看到的都是与代理机的IP的established而已
7层代理则必须要先和代理机三次握手后，才能得到7层（HTT层）的具体内容，然后再转发。意思就是代理机必须要与client和后端的机器都要建立连接。显然性能不行了，但胜在于七层，能写更多的转发规则