Haproxy

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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

  • 硬件的效果比软件好，更加稳定，但管理成本高。

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。

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;单纯从效率上来讲，Haproxy更会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是优于Nginx的；

支持虚机主机功能，从而实现web负载均衡更加灵活；可以工作在4、7层；

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

能够补充Nginx的一些缺点，比如Session的保持、Cookie的引导等工作；

支持url检测后端的服务器；

Haproxy可以对MySQL读进行负载均衡，对后端的MySQL节点进行检测和负载均衡，Haproxy支持多种算法。

核心功能

1．负载均衡、会话保持

在多个服务器间实现四层或七层负载均衡，支持多种负载均衡算法，并且根据Hash或者cookies方式实现会话保持。

2．健康检查

支持TCP、HTTP两种后端服务器健康检查模式。

3．统计监控

接受访问特定端口实现服务监控，并提供带有用户认证机制的服务状态报告页面。

4．SSL卸载

可以解析HTTPS报文并将请求解密为HTTP向后端服务器传输。

5．其他功能

在HTTP请求或响应报文中添加、修改、删除首部信息；HTTP请求重写与重定向；根据访问控制路由或阻断请求。

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。对网络带宽要求不高，安装配置简单，不支持session，需要ip_hash和cookie解决保持会话

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。

部署2台web服务器

第一台nginx服务器（192.168.72.30/24）

 1、#关闭防火墙
 [root@web1 ~]# systemctl stop firewalld
 [root@web1 ~]# setenforce 0
 ​
 2、#配置nginx的yum仓库在线源
 [root@web1 ~]# 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、#yum安装nginx软件包，查看nginx的版本
 [root@web1 ~]# yum install nginx -y 
 [root@web1 ~]# nginx -v
 ​
 4、#查看配置文件，找到站点目录位置
 [root@web1 ~]# 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
 ​
 [root@web1 ~]# cd /etc/nginx/conf.d/  
 [root@web1 conf.d]# ls
 default.conf 
 [root@web1 conf.d]# vim default.conf      //该文件中是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;
     }
 ​
 ​
 5、#切换到站点目录，编写站点文件
 [root@web1 conf.d]# cd /usr/share/nginx/html
 [root@web1 html]# vim index.html
 <html>
 <body>
 <h1>I love spring!</h1>
 <img src="spring.jpg" />
 </body>
 </html>
 ​
 6、#启动nginx服务
 [root@web1 html]# systemctl start nginx
 [root@web1 html]# systemctl enable nginx
 [root@web1 html]# ss -ntap|grep nginx

第二台nginx服务器（192.168.72.40/24）

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>I love summer!</h1>
 <img src="summer.png" />
 </body>
 </html>
 ​
 5、#启动nginx服务
 systemctl start nginx
 systemctl enable nginx
 ss -ntap|grep nginx

部署haproxy负载调度器

yum 安装

CentOS 7 的默认的base仓库中包含haproxy的安装包文件，但是版本比较旧，是1.5.18的版本，距离当前版本已经有较长时间没有更新，由于版本比较旧所以有很多功能不支持，如果对功能和性能没有要求可以使用此版本，否则推荐使用新版本。

[root@centos7 ~]# yum install haproxy -y

第三方 rpm -ivh 安装包

官方没有提供rpm相关的包,可以通过第三方仓库的rpm包

从第三方网站下载rpm包：pkgs.org/download/ha…

基于互联网第三方仓库在线安装

[root@localhost data]#wget http://mirror.centos.org/centos/7/sclo/x86_64/rh/Packages/r/rh-haproxy18-haproxy-1.8.24-3.el7.x86_64.rpm


[root@localhost data]#wet http://mirror.centos.org/centos/7/sclo/x86_64/rh/Packages/r/rh-haproxy18-runtime-3.1-2.el7.x86_64.rpm #下载依赖包

[root@localhost data]#vim /usr/lib/systemd/system/rh-haproxy18-haproxy.service
[root@localhost data]#systemctl start rh-haproxy18-haproxy.service

1）编译安装Haproxy

 #关闭防火墙
 [root@hap ~]# systemctl stop firewalld
 [root@hap ~]# setenforce 0
 ​
 #安装依赖包
 [root@hap ~]# yum install -y pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++ make
 ​
 #解压依赖包，编译安装haproxy
 [root@hap ~]# uname -r     //查看内核参数
 3.10.0-693.el7.x86_64
 [root@hap ~]# cd /opt/     //将Haproxy安装包传到/opt目录下
 [root@hap opt]# ls
 haproxy-1.5.19.tar.gz  rh
 [root@hap opt]# tar zxvf haproxy-1.5.19.tar.gz 
 [root@hap opt]# cd haproxy-1.5.19/
 [root@hap haproxy-1.5.19]# make ARCH=x86_64 TARGET=linux-glibc USE_PCRE=1 USE_OPENSSL=1 USE_ZLIB=1 USE_SYSTEMD=1 //编译
 [root@hap haproxy-1.5.19]# make install PREFIX=/usr/local/haproxy 
 ​

 ARCH=x86_64    #系统位数，64位 系统

2）Haproxy服务器配置

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"

 [root@hap haproxy-1.5.19]# mkdir /etc/haproxy    #创建配置文件的目录
 [root@hap haproxy-1.5.19]# cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/   #将模板文件复制到配置文件目录
 [root@hap haproxy-1.5.19]# cd /etc/haproxy/
 [root@hap haproxy]# ls
 haproxy.cfg
 [root@hap haproxy]# vim haproxy.cfg      #修改配置文件
 ​
 global  #全局配置，主要用于定义全局参数，属于进程级的配置，通常和操作系统配置有关。

         log 127.0.0.1   local0 notice     #表示使用本地127.0.0.1上的rsyslog服务器中的local0设备记录，日志等级为notice

         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/local/haproxy
         #uid 99      #用户UID
         #gid 99      #用户GID
         user haproxy #运行haproxy的用户身份
         group haproxy #运行haproxy的用户组身份
         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
         #nbthread 1 #指定每个haproxy进程开启的线程数，默认为每个进程一个线程,和nbproc互斥（版本有关）
         pidfile /var/lib/haproxy/haproxy.pid
         stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock mode 600 level admin
 ​
 defaults    #Proxies 代理配置段：，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    http           #模式为http（7层代理http，4层代理tcp）
         option http-keep-alive #开启会话保持 秒为单位
         option forwardfor #开启IP透转
         option  httplog        #日志类别为http日志格式
         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--，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 192.168.72.30:80 check inter 2000 rise 2 fall 3   #定义在线节点
        server inst2 192.168.72.40:80 check inter 2000 rise 2 fall 3   #定义在线节点
        #server inst2 192.168.72.50:80 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

3）添加haproxy系统服务（把haproxy加入系统服务管理中）

 #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/

[root@centos7 ~]# mkdir  /var/lib/haproxy #pid 文件路径
[root@centos7 ~]# useradd -r -s /sbin/nologin  haproxy
 ​
[root@centos7 ~]#vim /usr/lib/systemd/system/haproxy.service
[Unit]
Description=HAProxy Load Balancer
After=syslog.target network.target

[Service]
ExecStartPre=/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg  -c -q
ExecStart=/usr/sbin/haproxy -Ws -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -p /var/lib/haproxy/haproxy.pid
ExecReload=/bin/kill -USR2 $MAINPID

[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@centos7 ~]# systemctl start haproxy

配置Web监控平台
Haproxy不仅实现了服务的故障转移，还推出了一个基于Web的监控平台，通过这个监控平台可以查看当前Haproxy的基本设置，以及所有后端服务器的运行状态。

listen stats
    bind 0.0.0.0:8080
    stats uri /stats
    stats refresh 30s
    stats realm Haproxy Manager
    stats auth admin:admin
    stats hide-version
    stats admin if TRUE
    
    
使用firefox访问监控地址 http://192.168.91.105:8080/stats

haproxy优化

1.maxconn：最大连接数，根据应用实际情况进行调整，推荐使用10240 2.daemon：守护进程模式，Haproxy可以使用非守护进程模式启动，建议使用守护进程模式启动
3.nbprod：负载均衡的并发进程数，建议与当前服务器CPU核数相等或为其2倍
4.retries：重试次数，主要用于对集群节点的检查，如果节点多，且并发量大，设置为2次或3次
5.option http-server-close：主动关闭http请求选项，建议在生产环境中使用此选项
6.timeout http-keep-alive：长连接超时时间，设置长连接超时时间，可以设置为10s
7.timeout http-request：http请求超时时间，建议将此时间设置为5~10s，增加http连接释放速度
8.timeout client：客户端超时时间，如果访问量过大，节点响应慢，可以将此时间设置短一些，建议设置为1min左右

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，要将haproxy的info及notice日志分别记录到不同的日志文件中。（其他 级别的日志仍记录在系统日志/var/log/messages中；因为error日志较少，故一般不做分离）

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。


[root@master ~]# vim /etc/rsyslog.conf 
# Provides UDP syslog reception  #由于haproxy的日志是用udp传输的,所以要启用rsyslog的udp监听
$ModLoad imudp
$UDPServerRun 514
找到  #### RULES ####   下面添加
local0.*                       /var/log/haproxy.log


[root@master ~]# systemctl restart rsyslog
[root@master ~]# systemctl restart haproxy
[root@master ~]# tail -f /var/log/haproxy.log    #实时查看日志
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