理论+实验·Haproxy搭建Web群集

理论+实验·Haproxy搭建Web群集

一、Haproxy调度算法

1.1 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
• 硬件一般使用比较多的F5

1.2 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的实施配置负载,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

1.3 Haproxy调度算法原理

• RR (Round Robin)
  • RR算法是最简单最常用的一种算法,即轮询调度

//举例//
有三个节点A、B、C
1、第一个用户访问会被指派到节点A
2、第二个用户访问会被指派到节点B
3、第三个用户访问会被指派到节点C
4、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

• 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

//举例//
1、有三个节点A、B、C,各节点的连接数分别为A:4、B:5、C:6
2、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
3、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
4、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
5、此算法相比较rr(轮询)算法有很大改进,是目前用到的比较多的一种算法

• 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、Cppkie等做集群调度

//举例//
1、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
2、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旧会被指派到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
3、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

二、Haproxy群集配置

• 环境需求

  • 用一台客户端，三台虚拟服务器模拟搭建一套Web集群
  • 虚拟机安装CentOS 7

//Haproxy调度器//
20.0.0.90
//server01//
20.0.0.80
//server02//
20.0.0.70

• Nginx的安装与启动

  • 在两台网站服务器上安装Nginx，并启动服务
    • 使用源码编译的方式进行安装
    • 关闭Firewalld防火墙
    • 安装基础软件包
    • 增加系统用户账号nginx
    • 编译安装Nginx并启动
  • 在两台Nginx上配置测试网站，注意测试网页的内容应该不同，以便于测试
  • 在负载均衡器上安装Haproxy
  • 安装步骤
    • 安装基础软件包
    • 编译安装Haproxy
  • 建立Haproxy的配置文件
    • 创建配置文件目录/etc/haproxy
    • 将源码包提供的配置文件样例haproxy。cfg复制到配置文件目录中

• Haproxy配置文件详解

  • defaults配置项配置默认参数，一般会被应用组件继承
  • 如果应用组件中没有特别声明，将按默认配置参数设置
    • 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
    • retries 3：检查节点服务器失败连接达到三次则认为节点不可用
    • maxconn 2000：最大连接数
    • contimeout 5000：连接超时时间
    • clitimeout 50000：客户端超时时间
    • srvtimeout 50000：服务器超时时间

• listen配置项目一般为配置应用模块参数

  • listen appli4-backup 0.0.0.0：10004：定义一个appli4-backup的应用
  • option httpchk /index.html：检查服务器的index.html文件
  • option persist：强制将请求发送到已经down掉的服务器
  • balance roundrobin：负载均衡调度算法使用轮询算法
  • server inst1 20.0.0.80：80 check inter 2000 fall 3：定义在线节点
  • server inst2 20.0.0.70：80 check inter 2000 fall 3 backup ：定义备份节点

• 配置与测试

  • 根据实际的案例修改相应参数
    • listen webcluster 0.0.0.0：80
    • option httpchk GET /index.html
    • balance roundrobin
    • server inst1 20.0.0.80:80 check inter 2000 fall 3
    • server inst2 20.0.0.70:80 check inter 2000 fall 3
  • 创建自启动脚本,并启动Haproxy服务

• 测试Haproxy集群

  • 测试Haproxy集群
    • 可以两个不同的浏览器中分别访问两个测试网站,正常情况下应该出现两个不同网站的测试页面
  • 高可用性
    • 将其中一台Nginx服务器停用,在客户端浏览器中访问Haproxy,正常情况下应出现另外一台Nginx服务器的网站测试页面

三、Haproxy日志管理

• 默认是输出到系统的syslog中,生产环境中一般单独定义
• 定义的方法步骤
  • 修改Haproxy配置文件中关于日志配置的选项,加入配置
    • log /dev/log local0 info
    • log /dev/log local0 notice
  • 修改rsyslog配置,将Haproxy相关的配置独立定义到haproxy.conf,并放到/etc/rsyslog.d下
  • 保存配置文件并重启rsyslog服务,完成rsyslog配置
• 访问Haproxy集群测试网页并查看日志信息

四、Haproxy参数优化

• 随着企业网站负载增加,haproxy参数优化相当重要
  • maxconn:最大连接数,根据应用实际情况进行调整,推荐使用10240
  • 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
  • nbproc: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
    • 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
  • option http-server-close:主动关闭htpp请求选项,建议在生产环境中使用此选项
  • timeout httpkeep-alive:长连接超时时间,设置长连接超时时间,可以设置为10s
  • 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
  • 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左右就可以了

五、部署模拟实验

• 搭建web服务器

//server01:20.0.0.80//
//server02:20.0.0.70//

//创建用户//
[root@server01|server02 ~]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 
 //安装环境//
[root@server01|server02 ~]# yum -y install gcc gcc-c++ pcre pcre-devel zlib-devel make

//解压源码包//
[root@server01|server02 ~]# tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/
[root@server01|server02 ~]# cd /opt/nginx-1.12.0/

//编译安装//
[root@server01|server02 nginx-1.12.0]# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx
[root@server01|server02 nginx-1.12.0]# make && make install
[root@server01|server02 nginx-1.12.0]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/* /usr/local/sbin/

//启动服务//
[root@server01|server02 nginx-1.12.0]# systemctl stop firewalld
[root@server01|server02 nginx-1.12.0]# setenforce 0
[root@server01|server02 nginx-1.12.0]# nginx

//设置网站//
[root@server01|server02 nginx-1.12.0]# echo "
this is server01|server02 web
" > /usr/local/nginx/html/test.html

• 搭建Haproxy服务器

//haproxy:20.0.0.90//
//安装环境//
[root@haproxy ~]# yum -y install pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++ make

 //编译安装//
[root@haproxy ~]# tar zxvf haproxy-1.5.19.tar.gz -C /opt/
[root@haproxy ~]# cd /opt/haproxy-1.5.19/
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# make TARGET=linux26
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# make install
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# mkdir /etc/haproxy
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
...
        #redispatch				//注释这一行//
...
        #chroot /usr/share/haproxy		//注释这一行//
...
listen webcluster 0.0.0.0:80			//listen以下全部删除重新添加//
        option httpchk GET /test.html
        balance roundrobin
        server inst1 20.0.0.80:80 check inter 2000 fall 3
        server inst1 20.0.0.70:80 check inter 2000 fall 3

[root@haproxy haproxy-1.5.19]# cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# chmod +x /etc/init.d/haproxy 
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# chkconfig --add /etc/init.d/haproxy
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy

//启动服务//
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# setenforce 0
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# systemctl stop firewalld
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# service haproxy start

• 定义日志

[root@haproxy haproxy-1.5.19]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
...
log /dev/log local0 info
log /dev/log local0 notice

[root@haproxy haproxy-1.5.19]# service haproxy restart

[root@haproxy haproxy-1.5.19]# touch /etc/rsyslog.d/haproxy.conf

[root@haproxy haproxy-1.5.19]# 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
&~

[root@haproxy haproxy-1.5.19]# systemctl restart rsyslog
[root@haproxy haproxy]# cd /var/log/haproxy/
[root@haproxy haproxy]# ls
haproxy-info.log