web集群调度器之Haproxy群集的搭建

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
• 硬件一般使用比较多的F5，也有很多人使用国内的一些产品，如梭子鱼、绿盟等

二、Haproxy应用分析

1.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（nginx都支持）
对于大型网站，LVS的实施配置复杂，维护成本相对较高

2.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调度算法原理

第一种 RR算法（RoundRobin）：

RR算法是最简单的最常用的一种算法，即轮询调度

• 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
• 第四个用户访问会被继续指派到节点A，轮询分配访问请求实现负载均衡效果

第二种 LC算法（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

• 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，很难出现一样连接数的情况
• 此算法比较rr算法有很大改进，是目前用到比较多的一种算法

第三种 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

• 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
• 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

四、Haproxy配置文件详解

4.1 Haproxy配置文件通常分为三个部分

• global：全局配置
• defaults：默认配置
• listen：应用组件配置

4.2 global配置参数

• log127.0.0.1 lcal0：配置日志记录，local0为日志设备，默认存放到系统日志
• log127.0.0.1 loca1 notice：notice为日志级别，通常有24个级别
• maxconn4096：最大连接数
• uid 99：用户uid
• gid 99：用户gid

4.3 defaults配置项配置默认参数

一般会被应用组件继承，如果在应用组件中没有特别声明，将安装默认配置参数设置

• 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续达到三次则认为节点不可用
• maxconn2000：最大连接数
• contimeout5000：连接超时时间
• clitimeout：客户端超时时间
• srvtimeout：50000：服务器超时时间

4.4 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（注释掉，否则起服务会报错）
• balance roundrobin：负载均衡调度算法使用轮询算法
• server inst1 192.168.114.56：80 check inter 2000 fall 3：定义在线节点
• server inst2 192.168.114.56：81 check inter 2000 fall 3 backup：定义备份节点

五、使用Haproxy搭建web群集

5.1 实验环境

三台虚拟服务器模拟搭建一套web集群，网站使用nginx搭建；
虚拟机安装Centos 7.6的系统，另外一台win10作为客户端

主机	IP地址
Haproxy	IP地址
Haproxy	192.168.235.10
Nginx	192.168.235.20
Nginx	192.168.235.30

5.2 实验步骤

两台Nginx节点服务器配置
1.安装依赖环境

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

2.编译安装nginx，并创建用户nginx

useradd -M -s /sbin/nologin nginx

./configure
>--prefix=/usr/local/nginx \
>--user=nginx \
>--group=nginx
make && make install

3.为两台nginx服务器创建首页内容并优化启动项

[root@nginx1 ~]# echo "
Server1
" > /usr/local/nginx/html/index.html
[root@nginx1 ~]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin
[root@nginx1 ~]# nginx
[root@nginx1 ~]# netstat -anpt | grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      54179/nginx: master

Haproxy服务器
1.安装依赖环境

yum -y install gcc gcc-c++ make pcre-devel bzip2-devel

2.安装haproxy软件包

tar zxvf haproxy-1.4.24.tar.gz
cd haproxy-1.4.24/
make TARGET=linux26 && make install

3. 在/etc目录下创建haproxy目录，将软件包中的配置文件模板复制到haproxy目录中

mkdir /etc/haproxy
cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy

4.修改haproxy. cfg配置参数

[root@Haproxy haproxy-1.4.24]# cd /etc/haproxy/
[root@Haproxy haproxy]# vim haproxy.cfg
下面两项前面加上注释
#chroot /usr/share/haproxy    #固有目录，可注释掉
#redispatch      #当使用了cookie时，haproxy将会将其请求的后端服务器的serverID插入到cookie中，以保证会话的SESSION持久性；而此时，如果后端的服务器宕掉了，但是客户端的cookie是不会刷新的，如果设置此参数，将会将客户的请求强制定向到另外一个后端server上，以保证服务的正常。需要注释掉
将原来的listen配置项删除，添加如下参数
listen webcluster 0.0.0.0:80
       option httpchk GET /index.html
       balance roundrobin
       server web1 192.168.235.20:80 check inter 2000 fall 3
       server web2 192.168.235.30:80 check inter 2000 fall 3

5.优化服务启动

[root@Haproxy haproxy-1.4.24]# cp examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
[root@Haproxy haproxy-1.4.24]# vi /etc/init.d/haproxy
# chkconfig: 35 80 90
[root@Haproxy ~]# chmod 755 /etc/init.d/haproxy
[root@Haproxy ~]# chkconfig --add /etc/init.d/haproxy
[root@Haproxy ~]# ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
[root@Haproxy ~]# systemctl start haproxy
[root@Haproxy ~]# systemctl stop firewalld
[root@Haproxy ~]# setenforce 0

验证
在win10的浏览器中访问haproxy服务器的IP地址进行验证，能够成功访问并且刷新网页能跳转到另一台nginx服务器的页面代表试验成功

六、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

定义方法：

• 修改Haproxy配置文件中关于日志配置的选项，加入配置（上面配置文件已经修改）
  log /dev/log local0 info
  log /dev/log local0 notice
• 修改rsylog配置，将Haproxy相关的配置独立定义到haproxy.conf,并放到/etc/rsylog.d/下

[root@haproxy ~]# touch /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
[root@haproxy ~]# vi /etc/rsyslog.d/haproxy.conf 
#创建客户机的访问日志
if ($programname == 'haproxy' and $syslogseverity-text == 'info')
then -/var/log/haproxy/haproxy-info.log
&~
#Haproxy群集的状态日志
if ($programname == 'haproxy' and $syslogseverity-text == 'notice')
then -/var/log/haproxy/haproxy-notice.log
&~

• 保存配置文件并重启ryslog服务，完成rsyslog配置

systemctl restart rsyslog.service
systemctl restart haproxy.service

• 访问Haproxy集群测试网页，并查看日志信息

[root@haproxy ~]# cd /var/log/haproxy/
[root@haproxy haproxy]# ll
总用量 8
-rw-------. 1 root root 658 11月  5 19:20 haproxy-info.log  
-rw-------. 1 root root 132 11月  5 19:20 haproxy-notice.log

#以http格式记录的日志
[root@haproxy haproxy]# cat haproxy-info.log
Nov  5 19:21:18 haproxy haproxy[57949]: 192.168.235.10:59064 [05/Nov/2020:19:20:24.881] webcluster webcluster/web1 0/0/1/0/53181 200 604 - - cD-- 0/0/0/0/0 0/0 "GET / HTTP/1.1"
Nov  5 19:22:41 haproxy haproxy[57949]: 192.168.235.10:59080 [05/Nov/2020:19:21:50.160] webcluster webcluster/web2 0/0/1/0/51108 200 426 - - cD-- 0/0/0/0/0 0/0 "GET / HTTP/1.1"

[root@haproxy haproxy]# cat haproxy-notice.log  #群集状态日志
Nov  5 19:20:15 haproxy haproxy[57948]: Proxy webcluster started.
Nov  5 19:20:15 haproxy haproxy[57948]: Proxy webcluster started.

七、Haproxy参数优化

随着企业网站负载增加，haproxy参数优化相当重要，可根据需要进行修改

• maxconn：最大连接数，根据实际情况进行调整，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核数相等或为其两倍
• 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到3次
• 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
• 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
• 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