LVS+Haproxy
LVS+Haproxy
- 一、Haproxy简介
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- 1.1、Haproxy应用分析
- 1.2、Haproxy的特性
- 1.3、常见负载均衡策略
- 1.4、LVS、Haproxy、Nginx区别
- 1.5、 Haproxy的优点
- 1.6、常见的Web集群调度器
- 二、Haproxy部署实例
- 四、日志定义优化
一、Haproxy简介
Haproxy 是一个使用C语言编写的自由及开放源代码软件，其提供高可用性、负载均衡，以及基于TCP和HTTP的应用程序代理。
1.1、Haproxy应用分析
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LVS在企业应用中抗负载能力很强，但存在不足
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LVS不支持正则处理，不能实现动静分离
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对于大型网站，LVS的实施配置复杂，维护成本相对较高
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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
1.2、Haproxy的特性
- 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，同时也支持会话保持
- 支持虚拟主机功能，从而实现web负载均衡更加灵活
- 支持连接拒绝、全透明代理等独特功能
- 拥有强大的ACL支持，用于访问控制
- 其独特的弹性二叉树数据结构，使数据结构的复杂性上升到了0（1），即数据的查询速度不会随着数据条目的增加而速度有所下降
- 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量费，让多个请求在一个tcp连接中完成
- 支持TCP加速，零复制功能，类似于mmap机制
- 支持响应池（response buffering）
- 支持RDP协议
- 基于源的粘性，类似于nginx的ip_hash功能，把自同一客户端的请求在一定时间内始终调度到上游的同一服务器
- 更好统计数据接口，其web接口显示后端冀全中各个服务器的接受、发送、拒绝、错误等数据的统计信息
- 详细的健康状态检测，web接口中有关对上流服务器的健康检测状态，并提供了一定的管理功能
- 基于流量的健康评估机制
- 基于http认证
- 基于命令行的管理接口
- 日志分析器，可对日志进行分析
1.3、常见负载均衡策略
Haproxy支持多种调度算法，最常用的有8种
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）LC（Least Connections）
1.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
2.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
3.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
4.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
3.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
4.此算法相比较rr算法有很大改进，是米钱用到比较多的一种算法
3）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，第二个用户第二次访问时依旧会被指派到B，只要负载均衡器不重启，第一个用户都会被指派到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）uri
表示根据请求的URI,做cdn需使用
5）url_param
表示根据HTTP请求头来锁定每 一 次HTTP请求。
6）rdp—cookie（name）
表示根据据cookie （name）来锁定并哈希每一次TCP请求。
7） source
表示根据请求的源IP，类似Nginx的IP hash机制。
8） static-rr
表示根据权重，轮询
1.4、LVS、Haproxy、Nginx区别
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LVS基于Linux操作系统实现软负载均衡，而Haproxy和Nginx是基于第三方应用实现的软负载均衡
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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。而实现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
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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、脚本等多种状态监测方式
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Haproxy功能强大，但整体性能低于4层模式的LVS负载均衡
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Nginx主要用于web服务器或缓存服务器
1.5、 Haproxy的优点
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Haproxy也是支持虚拟主机的
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Haproxy支持8种负载均衡器策略
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Haproxy的优点能补充nginx的一些缺点，比如支持Session的保持，Cookie的引导，同时支持通过获取指定url来检测后端服务器的状态
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Haproxy跟LVS类似，本身就只是一款负载均衡软件，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
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Haproxy支持TCP协议的负载均衡转发
1.6、常见的Web集群调度器
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目前常见的Web集群调度器分为软件和硬件
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软件通常使用开源的LVS、Haproxy、Nginx
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硬件一般使用比较多的是F5，也有很多人使用国内的一些产品，如梭子鱼、绿盟等
二、Haproxy部署实例
Keepalived+Haproxy 实现负载均衡+动静分离
名称 IP地址
| HAproxy-Master | 192.168.2.100 |
|---|---|
| HAproxy-Backup | 192.168.2.106 |
| Web-A | 192.168.2.103 |
| Web-B | 192.168.2.104 |
| Tomcat1 | 192.168.2.102 |
| Tomcat2 | 192.168.2.105 |
编译安装Haproxy
#获取安装包
wget https://www.haproxy.org/download/2.8/src/haproxy-2.8.3.tar.gz
#解压
tar zxvf haproxy-2.8.3.tar.gz
cd haproxy-2.8.3/
#编译
make TARGET=linux31 PREFIX=/usr/local/haproxy
make install PREFIX=/usr/local/haproxy
#新建管理用户
useradd -M -s /sbin/nologin haproxy
mkdir -p /usr/local/haproxy/conf
cd /usr/local/haproxy/conf
修改Haproxy配置文件，配置前后端，分别处理动态资源和静态资源
#配置文件
vim haproxy.cfg
global
log 127.0.0.1 local0 info
log 127.0.0.1 local1 warning
maxconn 30000
pidfile /var/run/haproxy.pid
user haproxy
group haproxy
daemon
spread-checks 2
defaults
log global
mode http #七层代理
option http-keep-alive
option forwardfor
option httplog
option dontlognull
option redispatch
option abortonclose
maxconn 20000
retries 3
timeout http-request 2s
timeout queue 3s
timeout connect 1s
timeout client 10s
timeout server 2s
timeout http-keep-alive 10s
timeout check 2s
#前端配置，根据用户的访问请求，跳转到对应的后端？
frontend http-in
#监听地址
bind *:80
acl dynamic path_end -i .jsp
use_backend tomcat_server if dynamic
#都没匹配到，跳转到默认
default_backend nginx_servers
backend tomcat_server
balance roundrobin
option http-server-close
cookie HA_STICKY_dy insert indirect nocache
server tomcat1 192.168.2.102:8080 cookie tomcat1 inter 2000 rise 2 fall 3
server tomcat2 192.168.2.105:8080 cookie tomcat2 check
backend nginx_servers
balance roundrobin
#节点服务器根目录下要有此文件
option httpchk GET /test.html
server nginx1 192.168.2.103:80 check inter 2000 rise 2 fall 3
server nginx2 192.168.2.104:80 check inter 2000 rise 2 fall 3
listen stats
bind *:1080
stats enable
stats refresh 30s
stats uri /stats
stats realm HAProxy\ Stats
stats auth admin:admin
添加haproxy 系统服务
vim /etc/init.d/haproxy
#!/bin/bash
#chkconfig: 2345 90 30
#description: Haproxy Service Control Script
PROGDIR=/usr/local/haproxy
PROGNAME=haproxy
DAEMON=$PROGDIR/sbin/$PROGNAME
CONFIG=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.cfg
PIDFILE=/var/run/$PROGNAME.pid
DESC="HAProxy daemon"
SCRIPTNAME=/etc/init.d/$PROGNAME
# Gracefully exit if the package has been removed.
test -x $DAEMON || exit 0
start()
{
echo -e "Starting $DESC: $PROGNAME\n"
$DAEMON -f $CONFIG
echo "......"
}
stop()
{
echo -e "Stopping $DESC: $PROGNAME\n"
haproxy_pid="$(cat $PIDFILE)"
kill $haproxy_pid
echo "......"
}
restart()
{
echo -e "Restarting $DESC: $PROGNAME\n"
$DAEMON -f $CONFIG -p $PIDFILE -sf $(cat $PIDFILE)
echo "......"
}
case "$1" in
start)
start
;;
stop)
stop
;;
restart)
restart
;;
*)
echo "Usage: $SCRIPTNAME {start|stop|restart}"
exit 1
;;
esac
exit 0
cd /etc/init.d/
chmod +x haproxy
chkconfig --add /etc/init.d/haproxy#加入系统服务管理
ln -s /usr/local/haproxy/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
service haproxy start 或 /etc/init.d/haproxy start
#补充知识
chkconfig --list haproxy
chkconfig --level 3 5 haproxy on
部署Tomcat并配置动态页面
#动态资源
tar xf ap..
cd ap..
mv ap.. /usr/local/tomcat
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title>
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 1,https://blog.csdn.net/q2524607033?type=blog");%>
</body>
</html>
#Tomcat2
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title>
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 1,https://blog.csdn.net/q2524607033?type=blog");%>
</body>
</html>
#启动tomcat，测试动态页面
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
192.168.2.102:8080/test/index.jsp
192.168.2.105:8080/test/index.jsp
安装keepalived
#安装keepalive
yum install -y keepalived
#写检测脚本
vim /etc/keepalived/ch.sh
#!/bin/bash
#使用killall -0检查haproxy实例是否存在，性能高于ps命令
if ! killall -0 haproxy; then
systemctl stop keepalived
fi
chmod +x /etc/keepalived/check_haproxy.sh
编写Keepalived配置文件，确定主备
#主服务器
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
global_defs {
router_id LVS_HA1 #虚拟路由名称
}
#HAProxy健康检查配置
vrrp_script chk_haproxy {
script "/etc/keepalived/ch.sh" #指定健康检查脚本
interval 2 #脚本运行周期
weight 2 #每次检查的加权权重值
}
#虚拟路由配置
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER #本机实例状态，MASTER/BACKUP，备机配置文件中设置BACKUP
interface ens33 #本机网卡名称，使用ifconfig命令查看
virtual_router_id 51 #虚拟路由编号，主备机保持一致
priority 100 #本机初始权重，备机设置小于主机的值
advert_int 1 #争抢虚地址的周期，秒
virtual_ipaddress {
192.168.2.188 #虚地址IP，主备机保持一致
}
track_script {
chk_haproxy #对应的健康检查配置
}
}
systemctl start keepalived
ip addr
备服务器的配置类似
效果测试
动静分离+负载均衡测试
高可用测试
四、日志定义优化
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。
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。
1. #修改配置文件
vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
log 192.168.59.118 local6 info
log /dev/log local0 notice
2. #修改rsyslog配置
vim /etc/rsyslog.conf
14 # Provides UDP syslog reception
15 $ModLoad imudp #注释掉
16 $UDPServerRun 514 #注释掉
...
74 local6.* /var/log/haproxy.log
3. # 重启服务
systemctl restart rsyslog.service
service haproxy restart
4. #查看haproxy的访问请求日志信息
访问网页后查看日志
tail -f /var/log/haproxy.log
修改配置文件
修改rsyslog配置
重启服务
查看haproxy的访问请求日志信息
