[Linux] Haproxy负载均衡集群

一、Haproxy知识

1.1 常用的负载均衡调度器

 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。

1.2 Haproxy 应用相比较其他的优缺点

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 。

Haproxy的缺点

        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的优点

        LVS在企业应用中抗负载能力很强 

        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 

1.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；
2.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3.理能力可达10Git/s；
4.支持多达8种负载均衡算法
5.支持Session会话保持，Cookie的引导；
6.支持通过获取指定的url来检测后端服务器的状态；
7.支持虚机主机功能，从而实现web负载均衡更加灵活；
8.支持连接拒绝、全透明代理等独特的功能；
9.拥有强大的ACL支持，用于访问控制；
10.支持TCP和HTTP协议的负载均衡转发；
11.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 

  1.4 Haproxy调度算法

常见的有如下8种：
（1）roundrobin，表示简单的轮询
（2）static-rr，表示根据权重
（3）leastconn，表示最少连接者先处理
（4）source，表示根据请求源IP
（5）uri，表示根据请求的URI,做cdn需使用;
（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。

 LVS、Nginx、HAproxy的区别：

负载均衡性能：[硬件负载均衡 F5] > LVS 最好 > HAProxy 其次 > Nginx 弱于其它两种

支持的代理类型：LVS是基于linux内核实现的软负载均衡，只支持4层代理的IP转发，并且不支持正则匹配
                             HAProxy和Nginx都是基于应用程序实现的软负载均衡，都支持4层和7层代理转发，且支持正则匹配
                
健康检查方式：LVS可以配合Keepalived实现支对TCP端口或者URL路径方式的健康检查
                         Nginx默认只支持被动健康检查，主动健康检查需要安装第三方模块后支持
                         HAProxy支持TCP端口、URL路径、脚本等方式的健康检查

 二、Haproy负载均衡部署

2.1 部署haproxy负载均衡调度器 

   83  cd /opt
   84  rz -E
    #安装haproxy
   85  tar xf haproxy-2.8.3.tar.gz  #解压软件包
   86  ls
   87  cd haproxy-2.8.3/ #进入软件包
   88  ls
   89  yum install -y zlib-devel openssl-devel pcre-devel systemd-devel #安装依赖包
   90  useradd -M -s /sbin/nologin haproxy #创建用户
   91  make ARCH=x86_64 TARGET=linux-glibc USE_PCRE=1 USE_OPENSSL=1 USE_ZLIB=1 USE_SYSTEMD=1 #编译
   92  make install PREFIX=/usr/local/haproxy #安装
   93  mkdir /etc/haproxy #创建目录
   94  cp examples/quick-test.cfg /etc/haproxy/haproxy.cfg  #复制配置文件
   95  vim /etc/haproxy/haproxy.cfg #编辑配置文件
   96  cd -
      #haproxy系统服务的添加 
   97  cp examples/haproxy.init   /etc/init.d/haproxy 
   98  vim /etc/init.d/haproxy 
   99  ln -s /usr/local/haproxy/sbin/haproxy  /usr/sbin/
  100  haproxy -v
  101  chmod +x /etc/init.d/haproxy 
  102  chkconfig --add /etc/init.d/haproxy
  103  chkconfig --level 35 haproxy on
  104  chkconfig --list haproxy
  105  service haproxy start 
  106  netstat -lntp |grep haproxy 
  107  vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
  108  cd /etc/haproxy/
  109  ls
  110  service haproxy start 
  111  netstat -lntp | grep haproxy
  112  systemctl disable --now firewalld
  113  setenforce 0
  114  vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
  115  service haproxy stop 
  116  service haproxy start 
  117  journalctl -c -f haproxy.cfg
  118  ls
  119  journalctl -xe
  120  systemctl status haproxy.service
  121  haproxy -c -f haproxy.cfg 
  122  vim haproxy.cfg 
  123  haproxy -c -f haproxy.cfg 
  124  vim haproxy.cfg 
  125  haproxy -c -f haproxy.cfg 
  126  vim haproxy.cfg 
  127  haproxy -c -f haproxy.cfg 
  128  service haproxy start 
  129  vim haproxy.cfg 

Haproxy服务器配置： 

# Basic config mapping a listening IP:port to another host's IP:port with
# support for HTTP/1 and 2.

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
       
      #将info（及以上）的日志发送到rsyslog的local0接口，将warning（及以上）的日志发送到rsyslog的local1接口
    log 127.0.0.1 local0 info
    log 127.0.0.1 local1 warning

    maxconn 30000  #最大连接数，HAProxy 要求系统的 ulimit -n 参数大于 maxconn*2+18

    #chroot /var/lib/haproxy  #修改haproxy工作目录至指定目录，一般需将此行注释掉          
    pidfile     /var/run/haproxy.pid  #指定保存HAProxy进程号的文件
    user haproxy  #以指定的用户名身份运行haproxy进程
    group haproxy  #以指定的组名运行haproxy，以免因权限问题带来风险
    daemon        #让haproxy以守护进程的方式工作于后台
    #nbproc 1     #指定启动的haproxy进程个数，只能用于守护进程模式的haproxy，默认只启动一个进程。haproxy是单进程、事件驱动模型的软件，单进程下工作效率已经非常好，不建议开启多进程                      
    spread-checks 2  #在haproxy后端有着众多服务器的场景中，在精确的时间间隔后统一对众服务器进行健康状况检查可能会带来意外问题；此选项用于将其检查的时间间隔长度上增加或减小一定的随机时长；默认为0，官方建议设置为2到5之间。

defaults   #配置默认参数，这些参数可以被用到listen，frontend，backend组件   
    log     global  #所有前端都默认使用global中的日志配置
    mode    http     #模式为http（7层代理http，4层代理tcp）
    option  http-keep-alive  #使用keepAlive连接，后端为静态建议使用http-keep-alive，后端为动态应用程序建议使用http-server-close
    option  forwardfor  #记录客户端IP在X-Forwarded-For头域中，haproxy将在发往后端的请求中加上"X-Forwarded-For"首部字段
    option  httplog    #开启httplog，在日志中记录http请求、session信息等。http模式时开启httplog，tcp模式时开启tcplog
    option  dontlognull   #不在日志中记录空连接
    option  redispatch    #当某后端down掉使得haproxy无法转发携带cookie的请求到该后端时，将其转发到别的后端上
    option  abortonclose  #当服务器负载很高的时候，自动结束掉当前队列处理比较久的链接
    maxconn 20000         #最大连接数，“defaults”中的值不能超过“global”段中的定义
    retries 3             #定义连接后端服务器的失败重连次数，连接失败次数超过此值后会将对应后端服务器标记为不可用
    timeout http-request 2s #默认http请求超时时间，此为等待客户端发送完整请求的最大时长，用于避免类DoS攻击。haproxy总是要求一次请求或响应全部发送完成后才会处理、转发
    timeout queue 3s       #默认客户端请求在队列中的最大时长
    timeout connect 1s     #默认haproxy和服务端建立连接的最大时长，新版本中替代contimeout，该参数向后兼容
    timeout client 10s     #默认和客户端保持空闲连接的超时时长，在高并发下可稍微短一点，可设置为10秒以尽快释放连接，新版本中替代clitimeout
    timeout server 2s      #默认和服务端保持空闲连接的超时时长，局域网内建立连接很快，所以尽量设置短一些，特别是高并发时，新版本中替代srvtimeout
    timeout http-keep-alive 10s  #默认和客户端保持长连接的最大时长。优先级高于timeout http-request 也高于timeout client
    timeout check 2s        #和后端服务器成功建立连接后到最终完成检查的最大时长(不包括建立连接的时间，只是读取到检查结果的时长)
frontend CXK  #定义前端域
    bind *:80  #设置监听地址和端口，指定为*或0.0.0.0时，将监听当前系统的所有IPv4地址

    acl url_static path_beg -i /static  #定义ACL，当uri以定义的路径开头时，ACL[url_static1]为true
    acl url_dynmaic path_end -i .jsp    #定义ACL，当uri以定义的路径结尾时，ACL[url_static2]为true

    use_backend static_backend if url_static  #当[url_static1]为true时，定向到后端域ms1中
    use_backend dynmaic_backend if url_dynmaic  #当[url_static2]为true时，定向到后端域ms2中
    default_backend static_backend              #其他情况时，定向到后端域dynamic_group中

backend static_backend #定义后端域
   balance roundrobin  #使用轮询算法
   option httpchk GET /index.html  #表示基于http协议来做健康状况检查，只有返回状态码为2xx或3xx的才认为是健康的，其余所有状态码都认为不健康。不设置该选项时，默认采用tcp做健康检查，只要能建立tcp就表示健康。
   server static_inst01 192.168.136.160:80 check inter 2000 rise 2 fall 3
   server static_inst02 192.168.136.180:80 check inter 2000 rise 2 fall 3 #同上，inter 2000 rise 2 fall 3是默认值，可以省略

backend dynmaic_backend #定义后端域
    balance roundrobin
    option http-server-close

    server dynamic_inst01 192.168.136.150:8080 check
    server dynamic_inst02 192.168.136.150:8081 check

listen stats   #定义监控页面
    bind *:1066  #绑定端口1066
    stats enable  #启用统计报告监控
    stats refresh 30s  #每30秒更新监控数据
    stats uri /stats   #访问监控页面的uri
    stats realm HAProxy\ Stats  #监控页面的认证提示
    stats auth cxk:cxk  #监控页面的用户名和密码

 2.2 Nginx节点服务器的部署 

对两台 Nginx节点服务器设置

   83  yum -y install epel-release.noarch 
   84  yum -y install nginx
   85  systemctl restart nginx.service 
   86  systemctl status nginx.service 
   87  cd /usr/share/nginx/
   88  ls
   89  cd html/
   90  ls
   91  mkdir static
   92  cd static/
   93  echo 'this is test1 web' > test.html
   94  ls
   95  cd ..
   96  ls
   97  mkdir /opt/nginx
   98  mv * /opt/nginx
   99  cd /opt/nginx
  100  ls
  101  mv static/ /usr/share/nginx/html/
  102  ls
  103  cd -
  104  ls
  105  echo '
 it is work 
' > index.html
  106  ls
  107  systemctl disable --now firewalld
  108  setenforce 0
  109  ls
  110  cd static/
  111  ls
  112  cat test.html 




   83  yum -y install epel-release.noarch 
   84  yum -y install nginx
   85  systemctl restart nginx.service
   86  cd /usr/share/nginx/html
   87  ls
   88  mkdir static
   89  cd static/
   90  ls
   91  echo 'this is test1 web' > test.html
   92  ls
   93  cd ..
   94  ls
   95  cat index.html 
   96  ls
   97  mv * /opt/nginx
   98  cd  /opt/nginx
   99  cd  /opt
  100  mkdir nginx
  101  cd -
  102  mv * /opt/nginx
  103  ls
  104  cd -
  105  cd nginx/
  106  ls
  107  mv static/ //usr/share/nginx/html
  122  cd /usr/local/share/
  123  ls
  124  cd /usr/share/nginx/html
  125  ls
  126  echo '
 it is work 
' > index.html
  127  ls
  128  systemctl disable --now firewalld
  129  setenforce 0
  130  cd static/
  131  cat test.html 
  132  vim test.html 

 2.3 多实例部署Tomcat动态网页

   86  cd /opt
   87  rz -E
   88  tar xf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 
   89  cd apache-tomcat-9.0.16/
   90  ls
   91  cd ..
   92  mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
   93  cd $!
   94  cd /usr/local/tomcat/
   95  ls
   96  cd webapps/
   97  ls
   98  vim test.jsp
   99  ls
  100  mkdir test
  101  mv test.jsp test
  102  ls
  103  cd /opt
  104  ls
  105  cd -
  106  cd /usr/local/tomcat/webapps/
  107  ls
  108  mkdir test
  109  cd test/
  110  ls
  111  cd ..
  112  ls
  113  mv tomcat/ tomcat1/
  114  ls
  115  cp -a tomcat1/ tomcat2/
  116  ls
  117  cd tomcat1/bin/
  118  vim startup.sh 
  119  vim shutdown.sh 
  120  cd ..
  121  vim tomcat2/bin/startup.sh 
  122  vim tomcat2/bin/shutdown.sh 
  123  ./tomcat1/bin/startup.sh 
  124  ./tomcat2/bin/startup.sh 
  125  netstat -lntp |grep java
  126  vim tomcat2/conf/server.xml  #修改tomcat2的端口号
  127  ./tomcat2/bin/shutdown.sh 
  128  killakk java
  129  killall java
  130  netstat -lntp |grep java
  131  ./tomcat2/bin/startup.sh 
  132  ./tomcat1/bin/startup.sh 
  133  netstat -lntp |grep java
  134  cd tomcat2/webapps/
  135  ls
  136  cd test/
  137  ls
  138  vim test.jsp 
  139  systemctl disable --now firewalld
  140  setenforce 0

2.4 访问测试 

 

 

 

三、Haproxy的日志重定义 

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。

方法一：

vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
    ......
    log 127.0.0.1 local0 info
    log 127.0.0.1 local1 warning
    ......

defaults
    ......
    log global
    ......

#为 rsyslog 添加 haproxy 日志的配置 
vim /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
$ModLoad imudp
$UDPServerRun 514
$FileCreateMode 0644                               #日志文件的权限
$FileOwner haproxy                                 #日志文件的owner
local0.*     /var/log/haproxy/haproxy.log          #local0接口对应的日志输出文件
local1.*     /var/log/haproxy/haproxy_warn.log     #local1接口对应的日志输出文件

修改 rsyslog 的启动参数 

重启 rsyslog 和 HAProxy 

 

方法二：

vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
	log /dev/log local0 info
	log /dev/log local0 notice
    ......

defaults
    ......
    log global
    ......

#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
&~

service rsyslog restart
service haproxy restart

tail -f /var/log/haproxy/haproxy-info.log		#查看haproxy的访问请求日志信息