haproxy+keeaplived

一、HAProxy简介

HAProxy提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代理，支持虚拟主机，它是免费、快速并且可靠的一种解决方案。HAProxy特别适用于那些负载特大的web站点，这些站点通常又需要会话保持或七层处理。HAProxy运行在时下的硬件上，完全可以支持数以万计的并发连接。并且它的运行模式使得它可以很简单安全的整合进您当前的架构中， 同时可以保护你的web服务器不被暴露到网络上。

HAProxy实现了一种事件驱动、单一进程模型，此模型支持非常大的并发连接数。多进程或多线程模型受内存限制 、系统调度器限制以及无处不在的锁限制，很少能处理数千并发连接。事件驱动模型因为在有更好的资源和时间管理的用户端(User-Space) 实现所有这些任务，所以没有这些问题。此模型的弊端是，在多核系统上，这些程序通常扩展性较差。这就是为什么他们必须进行优化以 使每个CPU时间片(Cycle)做更多的工作。

――――百度百科

HAProxy的特点是：

1、HAProxy是工作在网络7层之上。

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

3、支持url检测后端的服务器出问题的检测会有很好的帮助。

4、更多的负载均衡策略比如：动态加权轮循(Dynamic Round Robin)，加权源地址哈希(Weighted Source Hash)，加权URL哈希和加权参数哈希(Weighted Parameter Hash)已经实现

5、单纯从效率上来讲HAProxy更会比Nginx有更出色的负载均衡速度。

6、HAProxy可以对Mysql进行负载均衡，对后端的DB节点进行检测和负载均衡。

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虚拟路由冗余协议，是一种容错协议。该协议通过把几台路由设备联合组成一台虚拟的路由设备，使用一定的机制保证当主机的下一跳交换机出现故障时，及时将业务切换到其它交换机，从而保持通讯的连续性和可靠性。

以下是与VRRP协议相关的基本概念：

VRRP 交换机（VRRP Router）：运行VRRP的设备，它可能属于一个或多个虚拟交换机。

虚拟交换机（Virtual Router）：由VRRP管理的抽象设备，又称为VRRP备份组，被当作一个共享局域网内主机的缺省网关。它包括了一个虚拟交换机标识符和一组虚拟IP地址。

虚拟IP地址(Virtual IP Address)：虚拟 交换机的IP地址，一个虚拟交换机可以有一个或多个IP地址，由用户配置。

IP地址拥有者（IP Address Owner）：如果一个VRRP 交换机将虚拟交换机的IP地址作为真实的接口地址，则该设备是IP地址拥有者。当这台设备正常工作时，它会响应目的地址是虚拟IP地址的报文，如ping、TCP连接等。

虚拟MAC地址：是虚拟交换机根据虚拟交换机 ID生成的MAC地址。一个虚拟交换机拥有一个虚拟MAC地址，格式为：00-00-5E-00-01-{VRID}(VRRP)；00-00-5E-00-02-{VRID}(VRRP6)。当虚拟交换机回应ARP请求时，使用虚拟MAC地址，而不是接口的真实MAC地址。

主IP地址（Primary IP Address）：从接口的真实IP地址中选出来的一个主用IP地址，通常选择配置的第一个IP地址。VRRP广播报文使用主IP地址作为IP报文的源地址。

Master 交换机（Virtual Router Master）：是承担转发报文或者应答ARP请求的VRRP交换机，转发报文都是发送到虚拟IP地址的。如果IP地址拥有者是可用的，通常它将成为Master。

Backup 交换机（Virtual Router Backup）：一组没有承担转发任务的VRRP 交换机，当Master设备出现故障时，它们将通过竞选成为新的Master。

特点：

抢占模式：在抢占模式下，如果Backup器的优先级比当前Master的优先级高，将主动将自己升级成Master。

主备备份：这是VRRP提供IP地址备份功能的基本方式。主备备份方式需要建立一个虚拟交换机，该虚拟交换机包括一个Master设备和若干Backup设备，这些交换机构成一个备份组。正常情况下，业务全部由Master承担。Master出现故障时，Backup接替工作。

VRRP负载分担：负载分担方式是指多台交换机同时承担业务，单个VRRP备份组是不具备负载分担功能的，只有在多台设备上建立两个或更多的备份组，所有备份组均匀分担Master状态，此时就每台设备只承担了部分的业务，从而达到负载分担的作用。

VRRP监视接口状态：每个VRRP备份组可以监视所有与此VRRP备份组绑定的接口的状态，从而当接口出现故障时，VRRP通过改变优先级来重新选择主备关系。

虚拟IP地址Ping开关：提供了控制Ping通虚拟IP地址的开关命令。

VRRP的安全功能：对于安全程度不同的网络环境，可以在报头上设定不同的认证方式和认证字。

VRRP快速切换：VRRP通过监视BFD会话状态实现主备快速切换，主备切换时间毫秒级。

实验图

1，安装haproxy

# yum -y install haproxy

2,安装httpd

# yum -y install httpd

提供一个测试页

[root@node2 www]# vim index.html

<h1>node2.xy.com</h1>

<img src="http://192.168.100.10/images/3.gif"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/1.gif"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/2.png"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/3.jpg"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/2.jpg"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/1.jpg"></img>

在另一个节点同样安装

提供一个测试页

[root@node1 www]# vim index.html

<h1>node1.xy.com</h1>

<img src="http://192.168.100.10/images/3.gif"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/1.gif"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/2.png"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/3.jpg"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/2.jpg"></img>

<img src="http://192.168.100.10/images/1.jpg"></img>

在55节点上安装nginx

提供些图片

[root@node55 www]# find

.

./images

./images/3.jpg

./images/crystal

./images/crystal/spreadsheet.png

./images/crystal/audio.png

./images/crystal/interactive.png

./images/1.jpg

./images/icon-pointer-flag.png

./images/arrow-pointer-blue.png

./images/3.gif

./images/2.jpg

3,配置haproxy

打开配置文件

# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

1，配置日志

 让rsyslog帮忙记录日志

    log         127.0.0.1 local2

 编辑日志配置文件

# vim /etc/rsyslog.conf

$ModLoad imudp

$UDPServerRun 514

local2.*                                                -/var/log/haproxy.log

2，defaults段参数

   mode                    http   跟客户端建立连接的协议

   log                     global

   option                  httplog

   option                  dontlognull

   option http-server-close服务器端关闭

   option forwardfor       except 127.0.0.0/8 用于后端记录客户端真实ip 日志格式：%｛X-Forwarded-For}i

   option                  redispatch  保持会话是upstream server挂了，可以给客户端从新挑一个

   retries                 3 连接upsteran失败次数

   timeout http-request    10s  等客户端请求超时时长

   timeout queue           1m  客户端最大排队时长

   timeout connect         10s 连接upsteram超时时长

   timeout client          1m 客户端非活动超时时长

   timeout server          1m

   timeout http-keep-alive 10s

   timeout check           10s         心跳检测超时时长

   maxconn                 3000

   3，定义状态页和访问控制

     listen stats

   bind :8009

   stats enable

   stats uri /xy? haproxy

   stats auth centos:redhat

   acl statsadmin src 192.168.100.100

   tcp-request content accept if statsadmin

   tcp-request content reject

4，配置动静分离

  frontend webs

       bind :80,:443

   acl url_static       path_beg       -i /static /images /javascript /stylesheets

   acl url_static       path_end       -i .jpg .gif .png .css .js

   use_backend static          if url_static

   default_backend             app

backend app

   balance     roundrobin

   cookie SESSION_COOKIE insert  nocache

   server      node2 192.168.100.6:80 check cookie node2 maxcoon 3000

   server      node1 192.168.100.8:80 check cookie node1 maxcoon 3000

backend static

   balance     roundrobin

   server  node55 192.168.100.55:80 check maxconn 30000

测试一下

cookie已经插入，来自这个浏览器的请求都会被调度到node2

图片已经成功获取到，并且肯定是来自192.168.100.55，因为其他都没有图片

当图片服务器下线后

当192.168.100.55下线后所有的图片都没了，说以不能只有一台静态服务器

haproxy的警告

[root@zqy keepalived]#

Message from syslogd@localhost at Apr 21 19:01:45 ...

haproxy[4929]: backend static has no server available!

acl写法

格式：acl  acl名字 判断标准 判断条件

判断标准有：1，path_beg 表示路径的开始

2，path_end  表示路径的结束

3，path_reg  表示对路径做正则匹配

4，path  表示匹配这个路径一样

5，hdr_beg(host) 表示做主机名开头匹配 如：

       acl static hdr_beg(host) -i img. download. video. mp3.

6，url_beg

7，src 源地址

use_backend static          if url_static

表示调度到static这一组服务器，如果匹配url_static这个acl

default_backend             app

表示没有匹配到的都调度到app这一组服务器

backend static

   balance     roundrobin

   server  node55 192.168.100.55:80 check maxconn 30000

定义一组服务器名字为static，使用的调度算法为roundrobin

用server定义一个服务器，node55是自己取的名字 监听地址端口，check表示haproxy

对这台服务器做健康状态检测，maxconn 30000表示这台服务器的最大并发

backup：设定为备用服务器，仅在负载均衡场景中的其它server均不可用于启用此server

 tcp-request content accept if statsadmin

     tcp-request content reject

     表示做访问控制 如果是statsadmin这个acl就允许，否则都拒接

     检查是从上往下匹配

   acl login_page url_beg /login

   redirect prefix https:\/\/www.xy.xom if login_page

   表示做url重写,prefix表示加前缀，比如：

   访问http://www.xy.com/login 就会跳转到

       https://www.xy.com/login

配置keepalived,实现高可用

安装keepalived

# yum -y install keepalived

备份一下配置文件

主haproxy

# cp keepalived.conf keepalived.conf.bak

# vim keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
global_defs {
  notification_email {
    [email protected]
    [email protected]
    [email protected]
  }
  notification_email_from [email protected]
  smtp_server 192.168.200.1
  smtp_connect_timeout 30
  router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script haproxy {
 script "killall -0 haproxy"    #检查haproxy健康状态
 interval 1 #每秒检查
 weight -2 #脚本执行失败时优先级减2
}
vrrp_instance VI_1 {
   state MASTER 主的
   interface eth0
   virtual_router_id 51      # id:虚拟mac的最后一位
   priority 100  #优先级
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS  #认证类型
       auth_pass 1111  #认证密钥
   }
   virtual_ipaddress {
       192.168.100.16/24  # 虚拟流动ip
   }
   track_script {  # 调用健康检测脚本
     haproxy
  }
# notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"   # 当状态发生改变时执行的脚本
# notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"  #  当状态发生改变时执行的脚本
# notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"     # 当状态发生改变时执行的脚本
}

备haproxy

# vim keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
global_defs {
  notification_email {
    [email protected]
    [email protected]
    [email protected]
  }
  notification_email_from [email protected]
  smtp_server 192.168.200.1
  smtp_connect_timeout 30
  router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
   state BACKUP
   interface eth0
   virtual_router_id 51   # 这个也要一样，mac地址
   priority 99    # 这个要小1
   advert_int 1
   authentication {
       auth_type PASS     # 这个要一样
       auth_pass 1111      #这个要一样
   }
   virtual_ipaddress {
       192.168.100.16/24   #这个肯定要一样
   }
 notify_master "/etc/keepalived/notify.sh master"
 notify_backup "/etc/keepalived/notify.sh backup"
 notify_fault "/etc/keepalived/notify.sh fault"
}

~    

通知脚本

# vim notify.sh

#
vip=192.168.100.20
contact='root@localhost'
notify() {
   mailsubject="`hostname` to be $1: $vip floating"
   mailbody="`date '+%F %H:%M:%S'`: vrrp transition, `hostname` changed to be $1"
   echo $mailbody | mail -s "$mailsubject" $contact
}
case "$1" in
   master)
       notify master
       /etc/rc.d/init.d/haproxy start
       exit 0
   ;;
   backup)
       notify backup
       /etc/rc.d/init.d/haproxy stop
       exit 0
   ;;
   fault)
       notify fault
       /etc/rc.d/init.d/haproxy stop
       exit 0
   ;;
   *)
       echo 'Usage: `basename $0` {master|backup|fault}'
       exit 1
   ;;
esac

测试

在主的上停止haproxy

[root@node1 keepalived]# service haproxy stop

Stopping haproxy:                                          [  OK  ]

主的日志

May  1 06:45:09 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Script(haproxy) failed

May  1 06:45:10 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) Received higher prio advert

May  1 06:45:10 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) Entering BACKUP STATE

May  1 06:45:10 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) removing protocol VIPs.

May  1 06:45:10 node1 Keepalived_healthcheckers[5362]: Netlink reflector reports IP 192.168.100.16 removed

从的日志

May  1 14:43:41 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) forcing a new MASTER election

May  1 14:43:42 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE

May  1 14:43:43 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE

May  1 14:43:43 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.

May  1 14:43:43 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.100.16

May  1 14:43:43 node2 Keepalived_healthcheckers[37066]: Netlink reflector reports IP 192.168.100.16 added

May  1 14:43:48 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.100.16

查看服务是否启动

[root@node2 keepalived]# ss -anlp|grep haproxy

LISTEN     0      128                       *:80                       *:*      users:(("haproxy",37270,4))

LISTEN     0      128                       *:443                      *:*      users:(("haproxy",37270,5))

LISTEN     0      128                       *:8009                     *:*      users:(("haproxy",37270,7))

当主的haproxy重新上线时

[root@node1 keepalived]# service haproxy start

Starting haproxy:                                          [  OK  ]

主的日志

May  1 06:46:56 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Script(haproxy) succeeded

May  1 06:46:58 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) forcing a new MASTER election

May  1 06:46:59 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE

May  1 06:47:00 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE

May  1 06:47:00 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.

May  1 06:47:00 node1 Keepalived_healthcheckers[5362]: Netlink reflector reports IP 192.168.100.16 added

May  1 06:47:00 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.100.16

May  1 06:47:05 node1 Keepalived_vrrp[5363]: VRRP_Instance(VI_1) Sending gratuitous ARPs on eth0 for 192.168.100.16

从的日志

May  1 14:49:00 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) Received higher prio advert

May  1 14:49:00 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) Entering BACKUP STATE

May  1 14:49:00 node2 Keepalived_vrrp[37067]: VRRP_Instance(VI_1) removing protocol VIPs.

May  1 14:49:00 node2 Keepalived_healthcheckers[37066]: Netlink reflector reports IP 192.168.100.16 removed

keepalived drbd

 script "killall -0 mysqld"

[mysqld]
datadir=/mnt/drbd/mysql

#!/bin/bash
vip=192.168.100.108
contact='root@localhost'
notify() {
   mailsubject="`hostname` to be $1: $vip floating"
   mailbody="`date '+%F %H:%M:%S'`: vrrp transition, `hostname` changed to be $1"
   echo $mailbody | mail -s "$mailsubject" $contact
}
case "$1" in
   master)

    ip addr add 192.168.100.108/24 dev eth0

         hostname=`hostname |head -1`
    if [ $hostname == node3.xy.com ];then
    ssh node4 "sh /etc/keepalived/notify.sh backup"
    elif [ $hostname == node4.xy.com ];then
      ssh node3 "sh /etc/keepalived/notify.sh backup"
    fi

       notify master
    drbdadm  primary  r0
    mount /dev/drbd0 /mnt/drbd
    service mysqld start
       exit 0
   ;;
   backup)
       notify backup

    ip addr del 192.168.100.108/24 dev eth0

    service mysqld stop
     lsof /mnt/drbd|awk '{print $2}'|xargs kill
    umount /mnt/drbd
    drbdadm   secondary  r0
       exit 0
   ;;
   fault)
       notify fault
    service mysqld stop
         lsof /mnt/drbd|awk '{print $2}'|xargs kill
        umount /mnt/drbd
        drbdadm   secondary  r0
       exit 0
   ;;
   *)
       echo 'Usage: `basename $0` {master|backup|fault}'
       exit 1
   ;;
esac

当主的重新上线的时候必须手动切换

可以在主的上写一个脚本

[root@node3 ~]# cat mysql.sh
#!/bin/bash
ssh node4 "sh /etc/keepalived/notify.sh backup"
sh /etc/keepalived/notify.sh master