HAProxy负载均衡与keepalived搭建高可用负载均衡web（Nginx/PHP/Tomcat）集群

HAProxy简介

    HAProxy是基于TCP四层和HTTP七层的开源的第三方应用负载均衡软件。具有高可靠性、高稳定性、高并发处理能力、透明代理和支持ACL功能等特点。HAProxy是一个功能强大且优秀的负载均衡集群解决方案。

HAProxy负载均衡算法

    Haproxy的负载均衡算法在backend模块中通过balance命令来定义，常见的算法有：

roundrobin: 轮叫调度算法，可以通过定义权值来分配后端服务器 static-rr : 静态的基于权重的轮叫调度算法 source:     源IP地址哈希算法，按请求访问的IP地址进行hash运算，将来自用一个IP地址的访问固定到同一台后端服务器 uri:        URI哈希算法，按请求访问的URI进行hash运算，将请求转发到匹配的后端服务器 uri_param:  根据访问的URL路径中的参数选择后端服务器 leastconn:  最少连接调度算法，将连接请求转发到最少连接数目的后端服务器 hdr(name):  表示根据HTTP请求头进行转发 cookie:     表示根据定义的SERVERID转发请求

需求分析：

    现有4个域名通过HAProxy代理对外提供web服务，HAProxy是集群中的前端代理和负载调度器的角色，分别代理后端的多台Tomcat、Nginx+PHP、Apache服务器（Real Server），HAProxy同时搭建了两台，分别是Master和Backup，通过Keepalved实现双机热备，防止单点故障。HAProxy和Real Server的调度规则如下：

HAProxy --> Domain1 --> 192.168.1.10 --> 192.168.1.231/192.168.1.232(Nginx+PHP) HAProxy --> Domain2 --> 192.168.1.10 --> 192.168.1.231:8080(Tomcat) HAProxy --> Domain3 --> 192.168.1.10 --> 192.168.1.232:8080(Tomcat) HAProxy --> Domain4 --> 192.168.1.10 --> 192.168.1.211:80(Apache)

实验拓扑：

环境介绍：（系统CentOS6.7）

Hostname	IPADDR	Role	Server
master	192.168.1.33	Director	haproxy-1.5.9 + keepalived
backup	192.168.1.34	Director	haproxy-1.5.9 + keepalived
host1	192.168.1.231	Real Server	Tomcat Nginx PHP
host2	192.168.1.232	Real Server	Tomcat Nginx PHP
host3	192.168.1.211	Real Server	Apache MySQL

Web server：

Domain1: www.huangming.org Domain2: web1.huangming.org Domain3: web2.huangming.org Domain4: www.localhost.com

Step1：在Master上安装HAProxy服务

1、安装haproxy-1.5.9.tar.gz，官方地址http://www.haproxy.com

# tar zxf haproxy-1.5.9.tar.gz  # cd haproxy-1.5.9 # make TARGET=linux26 PREFIX=/usr/local/haproxy # make install PREFIX=/usr/local/haproxy

2、创建haproxy配置文件目录

# mkdir /usr/local/haproxy/conf # cp examples/haproxy.cfg /usr/local/haproxy/conf/

HAproxy的配置文件

HAproxy配置文件主要由5个部分组成：

1、global部分：用来设定全局配置参数，属于进程级，通常和操作系统配置有关

2、defaults部分：默认参数配置部分。在此部分下，默认会自动引用到下面的frontend、backend和listen部分中，因此如果某些参数属于公用的配置，只需在defaults部分添加一次即可。

3、frontend部分：用于设置接收用户请求的前端虚拟节点。frontend是在HAProxy1.3版本之后才引入的一个组件，同时引入的还有backend组件。frontend可以根据ACL规则直接指定要使用的后端backend

4、backend部分：此部分用于设置集群后端服务器集群的配置，也就是用来添加一组真实服务器，以处理前端用户的请求，添加的真实服务器类似于LVS中的real server节点。

5、listen部分：此部分是frontend和backend部分的结合体。在HAProxy1.3版本之前，HAProxy的所有配置选项都在这个部分中设置。

Step2：在Master上安装keepalived

1、下载keepalived最新版

# wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.20.tar.gz

2、安装keepalived

# yum install pcre-devel openssl-devel popt-devel libnl-devel -y # yum install libnfnetlink libnfnetlink-devel -y # tar zxf keepalived-1.2.20.tar.gz # cd keepalived-1.2.20 # ./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc --with-kernel-dir=/usr/src/kernels/2.6.32-573.el6.x86_64 # make && make install # ln -s /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/

3、启动keepalived，设置开启启动

[root@master haproxy]# service keepalived start
[root@master haproxy]# chkconfig --add keepalived
[root@master haproxy]# chkconfig keepalived on
[root@master haproxy]# chkconfig --list keepalived
keepalived     	0:off	1:off	2:on	3:on	4:on	5:on	6:off

Step3：在Backup上安装haproxy和keepalived

[root@backup ~]# ls /usr/local/haproxy/ conf  doc  sbin  share [root@backup ~]# ls /usr/local/keepalived/ bin  sbin  share [root@backup ~]# ls /etc/keepalived/ keepalived.conf  samples [root@backup ~]# service keepalived start    ;启动keepalived

Step4：配置HAProxy

global         log 127.0.0.1   local0 info  ;日志级别（err/warning/info/debug）         maxconn 4096  ;每个haproxy进程可接受的最大并发连接数（等于ulimit -n）         uid nobody    ;运行haproxy进程的用户         gid nobody    ;运行haproxy进程的组         daemon        ;设置haproxy启动时进入后台运行         nbproc 1      ;设置haproxy启动时可创建的进程数，默认为1，应该设置为小于CPU核数         pidfile /usr/local/haproxy/logs/haproxy.pid  ;HAProxy进程pid文件 defaults         mode    http   ;设置haproxy默认的运行模式（tcp、http、health）         retries 3      ;设置连接后端服务器的失败重试次数         maxconn 20000  ;设置开启haproxy时允许的最大并发连接总数，该数值可以也在运行时（-n）指定         timeout connect 10s  ;设置成功连接后端服务器的最长等待时间         timeout client 30s   ;客户端发送数据时的最长等待时间         timeout server 30s   ;服务器端回应客户端数据发送的最长等待时间         timeout check 2s     ;对后端服务器的检测超时时间 listen  admin_stats          ;HAProxy监测页面的配置         bind 0.0.0.0:19088   ;定义监听的IP地址和端口         mode http         log 127.0.0.1 local0 err         stats refresh 30s         stats uri /haproxy-status         stats realm welcome login\ Haproxy         stats auth admin:123456abc         stats hide-version         stats admin if TRUE frontend www    ;定义域名相关的配置         bind *:80         mode http         option httplog         option forwardfor         log global         acl host_www hdr_reg(host) -i ^(www.huangming.org|huangming.org) ;定义ALC规则         acl host_web1 hdr_dom(host) -i web1.huangming.org         acl host_web2 hdr_beg(host) -i web2.         acl host_localhost hdr_dom(host) -i www.localhost.com #ACL规则定义的方式有hdr_reg(host)、hdr_dom(host)、hdr_beg(host)、url_sub、url_dir、path_beg、path_end等，-i表示不匹配大小写         use_backend server_www if host_www         use_backend server_web1 if host_web1         use_backend server_web2 if host_web2         use_backend server_localhost if host_localhost         default_backend server_default backend server_www  ;后端真实服务器组         mode http         option redispatch         option abortonclose         balance source         cookie SERVERID         option httpchk GET /forum.php         server www1 192.168.1.231:80 cookie www1 weight 5 check inter 2000 rise 2 fall 3         server www2 192.168.1.232:80 cookie www2 weight 5 check inter 2000 rise 2 fall 3 backend server_web1  ;后端真实服务器组         mode http         option redispatch         option abortonclose         balance source         cookie SERVERID         option httpchk GET /index.jsp         server web1 192.168.1.231:8080 cookie web1 weight 7 check inter 2000 rise 2 fall 3 backend server_web2  ;后端真实服务器组         mode http         option redispatch         option abortonclose         balance source         cookie SERVERID         option httpchk GET /index.jsp         server web2 192.168.1.232:8080 cookie web2 weight 7 check inter 2000 rise 2 fall 3 backend server_localhost  ;后端真实服务器组         mode http         option redispatch         option abortonclose         balance roundrobin         cookie SERVERID         option httpchk GET /index.html         server localhost 192.168.1.211:80 cookie server_id weight 3 check inter 2000 rise 2 fall 3 backend server_default  ;默认连接的服务器组         mode http         option redispatch         option abortonclose         balance source         cookie SERVERID         option httpchk HEAD /forum.php         server default1 192.168.1.231:80 cookie default1 weight 2 check inter 2000 rise 2 fall 3         server default2 192.168.1.232:80 cookie default2 weight 2 check inter 2000 rise 2 fall 3

Step5：配置Keepalved

global_defs {     notification_email {     [email protected]     }     notification_email_from keepalived@localhost     smtp_server 127.0.0.1     smtp_connect_timeout 30     router_id HAProxy_DEVEL } vrrp_script check_haproxy {     script "killall -0 haproxy"         interval 2         weight 30     } vrrp_instance HAProxy_HA {     state BACKUP  ;主备均设置为BACKUP     interface eth0     virtual_router_id 80     priority 100  ;备上设置90     advert_int 2     nopreempt     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     virtual_ipaddress {         192.168.1.10/24 dev eth0     }     track_script {         check_haproxy     }     notify_master "/etc/keepalived/master.sh"  ;切换为主时执行的脚本     notify_backup "/etc/keepalived/backup.sh"  ;切换为从时执行的脚本     notify_fault "/etc/keepalived/fault.sh"    ;切换为fault时执行的脚本 }

Step6：在Backup上配置HAProxy和Keepalved

1、将Master上配置好的haproxy.cfg、keepalived.conf发送到Backup上对应的路径下，并将priority改为90

[root@master haproxy]# rsync -av conf/haproxy.cfg 192.168.1.34:/usr/local/haproxy/conf/
[root@master keepalived]# rsync -av keepalived.conf 192.168.1.34:/etc/keepalived/

Step7：启动HAProxy

1、默认启动

[root@master ~]# /usr/local/haproxy/sbin/haproxy -f /usr/local/haproxy/conf/haproxy.cfg

2、查看haproxy监听的端口

[root@master ~]# netstat -ntlp |grep haproxy tcp        0      0 0.0.0.0:80                  0.0.0.0:*                   LISTEN      67498/haproxy        tcp        0      0 0.0.0.0:19088               0.0.0.0:*                   LISTEN      67498/haproxy

3、指定并发连接数启动HAProxy

[root@master ~]# /usr/local/haproxy/sbin/haproxy -f /usr/local/haproxy/conf/haproxy.cfg -n 50000

4、登陆HAProxy监测页面

Step8：启动Keepalved

[root@master ~]# service keepalived restart Stopping keepalived:                                       [  OK  ] Starting keepalived:                                       [  OK  ]

[root@backup ~]# service keepalived restart Stopping keepalived:                                       [  OK  ] Starting keepalived:                                       [  OK  ]

1、在Master上查看VIP

[root@master ~]# ip a 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN      link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00     inet 127.0.0.1/8 scope host lo     inet6 ::1/128 scope host         valid_lft forever preferred_lft forever 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000     link/ether 00:0c:29:bd:50:ec brd ff:ff:ff:ff:ff:ff     inet 192.168.1.33/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0     inet 192.168.1.10/24 scope global secondary eth0     inet6 fe80::20c:29ff:febd:50ec/64 scope link         valid_lft forever preferred_lft forever

2、测试VIP是否正常提供服务

3、测试keepalived是否实现故障转移功能

1、在Master上停止keepalived服务 [root@master ~]# service keepalived stop Stopping keepalived:                                       [  OK  ]

2、在backup上查看是否接管VIP [root@backup ~]# ip a 1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN      link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00     inet 127.0.0.1/8 scope host lo     inet6 ::1/128 scope host         valid_lft forever preferred_lft forever 2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000     link/ether 00:0c:29:f7:ad:3d brd ff:ff:ff:ff:ff:ff     inet 192.168.1.34/24 brd 192.168.1.255 scope global eth0     inet 192.168.1.10/24 scope global secondary eth0     inet6 fe80::20c:29ff:fef7:ad3d/64 scope link         valid_lft forever preferred_lft forever

Step9：测试通过域名访问HAProxy，测试是否实现转发和负载功能

1、通过VIP对全部域名的解析，并测试访问

http://www.huangming.org

http://web1.huangming.org

http://web2.huangming.org

http://www.localhost.com

默认转发的后端web服务器

Step10：HAProxy的日志功能配置

1、创建haproxy.conf文件 [root@hxm ~]# vim /etc/rsyslog.d/haproxy.conf $ModLoad imudp $UDPServerRun 514 local3.* /usr/local/haproxy/logs/haproxy.log local0.* /usr/local/haproxy/logs/haproxy.log 2、修改/etc/sysconfig/rsyslog [root@hxm ~]# vim /etc/sysconfig/rsyslog SYSLOGD_OPTIONS="-c 2 -r -m 0"    ;-r表示接收远程日志 3、重启rsyslog服务 [root@hxm ~]# service rsyslog restart

# cat /usr/local/haproxy/logs/haproxy.log 

Step11：HAProxy启动常用参数选项

-v: 显示版本

-d: 以debug模式运行

-db: 表示禁用后台启动模式

-D: 表示以后台的模式启动

-q: 表示安静模式，程序运行不输出任何信息

-c: 对HAProxy配置文件进行语法检查

-n: 设置最大并发连接数

-m: 限制可用内存大小，单位MB

-N: 设置默认连接数

-p: 设置HAProxy运行的PID文件

-de: 表示不使用epoll模型

-ds: 不使用speculative epoll

-dp: 不使用poll模型

-sf: 程序启动后向PID文件的进程发送FINISH信号

-st: 程序启动后向PID文件的进程发送TERMINATE信号，用于重启HAProxy