本博主的上一篇已经介绍过keepalived的相关知识,基于LVS-DR模型也已实现keepalived的主从架构,本篇博客就接着来了解一个可实现服务的负载均衡的服务——Haproxy,该服务与Keepalived相结合可更好实现服务的高可用负载均衡,来保证服务的正常运行,接下我们就进入探知阶段。

   Haproxy是什么?

HAProxy是一个使用C语言编写的自由及开放源代码软件,其提供高性能性、负载均衡,以及基于TCP和HTTP的 应用程序代理。相较与 Nginx,HAProxy 更专注与反向代理,因此它可以支持更多的选项,更精细的控制,更多 的健康状态检测机制和负载均衡算法。

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运行在当前的硬件上,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。

包括 GitHub、Bitbucket、Stack Overflow、Reddit、 Tumblr、Twitter在内众多知名网站,及亚马逊网络服务 系统都使用了HAProxy。

   Haproxy特点:

1、可靠性与稳定性都非常出色,可与硬件级设备媲美。

2、支持连接拒绝,可以用于防止DDoS***

3、支持长连接、短连接和日志功能,可根据需要灵活配置

4、路由HTTP请求到后端服务器,基于cookie作会话绑定;同时支持通过获取指定 的url来检测后端服务器的状态

5、HAProxy还拥有功能强大的ACL支持,可灵活配置路由功能,实现动静分离,在架构设计与实现上带来很大方便

6、可支持四层和七层负载均衡,几乎能为所有服务常见的提供负载均衡功能

7、拥有功能强大的后端服务器的状态监控web页面,可以实时了解设备的运行状态 ,还可实现设备上下线等简单操作。

8、支持多种负载均衡调度算法,并且也支持session保持。

Haproxy的配置文件结构:

haproxy 的配置文件由两部分组成:全局设定(global settings)和对代理的设定(proxies)。

    1、global settings:主要用于定义haproxy进程管理安全及性能相关的参数 

 2、proxies共分为4段:defaults,frontend,backend,listen

–defaults :为其它配置段提供默认参数,默认配置参数可由下一个“defaults”重新设定。

–frontend :定义一系列监听的套接字,这些套接字可接受客户端请求并与之建立连接。

– backend :定义“后端”服务器,前端代理服务器将会把客户端的请求调度至这些服务器。 – listen :定义监听的套接字和后端的服务器。类似于将frontend和backend段放在一起。   

###########全局配置#########
global
  log 127.0.0.1 local0 #[日志输出配置,所有日志都记录在本机,通过local0输出]
  log 127.0.0.1 local1 notice #定义haproxy 日志级别[error warringinfo debug]
  daemon #以后台形式运行harpoxy
  nbproc 1 #设置进程数量
  maxconn 4096 #默认最大连接数,需考虑ulimit-n限制
  #user haproxy #运行haproxy的用户
  #group haproxy #运行haproxy的用户所在的组
  #pidfile /var/run/haproxy.pid #haproxy 进程PID文件
  #ulimit-n 819200 #ulimit 的数量限制
  #chroot /usr/share/haproxy #chroot运行路径
  #debug #haproxy 调试级别,建议只在开启单进程的时候调试
  #quiet
########默认配置############
defaults
  log global
  mode http #默认的模式mode { tcp|http|health },tcp是4层,http是7层,health只会返回OK
  option httplog #日志类别,采用httplog
  option dontlognull #不记录健康检查日志信息
  retries 2 #两次连接失败就认为是服务器不可用,也可以通过后面设置
  #option forwardfor #如果后端服务器需要获得客户端真实ip需要配置的参数,可以从Http Header中获得客户端ip
  option httpclose #每次请求完毕后主动关闭http通道,haproxy不支持keep-alive,只能模拟这种模式的实现
  #option redispatch #当serverId对应的服务器挂掉后,强制定向到其他健康的服务器,以后将不支持
  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 4096 #默认的最大连接数
  timeout connect 5000ms #连接超时
  timeout client 30000ms #客户端超时
  timeout server 30000ms #服务器超时
  #timeout check 2000 #心跳检测超时
  #timeout http-keep-alive10s #默认持久连接超时时间
  #timeout http-request 10s #默认http请求超时时间
  #timeout queue 1m #默认队列超时时间
  balance roundrobin #设置默认负载均衡方式,轮询方式
  #balance source #设置默认负载均衡方式,类似于nginx的ip_hash
  #balnace leastconn #设置默认负载均衡方式,最小连接数
########统计页面配置########
listen stats
  bind 0.0.0.0:1080 #设置Frontend和Backend的组合体,监控组的名称,按需要自定义名称
  mode http #http的7层模式
  option httplog #采用http日志格式
  #log 127.0.0.1 local0 err #错误日志记录
  maxconn 10 #默认的最大连接数
  stats refresh 30s #统计页面自动刷新时间
  stats uri /stats #统计页面url
  stats realm XingCloud\ Haproxy #统计页面密码框上提示文本
  stats auth admin:admin #设置监控页面的用户和密码:admin,可以设置多个用户名
  stats auth Frank:Frank #设置监控页面的用户和密码:Frank
  stats hide-version #隐藏统计页面上HAProxy的版本信息
  stats admin if TRUE #设置手工启动/禁用,后端服务器(haproxy-1.4.9以后版本)
########设置haproxy 错误页面#####
#errorfile 403 /home/haproxy/haproxy/errorfiles/403.http
#errorfile 500 /home/haproxy/haproxy/errorfiles/500.http
#errorfile 502 /home/haproxy/haproxy/errorfiles/502.http
#errorfile 503 /home/haproxy/haproxy/errorfiles/503.http
#errorfile 504 /home/haproxy/haproxy/errorfiles/504.http
########frontend前端配置##############
frontend main
  bind *:80 #这里建议使用bind *:80的方式,要不然做集群高可用的时候有问题,vip切换到其他机器就不能访问了。
  acl web hdr(host) -i www.abc.com  #acl后面是规则名称,-i为忽略大小写,后面跟的是要访问的域名,如果访问www.abc.com这个域名,就触发web规则,。
  acl img hdr(host) -i img.abc.com  #如果访问img.abc.com这个域名,就触发img规则。
  use_backend webserver if web   #如果上面定义的web规则被触发,即访问www.abc.com,就将请求分发到webserver这个作用域。
  use_backend imgserver if img   #如果上面定义的img规则被触发,即访问img.abc.com,就将请求分发到imgserver这个作用域。
  default_backend dynamic #不满足则响应backend的默认页面
########backend后端配置##############
backend webserver #webserver作用域
  mode http
  balance roundrobin #balance roundrobin 负载轮询,balance source 保存session值,支持static-rr,leastconn,first,uri等参数
  option httpchk /index.html HTTP/1.0 #健康检查, 检测文件,如果分发到后台index.html访问不到就不再分发给它
  server web1 10.16.0.9:8085 cookie 1 weight 5 check inter 2000 rise 2 fall 3
  server web2 10.16.0.10:8085 cookie 2 weight 3 check inter 2000 rise 2 fall 3
  #cookie 1表示serverid为1,check inter 1500 是检测心跳频率 
  #rise 2是2次正确认为服务器可用,fall 3是3次失败认为服务器不可用,weight代表权重
backend imgserver
  mode http
  option httpchk /index.php
  balance roundrobin 
  server img01 192.168.137.101:80 check inter 2000 fall 3
  server img02 192.168.137.102:80 check inter 2000 fall 3
backend dynamic 
  balance roundrobin 
  server test1 192.168.1.23:80 check maxconn 2000 
  server test2 192.168.1.24:80 check maxconn 2000
listen tcptest 
  bind 0.0.0.0:5222 
  mode tcp 
  option tcplog #采用tcp日志格式 
  balance source 
  #log 127.0.0.1 local0 debug 
  server s1 192.168.100.204:7222 weight 1 
  server s2 192.168.100.208:7222 weight 1

    Haproxy负载均衡算法:

一、roundrobin,表示简单的轮询,每个服务器根据权重轮流使用,在服务器的处理时间平均分配的情况下这是最流畅和公平的算法。该算法是动态的,对于实例启动慢的服务器权重会在运行中调整。
二、static-rr,表示根据权重,建议关注;每个服务器根据权重轮流使用,类似roundrobin,但它是静态的,意味着运行时修改权限是无效的。另外,它对服务器的数量没有限制。
三、leastconn,表示最少连接者先处理,建议关注;leastconn建议用于长会话服务,例如LDAP、SQL、TSE等,而不适合短会话协议。如HTTP.该算法是动态的,对于实例启动慢的服务器权重会在运行中调整。
四、source,表示根据请求源IP,建议关注;对请求源IP地址进行哈希,用可用服务器的权重总数除以哈希值,根据结果进行分配。
           只要服务器正常,同一个客户端IP地址总是访问同一个服务器。如果哈希的结果随可用服务器数量而变化,那么客户端会定向到不同的服务器;
           该算法一般用于不能插入cookie的Tcp模式。它还可以用于广域网上为拒绝使用会话cookie的客户端提供最有效的粘连;
           该算法默认是静态的,所以运行时修改服务器的权重是无效的,但是算法会根据“hash-type”的变化做调整。
五、uri,表示根据请求的URI;表示根据请求的URI左端(问号之前)进行哈希,用可用服务器的权重总数除以哈希值,根据结果进行分配。
        只要服务器正常,同一个URI地址总是访问同一个服务器。
        一般用于代理缓存和反病毒代理,以最大限度的提高缓存的命中率。该算法只能用于HTTP后端;
        该算法一般用于后端是缓存服务器;
        该算法默认是静态的,所以运行时修改服务器的权重是无效的,但是算法会根据“hash-type”的变化做调整。
六、url_param,表示根据请求的URl参数'balance url_param' requires an URL parameter name
              在HTTP GET请求的查询串中查找<param>中指定的URL参数,基本上可以锁定使用特制的URL到特定的负载均衡器节点的要求;
              该算法一般用于将同一个用户的信息发送到同一个后端服务器;
              该算法默认是静态的,所以运行时修改服务器的权重是无效的,但是算法会根据“hash-type”的变化做调整。
七、hdr(name),表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求;
              在每个HTTP请求中查找HTTP头<name>,HTTP头<name>将被看作在每个HTTP请求,并针对特定的节点;
              如果缺少头或者头没有任何值,则用roundrobin代替;
              该算法默认是静态的,所以运行时修改服务器的权重是无效的,但是算法会根据“hash-type”的变化做调整。
八、rdp-cookie(name),表示根据据cookie(name)来锁定并哈希每一次TCP请求。
                     为每个进来的TCP请求查询并哈希RDP cookie<name>;
                     该机制用于退化的持久模式,可以使同一个用户或者同一个会话ID总是发送给同一台服务器。
                     如果没有cookie,则使用roundrobin算法代替;
                     该算法默认是静态的,所以运行时修改服务器的权重是无效的,但是算法会根据“hash-type”的变化做调整。
#其实这些算法各有各的用法,我们平时应用得比较多的应该是roundrobin、source和lestconn。
haproxy负载均衡算法

    Haproxy ACL规则定义:

########ACL策略定义#########################
1、#如果请求的域名满足正则表达式返回true -i是忽略大小写
acl denali_policy hdr_reg(host) -i ^(www.inbank.com|image.inbank.com)$
2、#如果请求域名满足www.inbank.com 返回 true -i是忽略大小写
acl tm_policy hdr_dom(host) -i www.inbank.com
3、#在请求url中包含sip_apiname=,则此控制策略返回true,否则为false
acl invalid_req url_sub -i sip_apiname=#定义一个名为invalid_req的策略
4、#在请求url中存在timetask作为部分地址路径,则此控制策略返回true,否则返回false
acl timetask_req url_dir -i timetask
5、#当请求的header中Content-length等于0时返回 true
acl missing_cl hdr_cnt(Content-length) eq 0
#########acl策略匹配相应###################
1、#当请求中header中Content-length等于0 阻止请求返回403
block if missing_cl
2、#block表示阻止请求,返回403错误,当前表示如果不满足策略invalid_req,或者满足策略timetask_req,则阻止请求。
block if !invalid_req || timetask_req
3、#当满足denali_policy的策略时使用denali_server的backend
use_backend denali_server if denali_policy
4、#当满足tm_policy的策略时使用tm_server的backend
use_backend tm_server if tm_policy
5、#reqisetbe关键字定义,根据定义的关键字选择backend
reqisetbe ^Host:\ img dynamic
reqisetbe ^[^\ ]*\ /(img|css)/ dynamic
reqisetbe ^[^\ ]*\ /admin/stats stats
6、#以上都不满足的时候使用默认mms_server的backend
default_backend mms
haproxy acl定义

    

     下面来让我们进入实战:

  

一、环境准备: centos系统服务器4台两台用于做haproxy主从架构两台作为后端server,服务器配置好 yum源、防火墙关闭、各节点时钟服务同步、各节点之间可以通过主机名互相通信

二、安装步骤: 1、iptables -F && setenforing 清空防火墙策略,关闭selinux 2、拿两台服务器都使用yum方式安装haproxy、keepalived服务 3、后端服务器配置好基于LNMP架构的web服务

三、修改配置文件

1. 配置/etc/keepalived/keepalived.conf的文件(这里在前面的基础上已经配置成功)。

2. 添加或修改/etc/haproxy/haproxy.cfg的文件。

3. 配置haproxy完成后,同步配置到从haproxy,并启动所有服务。

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机器名

Ip配置

服务角色

备注

haproxy-server-master

VIP:172.17.253.1

DIP:172.17.253.119

负载均衡器(主服务器)

开启路由功能

(配置keepalived

haproxy-server-backup

VIP:172.17.253.1

DIP:172.17.253.237

负载均衡器(从服务器)

开启路由功能

(配置keepalived)

Lnmp-server1

RIP:172.17.254.17

VIP:172.17.253.1

后端服务器


Lnmp-server2

RIP:172.17.254.107

VIP:172.17.253.1

后端服务器


#--------------------------------------------------------------------
# Example configuration for a possible web application.  See the
# full configuration options online.
#
#   http://haproxy.1wt.eu/download/1.4/doc/configuration.txt
#
#---------------------------------------------------------------------
 
#---------------------------------------------------------------------
# Global settings
#---------------------------------------------------------------------
global
    # to have these messages end up in /var/log/haproxy.log you will
    # need to:
    #
    # 1) configure syslog to accept network log events.  This is done
    #    by adding the '-r' option to the SYSLOGD_OPTIONS in
    #    /etc/sysconfig/syslog
    #
    # 2) configure local2 events to go to the /var/log/haproxy.log
    #   file. A line like the following can be added to
    #   /etc/sysconfig/syslog
    #
    #    local2.*                       /var/log/haproxy.log
    #
    log         127.0.0.1 local2
 
    chroot      /var/lib/haproxy
    pidfile     /var/run/haproxy.pid
    maxconn     40000
    user        haproxy
    group       haproxy
    daemon
 
    # turn on stats unix socket
    stats socket /var/lib/haproxy/stats
 
#---------------------------------------------------------------------
# common defaults that all the 'listen' and 'backend' sections will
# use if not designated in their block
#---------------------------------------------------------------------
defaults
    mode                    http
    log                     global
    option                  httplog
    option                  dontlognull
    option                  http-server-close
    option forwardfor       except 127.0.0.0/8
    option                  redispatch
    retries                 3
    timeout http-request    10s
    timeout queue           1m
    timeout connect         10s
    timeout client          1m
    timeout server          1m
    timeout http-keep-alive 10s
    timeout check           10s
    maxconn                 3000
 
#---------------------------------------------------------------------
# main frontend which proxys to the backends
#---------------------------------------------------------------------
frontend  172.17.253.1:80
    acl url_static       path_beg       -i /data /images /themes 
    acl url_static       path_end       -i .jpg .gif .png .css .js .jpeg
    
    acl myhost src 172.17.0.0/16
    acl myport dst_port 80
    block if !myhost myport
    
    
    use_backend imgs if url_static
    default_backend  lnmp_server
 
#---------------------------------------------------------------------
# static backend for serving up images, stylesheets and such
#---------------------------------------------------------------------
backend imgs
    balance     roundrobin
    server  imgs1 172.17.254.17:80 check maxconn 2000
    server  imgs2 172.17.254.107:80 check inter 3000 rise 2 fall 5
#---------------------------------------------------------------------
# round robin balancing between the various backends
#---------------------------------------------------------------------
backend lnmp_server
    balance     roundrobin
    option      httpchk GET /test.html
    cookie SERVERID insert indirect nocache
    server  lnmp_server1 172.17.254.17:80 check cookie a  maxconn 2000
    server  lnmp_server2 172.17.254.107:80 check cookie b inter 3000 rise 2 fall 5
 
 
 
listen stats
        mode http
        bind *:1013
        stats refresh 10s
        stats enable
        stats uri   /mrj
        stats realm    Haproxy\Statistics
        stats auth     admin:admin
        stats admin if TRUE

    四、检测高可用性效果。

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