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  • haproxy实现ssl套接字加密

    概述

    如果你的应用使用SSL证书,则需要决定如何在负载均衡器上使用它们。

    服务器的简单配置通常是考虑客户端SSL连接如何被接收请求的服务器解码。由于负载均衡器处在客户端和更多服务器之间,SSL连接解码就成了需要关注的焦点。   

     

    有两种主要的策略。

    SSL终端是在负载均衡器终止/解码SSL连接并发送非加密连接到后台服务器的做法

    这意味着负载均衡器负责解码SSL连接 - 涉及非SSL请求的缓慢的CPU密集型处理。

    这与SSL穿透相反, 它是直接向代理服务器发送SSL连接的。   

     

    使用SSL穿透,SSL连接在每个代理服务器终止,将CPU负载都分散到那些服务器。然而,这样做会让你失去增加或修改HTTP报头的能力,因为连接只是简单地从负载均衡器路由到代理服务器。

    这意味着应用服务器会失去获取 X-Forwarded-* 报头的能力,这个报头包含了客户端IP地址、端口和使用的协议。

    选择哪个策略取决于你及应用的需求。SSL终端为我所见过最典型的策略,但SSL穿透可能会更安全。   

     

    有两种策略的组合做法,就是SSL连接在负载均衡器处终止,按需求调整,然后作为新的SSL连接代理到后台服务器。这可能会提供最大的安全性和发送客户端信息的能力。这样做的代价是更多的CPU能耗和稍复杂一点的配置。

     

    使用 HAProxy 作为 SSL 终端

    首先,我们将介绍最典型的解决方案 - SSL 终端。正如前面提到的,我们需要让负载均衡器处理SSL连接。这就意味着要将SSL证书放在负载均衡服务器上。

    在之前的SFH中,我们已经介绍过如何创建自签名证书。我们将重用那些信息来创建一份给HAProxy使用的SSL证书。

    记住,在生产环境里使用(而不是自签名)的SSL证书,是不会需要你自己来生成或签名 - 你只需要创建证书签名请求 (csr) 并把它交给那个你向它购买证书的机构即可。         

     

    首先, 我们创建一份自签名的证书给 *.xip.io 作为示范,并在本地使用同一份证书,因为本地测试时我们服务器的IP地址可能会有所不同。例如,我们本地服务器IP是192.168.33.10,但之后我们虚拟机的IP会变成192.168.33.11, 这样我就不用重要创建自签名证书了。

    我使用 xip.io 服务是因为它允许我们使用主机名而非直接通过IP访问服务器,这就不需要悠我电脑的Host文件了

    虽然这个操作过程需要一份合格的SSL证书, 但我会在这里简单地演示生成自签名证书的步骤:

    $ sudo mkdir /etc/ssl/xip.io
    $ sudo openssl genrsa -out /etc/ssl/xip.io/xip.io.key 1024
    $ sudo openssl req -new -key /etc/ssl/xip.io/xip.io.key -out /etc/ssl/xip.io/xip.io.csr
    > Country Name (2 letter code) [AU]:US
    > State or Province Name (full name) [Some-State]:Connecticut
    > Locality Name (eg, city) []:New Haven
    > Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:SFH
    > Organizational Unit Name (eg, section) []:
    > Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:*.xip.io
    > Email Address []:
    > Please enter the following 'extra' attributes to be sent with your certificate request
    > A challenge password []:
    > An optional company name []:
    $ sudo openssl x509 -req -days 365 -in /etc/ssl/xip.io/xip.io.csr -signkey /etc/ssl/xip.io/xip.io.key -out /etc/ssl/xip.io/xip.io.crt

    这就生成了axip.io.csr,xip.io.key和xip.io.crt文件了。      

     

    接着,在创建了证书之后,我们需要创建 pem 文件。pem 文件本质上只是将证书、密钥及证书认证中心证书(可有可无)拼接成一个文件。在我们的例子中,我们只是简单地将证书及密钥文件并以这个顺序拼接在一样来创建 xip.io.pem 文件。这是 HAProxy 读取SSL证书首选的方式。

    $ sudo cat /etc/ssl/xip.io/xip.io.crt /etc/ssl/xip.io/xip.io.key | sudo tee /etc/ssl/xip.io/xip.io.pem

    当购买真正的证书 时,你不一定会获取拼接后的文件。你可以要自己拼接它们。然而,很多机构也会提供一份拼接好的文件给你。如果你没有获取到拼接后的文件,则它可能不是一个 pem 文件,而是 bundle、cert、cert、key文件或一些相同概念但名称类似的文件。这个 Stack Overflow 答案对问题解释得很好。

    无论如何,只要我们得到了 HAProxy 使用的 pem 文件,我们只需经过简单配置就是可以处理SSL连接了。

     

    我们将配置我们的应用以同时接受 http 和 https 连接。在最新版的 HAProxy中,我们配置这样的前端:

    frontend localnodes
        bind *:80
        mode http
        default_backend nodes

    要在 HAProxy 里终止 SSL 连接,我们现在就可以添加校准 SSL端 口 443 的绑定,并让 HAProxy 知道 SSL 证书的位置:

    frontend localhost
        bind *:80
        bind *:443 ssl crt /etc/ssl/xip.io/xip.io.pem
        mode http
        default_backend nodes

    在上面的例子中,我们使用了后台"nodes"。幸运的是,后台不需要特别配置。在之前的 HAProxy 版本中,我们要这样配置后台:

    backend nodes
        mode http
        balance roundrobin
        option forwardfor
        option httpchk HEAD / HTTP/1.1
    Host:localhost
        server web01 172.17.0.3:9000 check
        server web02 172.17.0.3:9001 check
        server web03 172.17.0.3:9002 check
        http-request set-header X-Forwarded-Port %[dst_port]
        http-request add-header X-Forwarded-Proto https if { ssl_fc }

    因为 SSL 连接在负载均衡器上终止了,我们依然来发送正常的 HTTP 请求到后台服务器。我们不需要更改配置就可以得到同样的效果了! 

    只接受SSL连接

    如果你想让网站只接受SSL连接,你可以添加向前端配置加上 redirect 导向:

    frontend localhost
        bind *:80
        bind *:443 ssl crt /etc/ssl/xip.io/xip.io.pem
        redirect scheme https if !{ ssl_fc }
        mode http
        default_backend nodes

    上面,我们添加了 redirect 导向,如果连接不是通过SSL连接的,它将 http 重定向到 https。更多信息参见 ssl_fcis available here

    使用HAProxy实现SSL穿透

    使用SSL穿透,我们将让后台服务器处理SSL连接,而非负载均衡器来处理。

    负载均衡器的工作就只是简单地将请求转发到配置好的后台服务器。因为连接还保持加密状态,HAProxy只能将它转发给其他服务器,其他事情就没法做了。

    在这个配置中,我们需要在前端和后台配置中同时使用TCP模式而不是HTTP模式。HAProxy只会把连接当作信息流来转发到其他服务器,而不会使用在HTTP请求上才能使用的功能。

    首先,我们调整一下前端配置:

    frontend localhost
        bind *:80
        bind *:443
        option tcplog
        mode tcp
        default_backend nodes

    这里依然同时绑定80和443端口,以保证正常的HTTP连接和SSL连接都能工作。

    正如上述提到的,转发一个安全连接事台服务器而不作任何解码,我们需要使用TCP模式(mode tcp)。这也意味着我们需要设置tcp日志而不是默认的http日志(option tcplog)。阅读这个可以了解日志格式并搞清楚tcplog和httplog的区别。

    (最后申明:这并非本人原创,只是觉得好久收藏了)

    We are down, but not beaten. tested but not defeated.
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