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  • HAProxy从零开始到掌握

    HAProxy从零开始到掌握

    kelgon
    42017.02.20 17:14:42字数 5,617阅读 56,890

    目录:

    • HAProxy是什么
    • HAProxy的核心能力和关键特性
    • HAProxy的安装和运行
    • 使用HAProxy搭建L7负载均衡器
    • 使用HAProxy搭建L4负载均衡器
    • HAProxy关键配置详解
    • 使用Keepalived实现HAProxy高可用

    HAProxy是什么

    HAProxy是一个免费的负载均衡软件,可以运行于大部分主流的Linux操作系统上。

    HAProxy提供了L4(TCP)和L7(HTTP)两种负载均衡能力,具备丰富的功能。HAProxy的社区非常活跃,版本更新快速(最新稳定版1.7.2于2017/01/13推出)。最关键的是,HAProxy具备媲美商用负载均衡器的性能和稳定性。

    因为HAProxy的上述优点,它当前不仅仅是免费负载均衡软件的首选,更几乎成为了唯一选择。

    HAProxy的核心能力和关键特性

    HAProxy的核心功能

    • 负载均衡:L4和L7两种模式,支持RR/静态RR/LC/IP Hash/URI Hash/URL_PARAM Hash/HTTP_HEADER Hash等丰富的负载均衡算法
    • 健康检查:支持TCP和HTTP两种健康检查模式
    • 会话保持:对于未实现会话共享的应用集群,可通过Insert Cookie/Rewrite Cookie/Prefix Cookie,以及上述的多种Hash方式实现会话保持
    • SSL:HAProxy可以解析HTTPS协议,并能够将请求解密为HTTP后向后端传输
    • HTTP请求重写与重定向
    • 监控与统计:HAProxy提供了基于Web的统计信息页面,展现健康状态和流量数据。基于此功能,使用者可以开发监控程序来监控HAProxy的状态

    HAProxy的关键特性

    性能

    • 采用单线程、事件驱动、非阻塞模型,减少上下文切换的消耗,能在1ms内处理数百个请求。并且每个会话只占用数KB的内存。
    • 大量精细的性能优化,如O(1)复杂度的事件检查器、延迟更新技术、Single-buffereing、Zero-copy forwarding等等,这些技术使得HAProxy在中等负载下只占用极低的CPU资源。
    • HAProxy大量利用操作系统本身的功能特性,使得其在处理请求时能发挥极高的性能,通常情况下,HAProxy自身只占用15%的处理时间,剩余的85%都是在系统内核层完成的。
    • HAProxy作者在8年前(2009)年使用1.4版本进行了一次测试,单个HAProxy进程的处理能力突破了10万请求/秒,并轻松占满了10Gbps的网络带宽。

    稳定性

    作为建议以单进程模式运行的程序,HAProxy对稳定性的要求是十分严苛的。按照作者的说法,HAProxy在13年间从未出现过一个会导致其崩溃的BUG,HAProxy一旦成功启动,除非操作系统或硬件故障,否则就不会崩溃(我觉得可能多少还是有夸大的成分)。

    在上文中提到过,HAProxy的大部分工作都是在操作系统内核完成的,所以HAProxy的稳定性主要依赖于操作系统,作者建议使用2.6或3.x的Linux内核,对sysctls参数进行精细的优化,并且确保主机有足够的内存。这样HAProxy就能够持续满负载稳定运行数年之久。

    个人的建议:

    • 使用3.x内核的Linux操作系统运行HAProxy
    • 运行HAProxy的主机上不要部署其他的应用,确保HAProxy独占资源,同时避免其他应用引发操作系统或主机的故障
    • 至少为HAProxy配备一台备机,以应对主机硬件故障、断电等突发情况(搭建双活HAProxy的方法在后文中有描述)
    • sysctl的建议配置(并不是万用配置,仍然需要针对具体情况进行更精细的调整,但可以作为首次使用HAProxy的初始配置使用):
    net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
    net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65023
    net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 10240
    net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 400000
    net.ipv4.tcp_max_orphans = 60000
    net.ipv4.tcp_synack_retries = 3
    net.core.somaxconn = 10000
    

    HAProxy的安装和运行

    下面介绍在CentOS7中安装和运行HAProxy最新稳定版(1.7.2)的方法

    安装

    1. 为HAProxy创建用户和用户组,此例中用户和用户组都是"ha"。注意,如果想要让HAProxy监听1024以下的端口,则需要以root用户来启动

    2. 下载并解压

    wget http://www.haproxy.org/download/1.7/src/haproxy-1.7.2.tar.gz
    tar -xzf haproxy-1.7.2.tar.gz
    
    1. 编译并安装
    make PREFIX=/home/ha/haproxy TARGET=linux2628
    make install PREFIX=/home/ha/haproxy
    

    PREFIX为指定的安装路径,TARGET则根据当前操作系统内核版本指定:

    - linux22     for Linux 2.2
    - linux24     for Linux 2.4 and above (default)
    - linux24e    for Linux 2.4 with support for a working epoll (> 0.21)
    - linux26     for Linux 2.6 and above
    - linux2628   for Linux 2.6.28, 3.x, and above (enables splice and tproxy)
    
    

    此例中,我们的操作系统内核版本为3.10.0,所以TARGET指定为linux2628

    1. 创建HAProxy配置文件
    mkdir -p /home/ha/haproxy/conf
    vi /home/ha/haproxy/conf/haproxy.cfg
    

    我们先创建一个最简单配置文件:

    global #全局属性
        daemon  #以daemon方式在后台运行
        maxconn 256  #最大同时256连接
        pidfile /home/ha/haproxy/conf/haproxy.pid  #指定保存HAProxy进程号的文件
    
    defaults #默认参数
        mode http  #http模式
        timeout connect 5000ms  #连接server端超时5s
        timeout client 50000ms  #客户端响应超时50s
        timeout server 50000ms  #server端响应超时50s
    
    frontend http-in #前端服务http-in
        bind *:8080  #监听8080端口
        default_backend servers  #请求转发至名为"servers"的后端服务
    
    backend servers #后端服务servers
        server server1 127.0.0.1:8000 maxconn 32  #backend servers中只有一个后端服务,名字叫server1,起在本机的8000端口,HAProxy同时最多向这个服务发起32个连接
    

    更加详细的配置会在后面章节中进行说明
    注意:HAProxy要求系统的ulimit -n参数大于[maxconn*2+18],在设置较大的maxconn时,注意检查并修改ulimit -n参数

    1. 将HAProxy注册为系统服务

    在/etc/init.d目录下添加HAProxy服务的启停脚本:

    vi /etc/init.d/haproxy
    
    #! /bin/sh
    set -e
    
    PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/home/ha/haproxy/sbin
    PROGDIR=/home/ha/haproxy
    PROGNAME=haproxy
    DAEMON=$PROGDIR/sbin/$PROGNAME
    CONFIG=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.cfg
    PIDFILE=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.pid
    DESC="HAProxy daemon"
    SCRIPTNAME=/etc/init.d/$PROGNAME
    
    # Gracefully exit if the package has been removed.
    test -x $DAEMON || exit 0
    
    start()
    {
           echo -e "Starting $DESC: $PROGNAME
    "
           $DAEMON -f $CONFIG
           echo "."
    }
    
    stop()
    {
           echo -e "Stopping $DESC: $PROGNAME
    "
           haproxy_pid="$(cat $PIDFILE)"
           kill $haproxy_pid
           echo "."
    }
    
    restart()
    {
           echo -e "Restarting $DESC: $PROGNAME
    "
           $DAEMON -f $CONFIG -p $PIDFILE -sf $(cat $PIDFILE)
           echo "."
    }
    
    case "$1" in
     start)
           start
           ;;
     stop)
           stop
           ;;
     restart)
           restart
           ;;
     *)
           echo "Usage: $SCRIPTNAME {start|stop|restart}" >&2
           exit 1
           ;;
    esac
    
    exit 0
    
    

    运行

    启动、停止和重启:

    service haproxy start
    service haproxy stop
    service haproxy restart
    

    添加日志

    HAProxy不会直接输出文件日志,所以我们要借助Linux的rsyslog来让HAProxy输出日志

    1. 修改haproxy.cfg

    在global域和defaults域中添加:

    global
        ...
        log 127.0.0.1 local0 info
        log 127.0.0.1 local1 warning
        ...
    
    defaults
        ...
        log global
        ...
    
    

    意思是将info级(及以上)的日志推送到rsyslog的local0接口,将warn级(及以上)的日志推送到rsyslog的local1接口,并且所有frontend都默认使用global中的日志配置。

    注:info级的日志会打印HAProxy处理的每一条请求,会占用很大的磁盘空间,在生产环境中,建议将日志级别调整为notice

    1. 为rsyslog添加haproxy日志的配置
    vi /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
    
    $ModLoad imudp
    $UDPServerRun 514
    $FileCreateMode 0644  #日志文件的权限
    $FileOwner ha  #日志文件的owner
    local0.*     /var/log/haproxy.log  #local0接口对应的日志输出文件
    local1.*     /var/log/haproxy_warn.log  #local1接口对应的日志输出文件
    
    1. 修改rsyslog的启动参数
    vi /etc/sysconfig/rsyslog
    
    # Options for rsyslogd
    # Syslogd options are deprecated since rsyslog v3.
    # If you want to use them, switch to compatibility mode 2 by "-c 2"
    # See rsyslogd(8) for more details
    SYSLOGD_OPTIONS="-c 2 -r -m 0"
    
    1. 重启rsyslog和HAProxy
    service rsyslog restart
    service haproxy restart
    

    此时就应该能在/var/log目录下看到haproxy的日志文件了

    1. 用logrotate进行日志切分

    通过rsyslog输出的日志是不会进行切分的,所以需要依靠Linux提供的logrotate来进行切分工作

    使用root用户,创建haproxy日志切分配置文件:

    mkdir /root/logrotate
    vi /root/logrotate/haproxy
    
    /var/log/haproxy.log /var/log/haproxy_warn.log {  #切分的两个文件名
        daily        #按天切分
        rotate 7     #保留7份
        create 0644 ha ha  #创建新文件的权限、用户、用户组
        compress     #压缩旧日志
        delaycompress  #延迟一天压缩
        missingok    #忽略文件不存在的错误
        dateext      #旧日志加上日志后缀
        sharedscripts  #切分后的重启脚本只运行一次
        postrotate   #切分后运行脚本重载rsyslog,让rsyslog向新的日志文件中输出日志
          /bin/kill -HUP $(/bin/cat /var/run/syslogd.pid 2>/dev/null) &>/dev/null
        endscript
    }
    

    并配置在crontab中运行:

    0 0 * * * /usr/sbin/logrotate /root/logrotate/haproxy
    

    使用HAProxy搭建L7负载均衡器

    总体方案

    本节中,我们将使用HAProxy搭建一个L7负载均衡器,应用如下功能

    • 负载均衡
    • 会话保持
    • 健康检查
    • 根据URI前缀向不同的后端集群转发
    • 监控页面

    架构如下:

     
    1.png

    架构中共有6个后端服务,划分为3组,每组中2个服务:

    • ms1:服务URI前缀为ms1/的请求
    • ms2:服务URI前缀为ms2/的请求
    • def:服务其他请求

    搭建

    1. 搭建后端服务

    部署6个后端服务,可以使用任意的Web服务,如Nginx、Apache HTTPD、Tomcat、Jetty等,具体Web服务的安装过程省略。

    此例中,我们在192.168.8.111和192.168.8.112两台主机上分别安装了3个Nginx:

    ms1.srv1 - 192.168.8.111:8080
    ms1.srv2 - 192.168.8.112:8080
    ms2.srv1 - 192.168.8.111:8081
    ms2.srv2 - 192.168.8.112:8081
    def.srv1 - 192.168.8.111:8082
    def.srv2 - 192.168.8.112:8082

    在这6个Nginx服务分别部署健康检查页面healthCheck.html,页面内容任意。确保通过http://ip:port/healthCheck.html可以访问到这个页面

    接下来在6个Nginx服务中部署服务页面:

    在第一组中部署ms1/demo.html
    在第二组中部署ms2/demo.html
    在第三组中部署def/demo.html

    demo.html的内容,以部署在192.168.8.111:8080上的为例:

    Hello! This is ms1.srv1!

    部署在192.168.8.112:8080上的就应该是

    Hello! This is ms1.srv2!

    以此类推

    1. 搭建HAProxy

    在192.168.8.110主机安装HAProxy
    HAProxy的安装和配置步骤如上一章中描述,此处略去

    HAProxy配置文件:

    global
        daemon
        maxconn 30000   #ulimit -n至少为60018
        user ha
        pidfile /home/ha/haproxy/conf/haproxy.pid
        log 127.0.0.1 local0 info
        log 127.0.0.1 local1 warning
    
    defaults
        mode http
        log global
        option http-keep-alive   #使用keepAlive连接
        option forwardfor        #记录客户端IP在X-Forwarded-For头域中
        option httplog           #开启httplog,HAProxy会记录更丰富的请求信息
        timeout connect 5000ms
        timeout client 10000ms
        timeout server 50000ms
        timeout http-request 20000ms    #从连接创建开始到从客户端读取完整HTTP请求的超时时间,用于避免类DoS攻击
        option httpchk GET /healthCheck.html    #定义默认的健康检查策略
    
    frontend http-in
        bind *:9001
        maxconn 30000                    #定义此端口上的maxconn
        acl url_ms1 path_beg -i /ms1/    #定义ACL,当uri以/ms1/开头时,ACL[url_ms1]为true
        acl url_ms2 path_beg -i /ms2/    #同上,url_ms2
        use_backend ms1 if url_ms1       #当[url_ms1]为true时,定向到后端服务群ms1中
        use_backend ms2 if url_ms2       #当[url_ms2]为true时,定向到后端服务群ms2中
        default_backend default_servers  #其他情况时,定向到后端服务群default_servers中
    
    backend ms1    #定义后端服务群ms1
        balance roundrobin    #使用RR负载均衡算法
        cookie HA_STICKY_ms1 insert indirect nocache    #会话保持策略,insert名为"HA_STICKY_ms1"的cookie
        #定义后端server[ms1.srv1],请求定向到该server时会在响应中写入cookie值[ms1.srv1]
        #针对此server的maxconn设置为300
        #应用默认健康检查策略,健康检查间隔和超时时间为2000ms,两次成功视为节点UP,三次失败视为节点DOWN
        server ms1.srv1 192.168.8.111:8080 cookie ms1.srv1 maxconn 300 check inter 2000ms rise 2 fall 3
        #同上,inter 2000ms rise 2 fall 3是默认值,可以省略
        server ms1.srv2 192.168.8.112:8080 cookie ms1.srv2 maxconn 300 check
    
    backend ms2    #定义后端服务群ms2
        balance roundrobin
        cookie HA_STICKY_ms2 insert indirect nocache
        server ms2.srv1 192.168.8.111:8081 cookie ms2.srv1 maxconn 300 check
        server ms2.srv2 192.168.8.112:8081 cookie ms2.srv2 maxconn 300 check
    
    backend default_servers    #定义后端服务群default_servers
        balance roundrobin
        cookie HA_STICKY_def insert indirect nocache
        server def.srv1 192.168.8.111:8082 cookie def.srv1 maxconn 300 check
        server def.srv2 192.168.8.112:8082 cookie def.srv2 maxconn 300 check
    
    listen stats    #定义监控页面
        bind *:1080                   #绑定端口1080
        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 admin:admin        #监控页面的用户名和密码
    
    

    修改完成后,启动HAProxy

    service haproxy start
    

    测试

    首先,访问一下监控页面http://192.168.8.110:1080/stats 并按提示输入用户名密码

    接下来就能看到监控页面:

     
    2.png

    监控页面中列出了我们配置的所有frontend和backend服务,以及它们的详细指标。如连接数,队列情况,session rate,流量,后端服务的健康状态等等

    接下来,我们一一测试在HAProxy中配置的功能

    1. 健康检查

    从监控页面中就可以直接看出健康检查配置的是否正确,上图中可以看到,backend ms1、ms2、default_servers下属的6个后端服务的Status都是20h28m UP,代表健康状态已持续了20小时28分钟,而LastChk显示L7OK/200 in 1ms则代表在1ms前进行了L7的健康检查(即HTTP请求方式的健康检查),返回码为200

    此时我们将ms1.srv1中的healthCheck.html改名

    mv healthCheck.html healthCheck.html.bak
    

    然后再去看监控页面:

     
    3.png

    ms1.srv1的状态变成了2s DOWN,LastChk则是L7STS/404 in 2ms,代表上次健康检查返回了404
    再恢复healthCheck.html,很快就能看到ms1.srv1重新恢复到UP状态

    1. 通过URI前缀转发请求

    访问http://192.168.8.110:9001/ms1/demo.html :

     
    4.png

    可以看到成功定向到了ms1.srv1上

    访问http://192.168.8.110:9001/ms2/demo.html :

     
    5.png

    访问http://192.168.8.110:9001/def/demo.html :

     
    6.png

    3) 负载均衡和会话保持策略

    在分别访问过ms1/demo.html, ms2/demo.html, m3/demo.html后,查看一下浏览器的Cookie:

     
    7.png

    可以看到HAProxy已经回写了三个用于会话保持的cookie,此时反复刷新这三个页面,会发现总是被定向到*.srv1上

    接下来我们删除HA_STICKY_ms1这条cookie,然后再访问ms1/demo.html,会看到:

     
    8.png

    同时也被新写入了一条Cookie:

     
    9.png

    如果发现仍然被定位到ms1.srv1,同时也没有写入新的HA_STICKY_ms1 Cookie,那么可能是浏览器缓存了ms1/demo.html页面,请求并没有到达HAProxy。F5刷新一下应该就可以了。

    使用HAProxy搭建L4负载均衡器

    HAProxy作为L4负载均衡器工作时,不会去解析任何与HTTP协议相关的内容,只在传输层对数据包进行处理。也就是说,以L4模式运行的HAProxy,无法实现根据URL向不同后端转发、通过cookie实现会话保持等功能。

    同时,在L4模式下工作的HAProxy也无法提供监控页面。

    但作为L4负载均衡器的HAProxy能够提供更高的性能,适合于基于套接字的服务(如数据库、消息队列、RPC、邮件服务、Redis等),或不需要逻辑规则判断,并已实现了会话共享的HTTP服务。

    总体方案

    本例中,我们使用HAProxy以L4方式来代理两个HTTP服务,不提供会话保持。

    global
        daemon
        maxconn 30000   #ulimit -n至少为60018
        user ha
        pidfile /home/ha/haproxy/conf/haproxy.pid
        log 127.0.0.1 local0 info
        log 127.0.0.1 local1 warning
    
    defaults
        mode tcp
        log global
        option tcplog            #开启tcplog
        timeout connect 5000ms
        timeout client 10000ms
        timeout server 10000ms   #TCP模式下,应将timeout client和timeout server设置为一样的值,以防止出现问题
        option httpchk GET /healthCheck.html    #定义默认的健康检查策略
    
    frontend http-in
        bind *:9002
        maxconn 30000                    #定义此端口上的maxconn
        default_backend default_servers  #请求定向至后端服务群default_servers
    
    backend default_servers    #定义后端服务群default_servers
        balance roundrobin
        server def.srv1 192.168.8.111:8082 maxconn 300 check
        server def.srv2 192.168.8.112:8082 maxconn 300 check
    

    L4模式下的会话保持

    虽然TCP模式下的HAProxy无法通过HTTP Cookie实现会话保持,但可以很方便的实现基于客户端IP的会话保持。只需将

        balance roundrobin
    

    改为

        balance source
    

    此外,HAProxy提供了强大的stick-table功能,HAProxy可以从传输层的数据包中采样出大量的属性,并将这些属性作为会话保持的策略写入stick-table中。
    本文中不对stick-table进行深入探讨,如需要了解,可参考官方文档configuration.html#4-stick-table

    HAProxy关键配置详解

    总览

    HAProxy的配置文件共有5个域

    • global:用于配置全局参数
    • default:用于配置所有frontend和backend的默认属性
    • frontend:用于配置前端服务(即HAProxy自身提供的服务)实例
    • backend:用于配置后端服务(即HAProxy后面接的服务)实例组
    • listen:frontend+backend的组合配置,可以理解成更简洁的配置方法

    global域的关键配置

    • daemon:指定HAProxy以后台模式运行,通常情况下都应该使用这一配置
    • user [username] :指定HAProxy进程所属的用户
    • group [groupname] :指定HAProxy进程所属的用户组
    • log [address] [device] [maxlevel] [minlevel]:日志输出配置,如log 127.0.0.1 local0 info warning,即向本机rsyslog或syslog的local0输出info到warning级别的日志。其中[minlevel]可以省略。HAProxy的日志共有8个级别,从高到低为emerg/alert/crit/err/warning/notice/info/debug
    • pidfile :指定记录HAProxy进程号的文件绝对路径。主要用于HAProxy进程的停止和重启动作。
    • maxconn :HAProxy进程同时处理的连接数,当连接数达到这一数值时,HAProxy将停止接收连接请求

    frontend域的关键配置

    • acl [name] [criterion] [flags] [operator] [value]:定义一条ACL,ACL是根据数据包的指定属性以指定表达式计算出的true/false值。如"acl url_ms1 path_beg -i /ms1/"定义了名为url_ms1的ACL,该ACL在请求uri以/ms1/开头(忽略大小写)时为true
    • bind [ip]:[port]:frontend服务监听的端口
    • default_backend [name]:frontend对应的默认backend
    • disabled:禁用此frontend
    • http-request [operation] [condition]:对所有到达此frontend的HTTP请求应用的策略,例如可以拒绝、要求认证、添加header、替换header、定义ACL等等。
    • http-response [operation] [condition]:对所有从此frontend返回的HTTP响应应用的策略,大体同上
    • log:同global域的log配置,仅应用于此frontend。如果要沿用global域的log配置,则此处配置为log global
    • maxconn:同global域的maxconn,仅应用于此frontend
    • mode:此frontend的工作模式,主要有http和tcp两种,对应L7和L4两种负载均衡模式
    • option forwardfor:在请求中添加X-Forwarded-For Header,记录客户端ip
    • option http-keep-alive:以KeepAlive模式提供服务
    • option httpclose:与http-keep-alive对应,关闭KeepAlive模式,如果HAProxy主要提供的是接口类型的服务,可以考虑采用httpclose模式,以节省连接数资源。但如果这样做了,接口的调用端将不能使用HTTP连接池
    • option httplog:开启httplog,HAProxy将会以类似Apache HTTP或Nginx的格式来记录请求日志
    • option tcplog:开启tcplog,HAProxy将会在日志中记录数据包在传输层的更多属性
    • stats uri [uri]:在此frontend上开启监控页面,通过[uri]访问
    • stats refresh [time]:监控数据刷新周期
    • stats auth [user]:[password]:监控页面的认证用户名密码
    • timeout client [time]:指连接创建后,客户端持续不发送数据的超时时间
    • timeout http-request [time]:指连接创建后,客户端没能发送完整HTTP请求的超时时间,主要用于防止DoS类攻击,即创建连接后,以非常缓慢的速度发送请求包,导致HAProxy连接被长时间占用
    • use_backend [backend] if|unless [acl]:与ACL搭配使用,在满足/不满足ACL时转发至指定的backend

    backend域的关键配置

    • acl:同frontend域
    • balance [algorithm]:在此backend下所有server间的负载均衡算法,常用的有roundrobin和source,完整的算法说明见官方文档configuration.html#4.2-balance
    • cookie:在backend server间启用基于cookie的会话保持策略,最常用的是insert方式,如cookie HA_STICKY_ms1 insert indirect nocache,指HAProxy将在响应中插入名为HA_STICKY_ms1的cookie,其值为对应的server定义中指定的值,并根据请求中此cookie的值决定转发至哪个server。indirect代表如果请求中已经带有合法的HA_STICK_ms1 cookie,则HAProxy不会在响应中再次插入此cookie,nocache则代表禁止链路上的所有网关和缓存服务器缓存带有Set-Cookie头的响应。
    • default-server:用于指定此backend下所有server的默认设置。具体见下面的server配置。
    • disabled:禁用此backend
    • http-request/http-response:同frontend域
    • log:同frontend域
    • mode:同frontend域
    • option forwardfor:同frontend域
    • option http-keep-alive:同frontend域
    • option httpclose:同frontend域
    • option httpchk [METHOD] [URL] [VERSION]:定义以http方式进行的健康检查策略。如option httpchk GET /healthCheck.html HTTP/1.1
    • option httplog:同frontend域
    • option tcplog:同frontend域
    • server [name] [ip]:[port] [params]:定义backend中的一个后端server,[params]用于指定这个server的参数,常用的包括有:

    check:指定此参数时,HAProxy将会对此server执行健康检查,检查方法在option httpchk中配置。同时还可以在check后指定inter, rise, fall三个参数,分别代表健康检查的周期、连续几次成功认为server UP,连续几次失败认为server DOWN,默认值是inter 2000ms rise 2 fall 3
    cookie [value]:用于配合基于cookie的会话保持,如cookie ms1.srv1代表交由此server处理的请求会在响应中写入值为ms1.srv1的cookie(具体的cookie名则在backend域中的cookie设置中指定)
    maxconn:指HAProxy最多同时向此server发起的连接数,当连接数到达maxconn后,向此server发起的新连接会进入等待队列。默认为0,即无限
    maxqueue:等待队列的长度,当队列已满后,后续请求将会发至此backend下的其他server,默认为0,即无限
    weight:server的权重,0-256,权重越大,分给这个server的请求就越多。weight为0的server将不会被分配任何新的连接。所有server默认weight为1

    • timeout connect [time]:指HAProxy尝试与backend server创建连接的超时时间
    • timeout check [time]:默认情况下,健康检查的连接+响应超时时间为server命令中指定的inter值,如果配置了timeout check,HAProxy会以inter作为健康检查请求的连接超时时间,并以timeout check的值作为健康检查请求的响应超时时间
    • timeout server [time]:指backend server响应HAProxy请求的超时时间

    default域

    上文所属的frontend和backend域关键配置中,除acl、bind、http-request、http-response、use_backend外,其余的均可以配置在default域中。default域中配置了的项目,如果在frontend或backend域中没有配置,将会使用default域中的配置。

    listen域

    listen域是frontend域和backend域的组合,frontend域和backend域中所有的配置都可以配置在listen域下

    官方配置文档

    HAProxy的配置项非常多,支持非常丰富的功能,上文只列出了作为L7负载均衡器使用HAProxy时的一些关键参数。完整的参数说明请参见官方文档 configuration.html

    使用Keepalived实现HAProxy高可用

    尽管HAProxy非常稳定,但仍然无法规避操作系统故障、主机硬件故障、网络故障甚至断电带来的风险。所以必须对HAProxy实施高可用方案。

    下文将介绍利用Keepalived实现的HAProxy热备方案。即两台主机上的两个HAProxy实例同时在线,其中权重较高的实例为MASTER,MASTER出现问题时,另一台实例自动接管所有流量。

    原理

    在两台HAProxy的主机上分别运行着一个Keepalived实例,这两个Keepalived争抢同一个虚IP地址,两个HAProxy也尝试去绑定这同一个虚IP地址上的端口。
    显然,同时只能有一个Keepalived抢到这个虚IP,抢到了这个虚IP的Keepalived主机上的HAProxy便是当前的MASTER。
    Keepalived内部维护一个权重值,权重值最高的Keepalived实例能够抢到虚IP。同时Keepalived会定期check本主机上的HAProxy状态,状态OK时权重值增加。

    搭建HAProxy主备集群

    1. 环境准备

    在两台物理机上安装并配置HAProxy,本例中,将在192.168.8.110和192.168.8.111两台主机上上安装两套完全一样的HAProxy,具体步骤省略,请参考“使用HAProxy搭建L7负载均衡器”一节。

    1. 安装Keepalived

    下载,解压,编译,安装:

    wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.19.tar.gz
    tar -xzf keepalived-1.2.19.tar.gz
    ./configure --prefix=/usr/local/keepalived
    make
    make install
    

    注册为系统服务:

    cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
    cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
    cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/
    chmod +x /etc/init.d/keepalived
    

    注意:Keepalived需要使用root用户进行安装和配置

    1. 配置Keepalived

    创建并编辑配置文件

    mkdir -p /etc/keepalived/
    cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
    vi /etc/keepalived/keepalived.conf
    

    配置文件内容:

    global_defs {
        router_id LVS_DEVEL  #虚拟路由名称
    }
    
    #HAProxy健康检查配置
    vrrp_script chk_haproxy {
        script "killall -0 haproxy"  #使用killall -0检查haproxy实例是否存在,性能高于ps命令
        interval 2   #脚本运行周期
        weight 2   #每次检查的加权权重值
    }
    
    #虚拟路由配置
    vrrp_instance VI_1 {
        state MASTER           #本机实例状态,MASTER/BACKUP,备机配置文件中请写BACKUP
        interface enp0s25      #本机网卡名称,使用ifconfig命令查看
        virtual_router_id 51   #虚拟路由编号,主备机保持一致
        priority 101           #本机初始权重,备机请填写小于主机的值(例如100)
        advert_int 1           #争抢虚地址的周期,秒
        virtual_ipaddress {
            192.168.8.201      #虚地址IP,主备机保持一致
        }
        track_script {
            chk_haproxy        #对应的健康检查配置
        }
    }
    

    如果主机没有killall命令,则需要安装psmisc包:

    yum intall psmisc
    
    1. 分别启动两个Keepalived
    service keepalived start
    

    验证

    启动后,先分别在两台主机查看虚IP 192.168.8.201由谁持有,执行命令:

    ip addr sh enp0s25   (将enp0s25替换成主机的网卡名)
    

    持有虚IP的主机输出会是这样的:

     
    10.png

    另一台主机输出则是这样的:

     
    11.png

    如果你先启动备机的Keepalived,那么很有可能虚IP会被备机抢到,因为备机的权重配置只比主机低1,只要执行一次健康检查就能把权重提高到102,高于主机的101。

    此时访问http://192.168.8.201:9001/ms1/demo.html ,可以看到我们先前部署的网页。

    此时,检查/var/log/haproxy.log,能看到此请求落在了抢到了虚IP的主机上。

    接下来,我们停掉当前MASTER主机的HAProxy实例(或者Keepalive实例,效果一样)

    service haproxy stop
    

    再次访问http://192.168.8.201:9001/ms1/demo.html ,并查看备机的/var/log/haproxy.log,会看到此请求落在了备机上,主备自动切换成功。

    也可以再次执行ip addr sh enp0s25命令,会看到虚IP被备机抢去了。

    在/var/log/message中,也能够看到keepalived输出的切换日志:

     
    12.png
     
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