HAproxy - Web负载均衡解决方案

来源:清泛编译     2020-09-03 13:21:10    人气:     我有话说( 0 人参与)

清泛网(www.tsingfun.com):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

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。

下图是HAProxy的架构:

下图是HAProxy的监控页面截图:

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。
 

一、基础介绍

https://www.haproxy.org/  (官方网站)

https://www.haproxy.org/download/1.8/src/haproxy-1.8.14.tar.gz (下载地址)

http://cbonte.github.io/haproxy-dconv/1.8/configuration.html (文档Haproxy 1.8 文档)

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。

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空间(User-Space) 实现所有这

二、负载平衡的类型

    (1)无负载平衡:没有负载平衡的简单Web应用程序环境可能如下所示

在此示例中,用户直接连接到您的Web服务器,在yourdomain.com上,并且没有负载平衡。如果您的单个Web服务器出现故障,用户将无法再访问您的Web服务器。此外,如果许多用户试图同时访问您的服务器并且无法处理负载,他们可能会遇到缓慢的体验,或者可能根本无法连接。

(2)4层负载平衡: 

     将网络流量负载平衡到多个服务器的最简单方法是使用第4层(传输层)负载平衡。以这种方式进行负载均衡将根据IP范围和端口转发用户流量(即,如果请求进入http://yourdomain.com/anything,则流量将转发到处理yourdomain.com的所有请求的后端。端口80)。

用户访问负载均衡器,负载均衡器将用户的请求转发给后端服务器的Web后端组。无论选择哪个后端服务器,都将直接响应用户的请求。通常,Web后端中的所有服务器应该提供相同的内容 - 否则用户可能会收到不一致的内容。

(3)7层负载平衡:

      7层负载平衡是更复杂的负载均衡网络流量的方法是使用第7层(应用层)负载均衡。使用第7层允许负载均衡器根据用户请求的内容将请求转发到不同的后端服务器。这种负载平衡模式允许您在同一域和端口下运行多个Web应用程序服务器。

    示例中,如果用户请求yourdomain.com/blog,则会将其转发到博客后端,后端是一组运行博客应用程序的服务器。其他请求被转发到web-backend后端可能正在运行另一个应用程序。

三、HAProxy基础配置文件详解:

haproxy 配置中分成五部分内容,分别如下:

  1. global:  设置全局配置参数,属于进程的配置,通常是和操作系统相关。
  2. defaults:配置默认参数,这些参数可以被用到frontend,backend,Listen组件;
  3. frontend:接收请求的前端虚拟节点,Frontend可以更加规则直接指定具体使用后端的backend;
  4. backend:后端服务集群的配置,是真实服务器,一个Backend对应一个或者多个实体服务器;
  5. Listen :frontend和backend的组合体。

HAProxy配置文件详解:


global # 全局参数的设置
log 127.0.0.1 local0 info
    # log语法:log <address_1>[max_level_1] # 全局的日志配置,使用log关键字,指定使用127.0.0.1上的syslog服务中的local0日志设备,记录日志等级为info的日志
    user haproxy
    group haproxy
    # 设置运行haproxy的用户和组,也可使用uid,gid关键字替代之
    daemon
    # 以守护进程的方式运行
    nbproc 16
    # 设置haproxy启动时的进程数,根据官方文档的解释,我将其理解为:该值的设置应该和服务器的CPU核心数一致,即常见的2颗8核心CPU的服务器,即共有16核心,则可以将其值设置为:<=16 ,创建多个进程数,可以减少每个进程的任务队列,但是过多的进程数也可能会导致进程的崩溃。这里我设置为16
    maxconn 4096
    # 定义每个haproxy进程的最大连接数 ,由于每个连接包括一个客户端和一个服务器端,所以单个进程的TCP会话最大数目将是该值的两倍。
    #ulimit -n 65536
    # 设置最大打开的文件描述符数,在1.4的官方文档中提示,该值会自动计算,所以不建议进行设置
    pidfile /var/run/haproxy.pid
    # 定义haproxy的pid 
defaults # 默认部分的定义
    mode http
    # mode语法:mode {http|tcp|health} 。http是七层模式,tcp是四层模式,health是健康检测,返回OK
    log 127.0.0.1 local3 err
    # 使用127.0.0.1上的syslog服务的local3设备记录错误信息
    retries 3
    # 定义连接后端服务器的失败重连次数,连接失败次数超过此值后将会将对应后端服务器标记为不可用
    option httplog
    # 启用日志记录HTTP请求,默认haproxy日志记录是不记录HTTP请求的,只记录“时间[Jan 5 13:23:46] 日志服务器[127.0.0.1] 实例名已经pid[haproxy[25218]] 信息[Proxy http_80_in stopped.]”,日志格式很简单。
    option redispatch
    # 当使用了cookie时,haproxy将会将其请求的后端服务器的serverID插入到cookie中,以保证会话的SESSION持久性;而此时,如果后端的服务器宕掉了,但是客户端的cookie是不会刷新的,如果设置此参数,将会将客户的请求强制定向到另外一个后端server上,以保证服务的正常。
    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
    option dontlognull
    # 启用该项,日志中将不会记录空连接。所谓空连接就是在上游的负载均衡器或者监控系统为了探测该服务是否存活可用时,需要定期的连接或者获取某一固定的组件或页面,或者探测扫描端口是否在监听或开放等动作被称为空连接;官方文档中标注,如果该服务上游没有其他的负载均衡器的话,建议不要使用该参数,因为互联网上的恶意扫描或其他动作就不会被记录下来
    option httpclose
    # 这个参数我是这样理解的:使用该参数,每处理完一个request时,haproxy都会去检查http头中的Connection的值,如果该值不是close,haproxy将会将其删除,如果该值为空将会添加为:Connection: close。使每个客户端和服务器端在完成一次传输后都会主动关闭TCP连接。与该参数类似的另外一个参数是“option forceclose”,该参数的作用是强制关闭对外的服务通道,因为有的服务器端收到Connection: close时,也不会自动关闭TCP连接,如果客户端也不关闭,连接就会一直处于打开,直到超时。
    contimeout 5000
    # 设置成功连接到一台服务器的最长等待时间,默认单位是毫秒,新版本的haproxy使用timeout connect替代,该参数向后兼容
    clitimeout 3000
    # 设置连接客户端发送数据时的成功连接最长等待时间,默认单位是毫秒,新版本haproxy使用timeout client替代。该参数向后兼容
    srvtimeout 3000
    # 设置服务器端回应客户度数据发送的最长等待时间,默认单位是毫秒,新版本haproxy使用timeout server替代。该参数向后兼容
 
listen status # 定义一个名为status的部分
    bind 0.0.0.0:1080
    # 定义监听的套接字
    mode http
    # 定义为HTTP模式
    log global
    # 继承global中log的定义
    stats refresh 30s
    # stats是haproxy的一个统计页面的套接字,该参数设置统计页面的刷新间隔为30s
    stats uri /admin?stats
    # 设置统计页面的uri为/admin?stats
    stats realm Private lands
    # 设置统计页面认证时的提示内容
    stats auth admin:password
    # 设置统计页面认证的用户和密码,如果要设置多个,另起一行写入即可
    stats hide-version
    # 隐藏统计页面上的haproxy版本信息
 
frontend http_80_in # 定义一个名为http_80_in的前端部分
    bind 0.0.0.0:80
    # http_80_in定义前端部分监听的套接字
    mode http
    # 定义为HTTP模式
    log global
    # 继承global中log的定义
    option forwardfor
    # 启用X-Forwarded-For,在requests头部插入客户端IP发送给后端的server,使后端server获取到客户端的真实IP
    acl static_down nbsrv(static_server) lt 1
    # 定义一个名叫static_down的acl,当backend static_sever中存活机器数小于1时会被匹配到
    acl php_web url_reg /*.php$
    #acl php_web path_end .php
    # 定义一个名叫php_web的acl,当请求的url末尾是以.php结尾的,将会被匹配到,上面两种写法任选其一
    acl static_web url_reg /*.(css|jpg|png|jpeg|js|gif)$
    #acl static_web path_end .gif .png .jpg .css .js .jpeg
    # 定义一个名叫static_web的acl,当请求的url末尾是以.css、.jpg、.png、.jpeg、.js、.gif结尾的,将会被匹配到,上面两种写法任选其一
    use_backend php_server if static_down
    # 如果满足策略static_down时,就将请求交予backend php_server
    use_backend php_server if php_web
    # 如果满足策略php_web时,就将请求交予backend php_server
    use_backend static_server if static_web
    # 如果满足策略static_web时,就将请求交予backend static_server
 
backend php_server #定义一个名为php_server的后端部分
    mode http
    # 设置为http模式
    balance source
    # 设置haproxy的调度算法为源地址hash
    cookie SERVERID
    # 允许向cookie插入SERVERID,每台服务器的SERVERID可在下面使用cookie关键字定义
    option httpchk GET /test/index.php
    # 开启对后端服务器的健康检测,通过GET /test/index.php来判断后端服务器的健康情况
    server php_server_1 10.12.25.68:80 cookie 1 check inter 2000 rise 3 fall 3 weight 2
    server php_server_2 10.12.25.72:80 cookie 2 check inter 2000 rise 3 fall 3 weight 1
    server php_server_bak 10.12.25.79:80 cookie 3 check inter 1500 rise 3 fall 3 backup
    # server语法:server [:port] [param*] # 使用server关键字来设置后端服务器;为后端服务器所设置的内部名称[php_server_1],该名称将会呈现在日志或警报中、后端服务器的IP地址,支持端口映射[10.12.25.68:80]、指定该服务器的SERVERID为1[cookie 1]、接受健康监测[check]、监测的间隔时长,单位毫秒[inter 2000]、监测正常多少次后被认为后端服务器是可用的[rise 3]、监测失败多少次后被认为后端服务器是不可用的[fall 3]、分发的权重[weight 2]、最后为备份用的后端服务器,当正常的服务器全部都宕机后,才会启用备份服务器[backup]
 
backend static_server
    mode http
    option httpchk GET /test/index.html
    server static_server_1 10.12.25.83:80 cookie 3 check inter 2000 rise 3 fall 3
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