搭建Haproxy+Nginx高可用群集——Keepalived实现双机热备

一、Haproxy 概述

Haproxy 是目前比较流行的一种群集调度工具,同类群集调度器工具有很多,如 LVS 和 Nginx。相比较而言,LVS 性能最好,但是搭建相对复杂;Nginx 的 upstream 模块支持群集功能,但是对群集节点健康检查功能不强,性能没有 Haproxy 好。Haproxy 官方网站是:http://www.haproxy.org/

1.负载均衡常用调度算法

LVS、Haproxy、Nginx 最常用的调度器算法有三种,如下:

1)RR(Round Robin)

RR 算法是最简单最常用的一种算法,即轮询调度。例如:有三个节点 A、B、C,第一个用户访问会被指派到节点 A,第二个用户访问会被指派到节点 B,第三个用户访问会被指派到节点 C,第四个用户访问继续指派到节点 A,轮询分配访问请求 实现负载均衡效果。此算法还有一种加权轮询,即根据每个节点的权重轮询分配访问请求。

2)LC(Least Connections)

LC 算法即最小连接数算法,根据后端的节点连接数大小动态分配前端请求。例如:有三个节点 A、B、C,各节点的连接数为 A : 4、B : 5、C : 6,此时如果有第一个用户连接请求,会被指派到 A 上,连接数变为 A : 5、B : 5、C : 6;第二个用户请求会继续分配到 A 上,连接数变为 A : 6、B : 5、C : 6;再有新的连接请求会分配给 B,每次将新的请求派给连接数最小的客户端。由于实际情况下A、B、C的连接数会动态释放,很难会出现一样连接数的情况,因此 此算法相比较 RR 算法有很大改进,是目前用到比较多的一种算法。

3)SH(Source Hashing)

SH 即基于来源访问调度算法,此算法用于一些 Session 会话记录在服务器端的场景,可以基于来源的 IP、Cookie 等做群集调度。例如:使用基于源 IP 的群集调度算法,有三个节点 A、B、C,第一个用户第一次访问被指派到了 A,第二个用户被指派到了 B,当第一个用户第二次访问时会被继续指派到 A,第二个用户第二次访问时依旧会被指派到 B,只要负载均衡调度器不重启,第一个用户访问都会被指派到 A,第二个用户访问都会被指派到 B,实现群集的调度。此调度算法好处是实现会话保持,但某些 IP 访问量非常大时会引起负载不均衡,部分节点访问量超大,影响业务使用。

2.常见的 Web 群集调度器

目前常见的 Web 群集调度器分为软件和硬件,软件通常使用开源的 LVS、Haproxy、Nginx,硬件一般使用比较多的是 F5,也有很多人使用国内的一些产品,如梭子鱼、绿盟等。
准备工作:

主机 操作系统 IP地址 主要软件
Haproxy Centos7 192.168.1.10 haproxy-1.5.19.tar.gz
Nginx-1 Centos7 192.168.1.2 nginx-1.12.2.tar.gz
Nginx-2 Centos7 192.168.1.3 nginx-1.12.2.tar.gz
客户机 没硬项要求 同网段即可 浏览器(别用win10自带浏览器)

实验需要的软件包从下面链接下载:
https://pan.baidu.com/s/1aKGIfdX7pJ_mFAwcwVhjPQ
提取码:h4b5

二、编译安装 Nginx 服务器

两台Nginx安装一致

[root@Nginx-1 ~]# mount /dev/cdrom /media/cdrom     #挂光盘
[root@Nginx-1 ~]# yum -y install pcre-devel zlib-devel   #安装依赖包
[root@Nginx-1 ~]# rz  #上传软件包
[root@Nginx-1 ~]# tar zxf nginx-1.12.0.tar.gz -C /usr/src/  #解压
[root@Nginx-1 ~]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx         #创建nginx用户
[root@Nginx-1 ~]# cd /usr/src/nginx-1.12.0/
[root@Nginx-1 nginx-1.12.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx && make && make install
Nginx1建立测试页面:
[root@Nginx-1 ~]# echo "<h1>this is web111</h1>" > /usr/local/nginx/html/index.html
Nginx2建立测试页面:
[root@Nginx-2 ~]# echo "<h1>this is web222</h1>" > /usr/local/nginx/html/index.html
将两个Nginx都启用:
[root@Nginx-1 ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
检测端口号:
[root@Nginx-1 ~]# netstat -anpt | grep nginx

二、Haproxy 代理服务器

1.编译安装 Haproxy

[root@Haproxy ~]# mount /dev/cdrom /media/cdrom   #挂光盘
[root@Haproxy ~]# yum -y install pcre-devel bzip2-devel  #安装依赖包
[root@Haproxy ~]# rz     #上传软件包
[root@Haproxy ~]# tar zxf haproxy-1.5.19.tar.gz -C /usr/src/   #解压到/usr/src/目录
[root@Haproxy ~]# cd /usr/src/haproxy-1.5.19/
[root@Haproxy haproxy-1.5.19]# make TARGET=linux26     #64位系统
[root@Haproxy haproxy-1.5.19]# make install            #安装

2.配置 Haproxy

[root@Haproxy haproxy-1.5.19]# mkdir /etc/haproxy    	#创建配置文件目录
[root@Haproxy haproxy-1.5.19]# cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/  #将配置文件复制到刚才目录中
[root@Haproxy haproxy-1.5.19]# cd
[root@Haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
# this config needs haproxy-1.1.28 or haproxy-1.2.1

global
        log 127.0.0.1    local0           #配置日志记录,local0为日志设备,默认存放到系统日志
        log 127.0.0.1    local0 notice    #notice为日志级别,通常为24个级别
        #log loghost    local0 info
        maxconn 4096		#最大连接数
        uid 99		        #用户ID
        gid 99			#组ID
        daemon
        #debug
        #quiet

defaults
        log     global
        mode    http		#模式为http
        option  httplog         #采用http日志格式记录日志
        option  dontlognull     
        retries 3	#检测节点服务器失败次数,连续达到三次失败,则认为节点不可用
        redispatch	#当服务器负载很高时,自动结束当前队列处理比较久的连接
        maxconn 2000    #最大连接数
        contimeout      5000    #连接超时时间
        clitimeout      50000   #客户端超时时间
        srvtimeout      50000   #服务器超时时间
listen  webcluster 0.0.0.0:80   #定义一个web~应用
        option httpchk GET /index.html   #检测服务器的index.html文件
        balance  roundrobin		 #负载调度器算法使用轮询算法
        server inst1 192.168.1.2:80 check inter 2000 fall 3    #指定群集服务池中服务器IP
        server inst2 192.168.1.3:80 check inter 2000 fall 3    #这两个是Nginx的IP

在这里插入图片描述

3.创建自启动脚本

[root@Haproxy ~]# cp /usr/src/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
[root@Haproxy ~]# chmod +x /etc/init.d/haproxy     #添加可执行权限
[root@Haproxy ~]# ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy   #软链接,优化执行路径
[root@Haproxy ~]# /etc/init.d/haproxy restart      #重启haproxy

在这里插入图片描述

4.测试 Web 群集

1)测试负载均衡

客户机打开浏览器访问:http://192.168.1.10
在这里插入图片描述
再次访问:
在这里插入图片描述负载均衡测试成功

2)测试高可用

在任意一台 Nginx 服务器上关闭网站服务

[root@Nginx-1 ~]# killall -s QUIT nginx
[root@Nginx-1 ~]# netstat -anpt | grep 80

在客户机上使用浏览器访问测试
在这里插入图片描述
刷新发现还是这个页面,并不会切换,原因是刚才关闭了一台 Nginx 服务器
高可用测试成功
当测试成功后再打开Nginx即可
[root@Nginx-1 ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx

5.Haproxy 日志管理

Haproxy 的日志默认是输出到系统的 syslog 中,查看起来不是很方便,为了方便管理 haproxy 的日志,在生产环境中单独定义
修改haproxy配置文件中关于日志配置的选项,将原有的日志配置更改为以下配置

[root@Haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
        log /dev/log    local0 info
        log /dev/log    local1 notice
[root@Haproxy ~]# /etc/init.d/haproxy restart     #重启Haproxy

在这里插入图片描述

1)修改 rsyslog 配置

[root@Haproxy ~]# vim /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
添加:
if ($programname == 'haproxy' and $syslogseverity-text == 'info') then -/var/log/haproxy/haproxy-info.log
& ~
if ($programname == 'haproxy' and $syslogseverity-text == 'notice') then -/var/log/haproxy/haproxy-notice.log
& ~

在这里插入图片描述

[root@Haproxy ~]# systemctl restart rsyslog		#重启rsyslog服务

如果报错如下,那就说明是刚刚配置文件错误
在这里插入图片描述

2)查看日志信息

在客户机使用浏览器访问http://192.168.1.10
在这里插入图片描述

6.Haproxy参数优化

参数 参数说明 优化建议
maxconn 最大的连接数 推荐使用10240
daemon 守护进程模式 可以使用非守护默认
nbproc 负载均衡的并发进程数 建议与当前服务器cpu核相等或2倍
retries 重试次数 节点多并发量大,设置为2到3次
option http-server-close 主动关闭http请求选项 生产环境中使用此选项,避免由于timeout时间设置过长导致http连接堆积
timeout http-keep-alive 长连接超时时间 此选项设置长连接超时时间,具体参考应用自身特点 设置,可以设置为 10s
timeout http-request http请求超时时间 建议将此时间设置为 5~10s,增加 http 连接释放速度
timeout client 客户端超时时间 如果访问量过大,节点响应慢,可以将此时间设置短一些,建议设置为 1min 左右就可以了

三、部署 Keepalived 服务器实现双机热备

在上述实验环境上,增加一台haproxy代理服务器,使用keepalived技术实现双机热备。

主机名 操作系统 IP地址 群集IP
localhost Centos7 192.168.1.110 192.168.1.188

1.增加一台 Haproxy 代理服务器

1)安装 Haproxy

挂光盘,并配置yum源

[root@localhost ~]# yum -y install pcre-devel bzip2-devel	#安装依赖包
[root@localhost ~]# rz		上传haproxy软件
[root@localhost ~]# tar zxf haproxy-1.5.19.tar.gz -C /usr/src/
[root@localhost ~]# cd /usr/src/haproxy-1.5.19/
[root@localhost haproxy-1.5.19]# make TARGET=linux26 && make install
[root@localhost haproxy-1.5.19]# mkdir /etc/haproxy

2)使用scp 将192.168.1.10上的 Haproxy 主配置文件远程复制过来

[root@localhost haproxy-1.5.19]# scp root@192.168.1.10:/etc/haproxy/haproxy.cfg /etc/haproxy/
[root@localhost haproxy-1.5.19]# cp examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
[root@localhost haproxy-1.5.19]# chmod +x /etc/init.d/haproxy 		#添加可执行权限
[root@localhost haproxy-1.5.19]# ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/		#优化执行路径
[root@localhost haproxy-1.5.19]# /etc/init.d/haproxy start			#开启 haproxy

3)安装 Keepalived

还是在192.168.1.110上操作

[root@localhost ~]# yum -y install keepalived
[root@localhost ~]# systemctl enable keepalived
[root@localhost ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@localhost ~]# echo '
global_defs {
    
    
     router_id 2
 }
  vrrp_instance VI_1 {
    
    
      state BACKUP 
      interface ens33
      virtual_router_id 1 
      priority 90 
      advert_int 1 
      authentication {
    
    
          auth_type PASS
          auth_pass 123456
      }
      virtual_ipaddress {
    
    
       192.168.1.188
      }
  }
' >/etc/keepalived/keepalived.conf

在这里插入图片描述

4)启用keepalived服务,并查看漂移IP是否存在

[root@localhost ~]# systemctl start keepalived
[root@localhost ~]# ip a

在这里插入图片描述

2.将 Haproxy1 服务器关闭

1)客户机访问 http://192.168.1.188 是否能够实现群集的访问

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

  • 验证后再将 Haproxy1 服务器开机

2)改造 Haproxy1 服务器

[root@Haproxy ~]# yum -y install keepalived
[root@Haproxy ~]# systemctl enable keepalived
echo '
  global_defs {
    
    
      router_id 1
  }
  vrrp_instance VI_1 {
    
    
      state MASTER
      interface ens33
      virtual_router_id 1 
      priority 100 
      advert_int 1 
      authentication {
    
    
          auth_type PASS
          auth_pass 123456
      }
      virtual_ipaddress {
    
    
       192.168.1.188
      }
  }
' >/etc/keepalived/keepalived.conf
[root@Haproxy ~]# systemctl start keepalived
[root@Haproxy ~]# ip a

在这里插入图片描述
现在已经实现了双机热备

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