Haproxy搭建Web群集实操（调度算法、群集配置、日志管理、参数优化）

一：常见的Web集群调度器

• 目前常见的Web集群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

二：Haproxy应用分析

• LVS在企业应用中康复在能力很强，但存在不足
  • LVS不支持正则处理，不能实现动静分离
  • 对于大型网站，LVS的实施配置复杂，维护成本相对较高
• Haproxy是一款可提供高可用性、负载均衡、及TCP（四层）和HTTP（七层）应用的代理的软件
  • 适用于负载大的Web站点
  • 运行在硬件上可支持数以万计的并发连接的连接请求

三：Haproxy调度算法原理

• Haproxy支持多种调度算法，最常用的有三种：RR（Round Robin），LC（Least Connections），SH（Source Hashing）

3.1：RR（Round Robin）

• RR算法是最简单最常用的一种算法，即轮询调度
• 理解举例
  • 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会指派到节点A，轮询分配访问请求实现负载均衡效果

3.2：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
• 理解举例
  • 有三个节点A、B、C，各节点的连接数分别为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A6、B：5、C：6；再有新的请求会分配给B，每次将新的请求指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

3.3：SH（Source Hashing）

• SH即基于来源访问调度算法，此算法用于一些有 Session会话记录在服务器端的场景，可以基于来源的IP、Cookie等做集群调度
• 理解举例
  • 有三个节点A、B、C，第一个用户第一次访问被指派到了A，第二个用户第次访问被指派到了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，实现集群的调度
  • 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

四：Haproxy搭建Web群集

4.1：环境准备

• VMware软件
• 两台centos7虚拟机作为NGINX（IP地址：20.0.0.52 另一台IP地址：20.0.0.47）
• 一台centos7虚拟机作为Haproxy（IP地址：20.0.0.51）

4.2：实验步骤

• 在两台网站服务器上安装Nginx

[root@web1 ~]# yum install -y \
pcre-devel \
zlib-devel \
gcc \
gcc-c++ \
make
[root@web1 ~]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx
[root@web1 ~]# tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz 	'解压NGINX源码包'
[root@web1 ~]# cd nginx-1.12.0/
[root@web1 nginx-1.12.2]# ./configure \		'configure 配置'
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx
[root@web1 nginx-1.12.2]# make && make install '编译安装'
[root@web1 nginx-1.12.2]# cd /usr/local/nginx/html
[root@web1 html]# echo "this is kevin web" > test.html	'创建站点首页'
[root@web1 html]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/sbin '创建nginx命令软连接'
[root@web1 html]# nginx -t
[root@web1 html]# nginx			'开启nginx'
[root@web1 html]# netstat -ntap |grep nginx
'第二台节点采用相同方法设置，其中站点首页需要更改，内容为this is benet web'

4.3：Haproxy安装与启动

• 在负载均衡器上安装 Haproxy
• 安装步骤
  • 安装基础软件包
  • 编译安装 haproxy
  • 要注意操作系统版本，是32位系统还是64位
• 建立 Haproxy的配置文件
  • 创建配置文件目录/etc/haproxy
  • 将源码包提供的配置文件样例 haproxy.cfg复制到配置文件目录中

[root@localhost ~]# yum install -y \
pcre-devel \
bzip2-devel \
gcc \
gcc-c++ \
make
[root@localhost ~]# tar zxvf haproxy-1.5.19.tar.gz
[root@localhost ~]# cd haproxy-1.5.19/
[root@localhost haproxy-1.5.19]# make TARGET=linux26
[root@localhost haproxy-1.5.19]# make install
[root@localhost haproxy-1.5.19]# mkdir /etc/haproxy
[root@localhost haproxy-1.5.19]# cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/
[root@localhost haproxy-1.5.19]# cd /etc/haproxy
[root@localhost haproxy]# vim haproxy.cfg
global
        log 127.0.0.1   local0
        log 127.0.0.1   local1 notice
        #log loghost    local0 info
        maxconn 4096
#       chroot /usr/share/haproxy	'固有目录，可注释掉'
        uid 99
        gid 99
        daemon
        #debug
        #quiet

defaults
        log     global
        mode    http
        option  httplog
        option  dontlognull
        retries 3
#       redispatch	   '注释'
        maxconn 2000
        contimeout      5000
        clitimeout      50000
        srvtimeout      50000
'删除原本listen内容，添加以下内容'
listen webcluster 0.0.0.0:80
	option httpchk GET /test.html	'监听检查服务器的index.html文件（节点服务器的主页）'
	balance roundrobin	'负载均衡调度算法使用轮询算法'
	server inst1 20.0.0.52:80 check inter 2000 fall 3 '定义在线节点'
	server inst2 20.0.0.47:80 check inter 2000 fall 3
[root@localhost haproxy]# cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy	'复制创建启动脚本'
[root@localhost haproxy]# cd /etc/init.d/
[root@localhost init.d]# chmod +x haproxy 	'添加启动脚本权限'
[root@localhost init.d]# chkconfig --add /etc/init.d/haproxy '为service添加启动脚本'
[root@localhost init.d]# ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy	'创建命令软连接'
[root@localhost init.d]# service haproxy start
[root@localhost init.d]# iptables -F
[root@localhost init.d]# setenforce 0

4.4：Haproxy配置文件详解

• Haproxy配置文件通常分为三个部分
  • global：为全局配置
  • defaults：为默认配置
  • listen：为应用组件配置
• global配置参数
  • log127.0.0.1 lcal0：配置日志记录，local0为日志设备，默认存放到系统日志
  • log127.0.0.1 loca1 notice:notice为日志级别，通常有24个级别
  • maxconn4096：最大连接数
  • uid 99：用户uid
  • gid 99：用户gid
• defaults配置项配置默认参数，一般会被应用组件继承，如果在应用组件中没有特别声明，将安装默认配置参数设置
  • log global：定义日志为global配置中的日志定义
  • mode http：模式为http
  • option httplog：采用http日志格式记录日志
  • retries 3：检查节点服务器失败连续达到三次则认为节点不可用
  • maxconn2000：最大连接数
  • contimeout5000：连接超时时间
  • clitimeout50000：客户端超时时间
  • srvtimeout50000：服务器超时时间
• listen配置项目一般为配置应用模块参数
  • listen appli4- backup 0.0.0.0:10004：定义一个appli4- backup的应用
  • option httpchk /index.html检查服务器的index.html文件
  • option persist：强制将请求发送到已经down掉的服务器
  • balance roundrobin：负载均衡调度算法使用轮询算法
  • server inst1 20.0.0.52:80 check inter 2000 fall 3：定义在线节点
  • server inst2 20.0.0.47:81 check inter 2000 fall 3 backup：定义备份节点

4.5：配置与测试

测试Haproxy集群

• 测试高性能
  • 可在两个不同的浏览器中分别访问两个测试网站，正常情况下应该出现两个网站的测试页面

• 刷新一下

• 高可用性
  • 将其中一台 Nginx服务器停用，在客户端浏览器中访问 Haproxy，正常情况下应出现另外一台 Nginx服务器的网站测试页面

五：Haproxy日志管理

• Haproxy的日志默认是输出到系统的 syslog中，在生产环境中一般单独定义出来
• 定义的方法步骤
  • 修改 Haproxy配置文件中关于日志配置的选项，加入配置：
    • log /dev/log local0 info
    • log /dev/log local0 notice
  • 修改 rsyslog配置，将 Haproxy相关的配置独立定义到
    • haproxy.conf，并放到/etc/rsyslog.d/下
  • 保存配置文件并重启 rsyslog服务，完成 rsyslog配置

[root@localhost haproxy]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 	'编辑haproxy配置文件'
'在global下，将127.0.0.1修改为/dev/log'
log /dev/log local0 info
log /dev/log local1 notice
[root@localhost haproxy]# service haproxy restart 	'重启haproxy服务'
[root@localhost haproxy]# touch /etc/rsyslog.d/haproxy.conf 	'创建一个新haproxy配置文件'
[root@localhost haproxy]# vim /etc/rsyslog.d/haproxy.conf 	'编写haproxy配置文件脚本'
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
&~
[root@localhost haproxy]# systemctl restart rsyslog.service	'重启日志服务'

• 访问 Haproxy集群测试网页并测试日志信息

'未访问网页，查看/var/log'
[root@haproxy dev]# cd /var/log
[root@haproxy log]# ls
'发现没有haproxy文件生成'
'查看网页之后，再次查看/var/log'
'发现已经生成haproxy文件了，可以进去查看'
[root@localhost haproxy]# cd /var/log/haproxy/
[root@localhost haproxy]# ls
haproxy-info.log  haproxy-notice.log

5.1：Haproxy可优化的参数详解

• 随着企业网站负载增加， haproxy参数优化相当重要
  • maxconn：最大连接数，根据应用实际情况进行调整，推荐使用10 240
  • daemon：守护进程模式， Haproxy可以使用非守护进程模式启动，建议使用守护进程模式启动
  • nbproc：负载均衡的并发进程数，建议与当前服务器CPU核数相等或为其2倍
    • retries：重试次数，主要用于对集群节点的检查，如果节点多，且并发量大，设置为2次或3次
  • option http-server-close：主动关闭http请求选项，建议在生产环境中使用此选项
  • timeout http-keep-alive：长连接超时时间，设置长连接超时时间，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
    PU核数相等或为其2倍
  • 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