一、Haproxy 概述
Haproxy是目前比较流行的一种集群调度工具
1.1 Haproxy 与 LVS、Nginx 的比较
- LVS 性能最好，但是搭建相对复杂
- Nginx 的 upstream 模块支持集群功能，但是对集群节点健康检查功能不强，性能没有 Haproxy 好
1.2 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
1.3 Haproxy 应用分析
LVS 虽然在企业应用中抗负载能力很强，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、及基于 TCP 和 HTTP 应用的代理的软件
- 特别适用于负载特别大的 Web 站点
- 运行在当前的硬件上可支持数以万计的并发连接连接请求
二、Haproxy 调度算法
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）
2.1 RR（Round Riobin）
- 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C节点
◆ 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
2.2 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
◆ 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
◆ 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
2.3 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
三、实验
3.1 实验准备
| 主机 | 操作系统 | IP地址 | 主要软件 |
|---|---|---|---|
| Haproxy服务器 | CentoS7.6 | 192.168.100.21 | haproxy-1.5.19.tar.gz |
| Nginx服务器1 | CentoS7.6 | 192.168.100.22 | Nginx-1.12.2.tar.gz |
| Nginx服务器2 | CentoS7.6 | 192.168.100.23 | Nginx-1.12.2.tar.gz |
| 存储服务器 | CentoS7.6 | 192.168.100.24 | nfs-utils rpcbind |
3.2 步骤
3.2.1 调试存储服务器（192.168.100.24）
'rpm -q nfs-utils ###如果没装，yum -y install nfs-utils
rpm -q rpcbind ###如果没装，yum -y install rpcbind'
[root@localhost ~]# systemctl start nfs
[root@localhost ~]# systemctl start rpcbind
[root@localhost ~]# vi /etc/exports
/opt/51xit 192.168.100.0/24 (rw,sync)
/opt/52xit 192.168.100.0/24 (rw,sync)
[root@localhost ~]# systemctl restart nfs
[root@localhost ~]# systemctl restart rpcbind
[root@localhost ~]# systemctl enable nfs
[root@localhost ~]# systemctl enable rpcbind
[root@localhost ~]# mkdir /opt/51xit /opt/52xit
[root@localhost ~]# echo "this is www.51xit.com" >/opt/51xit/index.html
[root@localhost ~]# echo "this is www.52xit.com" >/opt/52xit/index.html
3.2.2 编译安装Nginx服务器1（192.168.100.22）
[root@localhost ~]#yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc-c++
[root@localhost ~]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx
[root@localhost ~]# cd /opt
[root@localhost opt]# ll
total 960
-rw-r--r-- 1 root root 981687 Sep 24 15:58 nginx-1.12.2.tar.gz
[root@localhost ~]# tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz
[root@localhost ~]# cd nginx-1.12.2
[root@localhost nginx-1.12.2]#
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx
[root@localhost nginx-1.12.2]# make
[root@localhost nginx-1.12.2]# make install
[root@localhost nginx-1.12.2]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
[root@localhost nginx-1.12.2]# ls -l /usr/local/sbin/nginx
lrwxrwxrwx 1 root root 27 5 月 16 16:50 /usr/local/sbin/nginx -> /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@localhost nginx-1.12.2]# nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
'■启动、 停止 Nginx
killall -1 nginx ####安全重启
killall -3 nginx ###停止服务
如果出现: -bash: killall: command not found'
[root@localhost nginx-1.12.2]# yum -y install psmisc
[root@localhost nginx-1.12.2]# nginx ####启动
[root@localhost nginx-1.12.2]# yum -y install net-tools
[root@localhost nginx-1.12.2]# netstat -anpt | grep nginx
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 20107/nginx: master
'###添加 Nginx 系统服务###'
[root@localhost nginx-1.12.2]# vim /lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx ####描述
After=network.target ####描述服务类别
[Service]
Type=forking ####后台运行形式
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid ####PID 文件位置
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx ####启动服务
ExecReload=/usr/bin/kill -s HUP $MAINPID ####根据 PID 重载配置
ExecStop=/usr/bin/kill -s QUIT $MAINPID ####根据 PID 终止进程
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@localhost nginx-1.12.2]# chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl status nginx
● nginx.service - nginx
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nginx.service; disabled; vendor preset: disabled)
Active: inactive (dead)
[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl start nginx.service
Job for nginx.service failed because the control process exited with error code. See "systemctl status nginx.service" and "journalctl -xe" for details.
[root@localhost nginx-1.12.2]# killall -3 nginx
[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl start nginx.service
[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl status nginx.service
● nginx.service - nginx
Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/nginx.service; disabled; vendor preset: disabled)
Active: active (running) since Thu 2020-09-24 17:08:01 CST; 6s ago
Process: 77233 ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx (code=exited, status=0/SUCCESS)
Main PID: 77234 (nginx)
Tasks: 2
CGroup: /system.slice/nginx.service
├─77234 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
└─77235 nginx: worker process
Sep 24 17:08:01 localhost.localdomain systemd[1]: Starting nginx...
Sep 24 17:08:01 localhost.localdomain systemd[1]: PID file /usr/local/nginx/l...
Sep 24 17:08:01 localhost.localdomain systemd[1]: Started nginx.
Hint: Some lines were ellipsized, use -l to show in full.
[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl enable nginx.service
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service to /usr/lib/systemd/system/nginx.service
'####刷下命令，服务正常工作了###
killall -3 nginx ###停止服务
systemctl start nginx.service
###上面命令一刷，下面就可以正常使用了###
systemctl start nginx.service
systemctl stop nginx.service
systemctl reload nginx.service
systemctl restart nginx.service
systemctl status nginx.service'
###安装httpd 挂载测试页###
[root@localhost nginx-1.12.2]# yum -y install nfs-utils
[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl start nfs
[root@localhost nginx-1.12.2]# systemctl enable nfs
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nfs-server.service to /usr/lib/systemd/system/nfs-server.service.
[root@localhost nginx-1.12.2]# showmount -e 192.168.100.24
Export list for 192.168.100.24:
/opt/52xit 192.168.100.0/24
/opt/51xit 192.168.100.0/24
[root@localhost nginx-1.12.2]# mount 192.168.100.24:/opt/51xit /usr/local/nginx/html/ ###临时挂载
[root@localhost nginx-1.12.2]# vi /etc/fstab ###永久挂载，需要重启
192.168.100.24:/opt/51xit/ /usr/local/nginx/html/ nfs defaults,_netdev 0 0
[root@localhost nginx-1.12.2]# init 6
网页登录：192.168.100.22验证
3.2.3 编译安装Nginx服务器2（192.168.100.23）
操作与 3.2.2 相同，只需要将 51xit 改为 52xit 就可以了，可以参考 3.2.2
网页登录：192.168.100.23验证
3.2.4 配置Haproxy 服务器（192.168.100.21）
[root@localhost ~]# yum -y install pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++
[root@localhost ~]# cd /opt
[root@localhost opt]# tar xzvf haproxy-1.4.24.tar.gz
[root@localhost opt]# cd haproxy-1.4.24/
[root@localhost haproxy-1.4.24]# make TARGET=linux26
[root@localhost haproxy-1.4.24]# make install
[root@localhost haproxy-1.4.24]# mkdir /etc/haproxy
[root@localhost haproxy-1.4.24]# cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/
[root@localhost haproxy-1.4.24]# vi /etc/haproxy/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
uid 99
gid 99
daemon
#debug
#quiet
defaults
log global
mode http
option httplog
option dontlognull
retries 3
#redispatch
maxconn 2000
contimeout 5000
clitimeout 50000
srvtimeout 50000
listen webcluster 0.0.0.0:80
option httpchk GET /index.html
balance roundrobin
server inst1 192.168.100.22:80 check inter 2000 fall 3
server inst2 192.168.100.23:80 check inter 2000 fall 3
'###上述配置文件解释###
1、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
log 127.0.0.1 local0：配置日志记录，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 local1 notice：notice为日志级别,通常有24个级别
maxconn 4096：最大连接数
uid 99：用户uid gid 99：用户gid
2、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
option dontlognull ：保证HAProxy不记录上级负载均衡发送过来的用于检测状态没有数据的心跳包
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
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
3、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 192.168.114.56:80 check inter 2000 fall 3：定义在线节点
server inst2 192.168.114.56:81 check inter 2000 fall 3 backup：定义备份节点'
[root@localhost haproxy-1.4.24]# cp examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
[root@localhost haproxy-1.4.24]# chmod 755 /etc/init.d/haproxy
[root@localhost haproxy-1.4.24]# chkconfig --add haproxy
[root@localhost haproxy-1.4.24]# ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
[root@localhost haproxy-1.4.24]# service haproxy start
[root@localhost haproxy-1.4.24]# systemctl stop haproxy.service
[root@localhost haproxy-1.4.24]# systemctl start haproxy.service
网页登录：192.168.100.21验证
切换，会发现不同的网站页面，说明已经实现了负载均衡
四、Haproxy日志文件
[root@localhost haproxy-1.4.24]# mkdir -p var/log/haproxy ###创建日志文件存放点
[root@localhost haproxy-1.4.24]# vi /etc/haproxy/haproxy.cfg
global ###下面log开头的 统统去掉换下面的配置
log /dev/log local0 info
log /dev/log local1 notice
[root@localhost haproxy-1.4.24]# systemctl restart haproxy.service
[root@localhost haproxy-1.4.24]# touch /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
[root@localhost haproxy-1.4.24]# vi /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
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-1.4.24]# systemctl restart rsyslog.service
[root@localhost haproxy]# tail -f /var/log/haproxy/haproxy-info.log
Sep 24 17:23:14 localhost haproxy[65722]: 192.168.100.2:62258 [24/Sep/2020:17:22:21.206] webcluster webcluster/inst1 0/0/0/1/52926 200 1700 - - cD-- 0/0/0/0/0 0/0 "GET / HTTP/1.1"
Sep 24 17:23:54 localhost haproxy[65722]: 192.168.100.2:62275 [24/Sep/2020:17:23:41.993] webcluster webcluster/inst2 0/0/0/0/12236 200 258 - - ---- 0/0/0/0/0 0/0 "GET / HTTP/1.1"
Sep 24 17:24:53 localhost haproxy[65722]: 192.168.100.2:62293 [24/Sep/2020:17:24:03.530] webcluster webcluster/inst1 0/0/0/1/50041 200 984 - - cD-- 0/0/0/0/0 0/0 "GET / HTTP/1.1"
[root@localhost haproxy-1.4.24]# cd /var/log/haproxy
[root@localhost haproxy]# ll
total 4
-rw------- 1 root root 538 Sep 24 17:24 haproxy-info.log
网页登录：192.168.32.21
然后查看日志文件不断生成情况
五、Haproxy参数优化
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10240
- 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
- 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