一、HAProxy概述

HAProxy是可提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的代理，是免费、快速并且可靠的一种解决方案。HAProxy非常适用于并发大（并发达1w以上）web站点，这些站点通常又需要会话保持或七层处理。HAProxy的运行模式使得它可以很简单安全的整合至当前的架构中，同时可以保护web服务器不被暴露到网络上

官网：https://www.haproxy.org/

1. HAProxy的主要功能

• 负载均衡：

  • TCP 和 HTTP 负载均衡：支持第 4 层 (TCP) 和第 7 层 (HTTP) 的负载均衡，可以在网络和应用层分发流量。
  • 多种负载均衡算法：支持轮询 (Round Robin)、最少连接 (Least Connections)、源地址哈希 (Source IP Hash) 等多种调度算法，灵活分配流量。

• 高可用性：

  • 健康检查：自动检测后端服务器的健康状态，如果某台服务器出现故障，HAProxy 会将流量重新分配到其他健康的服务器上。
  • 会话保持 (Session Persistence)：支持基于 IP、Cookie 或其他标识的会话保持，确保用户的会话数据一致性。

• 安全性：

  • SSL/TLS 终止：可以在负载均衡器处终止 SSL/TLS 连接，减少后端服务器的负载，并集中管理证书。
  • 访问控制：基于 IP 地址、用户代理等条件的访问控制，限制不合法的流量。

• 流量管理：

  • 内容交换：根据 URL、头部信息等 HTTP 内容来决定将请求转发到哪个服务器。
  • 请求/响应修改：支持修改 HTTP 请求和响应，例如添加、删除或替换头部信息。

• 性能和扩展性：

  • 高并发处理：HAProxy 可以处理数千到数百万的并发连接，是高流量网站的理想选择。
  • 分布式架构支持：可以与其他负载均衡器和代理软件集成，形成分布式处理架构。

• 日志和监控：

  • 详细日志：支持生成详细的访问日志和错误日志，用于分析流量和故障排查。
  • 内置监控：提供统计信息和状态页面，实时监控后端服务器和流量状况。

2. HAProxy的负载均衡策略

• Round Robin（轮询）：

  • 策略描述：默认的负载均衡算法，按照服务器列表的顺序依次分发请求。每个新的连接或请求会被依次分配到下一个服务器，直到再次回到第一个服务器。
  • 适用场景：所有服务器具有相同的处理能力，适用于大多数情况。

• Least Connections（最小连接数）：

  • 策略描述：将请求分配给当前连接数最少的服务器。这样可以避免将请求分配到负载较高的服务器上，从而实现负载均衡。
  • 适用场景：服务器间的处理能力不均衡或者有长时间连接的应用场景，如长连接的 WebSocket 或者长时间保持连接的 HTTP 请求。

• Source IP（源IP地址）：

  • 策略描述：根据客户端的 IP 地址将请求分配到特定的服务器。同一个 IP 地址的请求总是被分配到相同的服务器，这有助于保持会话一致性。
  • 适用场景：需要维护会话状态或者保持与客户端的某种关联时，如缓存服务器或者特定的应用场景。

• URI（基于URI的请求）：

  • 策略描述：根据请求的 URI（Uniform Resource Identifier，统一资源标识符）将请求分配到服务器。例如，所有以 /api 开头的请求分配给特定的服务器。
  • 适用场景：根据不同的请求路径将流量路由到不同的服务器，如分流 API 请求和静态资源请求。

• Static-RR（静态轮询）：

  • 策略描述：与标准 Round Robin 类似，但在每个配置周期内，服务器列表不会更改。即使某些服务器不可用或者新增服务器，也不会影响当前周期内的分发。
  • 适用场景：当需要确保在整个周期内，同一请求总是被分配到同一个服务器时，可以使用这种策略。

• Weighted Round Robin（加权轮询）：

  • 策略描述：根据服务器的权重值分配请求。具有较高权重的服务器会接收到更多的请求。权重可以根据服务器的性能或者配置进行调整。
  • 适用场景：用于区分服务器性能不同的情况，确保资源更高效地利用。

• Custom（自定义策略）：

  • 策略描述：可以根据特定的需求和条件，通过配置 HAProxy 的 ACL（Access Control List，访问控制列表）和规则，实现自定义的负载均衡策略。
  • 适用场景：当以上内置策略无法满足特定需求时，通过自定义逻辑来实现更精确的负载均衡控制。

3.LVS、Nginx、HAProxy的区别

LVS（Linux Virtual Server）

1. 类型：

   • LVS 是一个基于 Linux 内核的负载均衡解决方案，属于四层（传输层）负载均衡器，工作在 OSI 模型的传输层。

2. 工作原理：

   • LVS 通过网络地址转换（NAT）、直接路由（DR）或 IP 隧道（Tunneling）等方式，将客户端请求分发到多台后端服务器上。它可以通过调度算法实现请求的分发，如轮询、加权轮询、最少连接等。

3. 优点：

   • 高性能：LVS 直接运行在 Linux 内核空间，处理效率高。
   • 可靠性：基于 Linux 内核的稳定性和成熟度。

4. 适用场景：

   • 大规模高并发的网络环境，如互联网服务提供商（ISP）、大型网站等。

Nginx

1. 类型：

   • Nginx 最初设计作为高性能的 Web 服务器，后来增加了反向代理和负载均衡的功能，既可以作为 Web 服务器，也可以作为负载均衡器。

2. 工作原理：

   • Nginx 作为反向代理和负载均衡器，可以通过 HTTP、HTTPS、TCP 和 UDP 协议进行流量转发和负载均衡。它支持的负载均衡策略包括轮询、IP 哈希、最少连接等。

3. 优点：

   • 多功能性：可以同时充当 Web 服务器和负载均衡器。
   • 易配置和灵活性：配置简单，性能稳定，支持的功能和模块丰富。

4. 适用场景：

   • Web 应用负载均衡、反向代理、静态文件服务等。

HAProxy

1. 类型：

   • HAProxy 是一个高性能的第七层（应用层）负载均衡器，工作在 OSI 模型的应用层。

2. 工作原理：

   • HAProxy 主要用于 HTTP 和 TCP 应用的负载均衡，支持高级的负载均衡算法和 ACL（访问控制列表）功能。它能够处理 HTTP、HTTPS、TCP 和 UDP 协议。

3. 优点：

   • 强大的负载均衡能力：支持多种负载均衡算法，如轮询、加权轮询、最少连接、源IP 等。
   • 高性能和稳定性：专注于负载均衡功能，性能优异。

4. 适用场景：

   • Web 应用负载均衡、应用程序负载均衡、SSL 加速等。

主要区别总结

• 层次：LVS 是四层负载均衡器，Nginx 和 HAProxy 是七层负载均衡器。
• 设计目标：Nginx 最初作为 Web 服务器设计，具备反向代理和负载均衡功能；HAProxy 专注于高级负载均衡功能；LVS 则是基于 Linux 内核的负载均衡解决方案。
• 应用场景：LVS 适用于大规模网络环境；Nginx 适用于 Web 服务器和反向代理；HAProxy 适用于应用层的负载均衡需求。

二、HAProxy搭建Web群集

Haproxy服务器：192.168.192.20     
Nginx 服务器1：192.168.192.30     
Nginx 服务器2：192.168.192.40    

1.haproxy 服务器部署

1.关闭防火墙，将安装Haproxy所需软件包传到/opt目录下
systemctl stop firewalld
setenforce 0

haproxy-1.5.19.tar.gz

2.编译安装 Haproxy
yum install -y pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++ make

tar zxvf haproxy-1.5.19.tar.gz
cd haproxy-1.5.19/
make TARGET=linux3100 ARCH=x86_64
make install

TARGET=linux26    #内核版本，
#使用uname -r查看内核，如：2.6.18-371.el5，此时该参数用TARGET=linux26；kernel大于2.6.28的用TARGET=linux2628

ARCH=x86_64     #系统位数，64位系统

3.Haproxy服务器配置
mkdir /etc/haproxy
cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/

cd /etc/haproxy/
vim haproxy.cfg
global        #全局配置，主要用于定义全局参数，属于进程级的配置，通常和操作系统配置有关
--4~5行--修改，定义haproxy日志输出设置和日志级别，local0为日志设备，默认存放到系统日志
        log /dev/log   local0 info        #修改   syslog
        log /dev/log   local0 notice    #修改
        #log loghost    local0 info
        maxconn 4096            #最大连接数，需考虑ulimit -n限制，推荐使用10240
--8行--注释，chroot运行路径，为该服务自设置的根目录，一般需将此行注释掉
        #chroot /usr/share/haproxy
        uid 99                    #用户UID
        gid 99                    #用户GID
        daemon                    #守护进程模式
        nbproc 1                #添加，设置并发进程数，建议与当前服务器CPU核数相等或为其2倍

defaults       #配置默认参数，这些参数可以被用到Listen，frontend，backend组件     
        log     global            #引入global定义的日志格式
        mode    http            #模式为http（7层代理http，4层代理tcp）
        option  httplog            #日志类别为http日志格式
        option  dontlognull        #不记录健康检查日志信息
        retries 3                #检查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，“defaults”中的值不能超过“global”段中的定义
        #contimeout 5000        #设置连接超时时间，默认单位是毫秒
        #clitimeout 50000       #设置客户端超时时间，默认单位是毫秒
        #srvtimeout 50000       #设置服务器超时时间，默认单位是毫秒
        timeout http-request 10s     #默认http请求超时时间
        timeout queue 1m           #默认队列超时时间
        timeout connect 10s        #默认连接超时时间，新版本中替代contimeout，该参数向后兼容
        timeout client 1m        #默认客户端超时时间，新版本中替代clitimeout，该参数向后兼容
        timeout server 1m        #默认服务器超时时间，新版本中替代srvtimeout，该参数向后兼容
        timeout http-keep-alive 10s        #默认持久连接超时时间
        timeout check 10s        #设置心跳检查超时时间

--删除下面所有listen项--，添加
listen  webcluster 0.0.0.0:80    #haproxy实例状态监控部分配置，定义一个名为webcluster的应用
        option httpchk GET /test.html    #检查服务器的test.html文件
        balance roundrobin                #负载均衡调度算法使用轮询算法roundrobin
        server inst1 192.168.10.16:80 check inter 2000 fall 3        #定义在线节点
        server inst2 192.168.10.17:80 check inter 2000 fall 3
 

4.添加haproxy 系统服务
cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
chmod +x haproxy
chkconfig --add /etc/init.d/haproxy

ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
service haproxy start    或    /etc/init.d/haproxy start

（启动失败原因可能是①配置文件问题，②端口被占用，关闭占用服务）

（此页面是没有检测到后端的网页文件，也有可能是无法连接到后端服务器）

2.节点服务器部署

（192.168.192.30）

echo “this is 30” > /var/www/html/kgc.html

（192.168.192.40）

echo “this is 40” > /var/www/html/kgc.html

注意网页文件名称一定要和配置文件中一致

3.测试

访问haproxy服务器时需要加网页路径

不停刷新测试负载均衡效果

4.日志定义

①默认haproxy的日志是输出到系统的syslog中，查看起来不是非常方便，为了更好的管理haproxy的日志，我们在生产环境中一般单独定义出来。需要将haproxy的info及notice日志分别记录到不同的日志文件中。
vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
    log /dev/log local0 info
    log /dev/log local0 notice

service haproxy restart

②需要修改rsyslog配置，为了便于管理。将haproxy相关的配置独立定义到haproxy.conf，并放到/etc/rsyslog.d/下，rsyslog启动时会自动加载此目录下的所有配置文件。
vim /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
&~

#说明：
这部分配置是将haproxy的info日志记录到/var/log/haproxy/haproxy-info.log下，将notice日志记录到/var/log/haproxy/haproxy-notice.log下。“&~”表示当日志写入到日志文件后，rsyslog停止处理这个信息。

③systemctl restart rsyslog.service       #重启日志服务

访问网页多刷新几次，系统自动生成文件

tail -f /var/log/haproxy/haproxy-info.log        #查看haproxy的访问请求日志信息