一、案例分析

1.案例概述

        Haproxy 是目前比較流行的一種群集調(diào)度工具，同類群集調(diào)度工具有很多如 LVS 和 Nginx。相比較而言，LVS 性能最好，但是搭建相對復(fù)雜;Nginx 的upstream 模塊支持群集功能，但是對群集節(jié)點(diǎn)健康檢查功能不強(qiáng)，高并發(fā)性能沒有 Haproxy 好。Haproxy 官方網(wǎng)站是 http://www.haproxy.org/。
        本案例介紹使用 Haproxy 及 Nginx 搭建一套 Web 群集。

2.案例前置知識點(diǎn)

2.1 HTTP請求

        通過 URL 訪問網(wǎng)站使用的協(xié)議是 HTTP 協(xié)議，此類請求一般稱為 HTTP 請求。HTTP 請求的方式分為GET方式和 POST 方式。當(dāng)使用瀏覽器訪問某一個URL,會根據(jù)請求 URL 返回狀態(tài)碼,通常正常的狀態(tài)碼為 2xx、3xx(如 200、301)，如果出現(xiàn)異常會返回 4xx、5xx(如 400、500)。

        例如，訪問 http://www.test.com/a.php?Id=123，就是一個 GET 請求，如果訪問正常，會從服務(wù)器的日志中獲取 200狀態(tài)碼。假如此請求使用 POST 方式，那么傳遞給 a.php 的 Id 參數(shù)依舊是 123，但是瀏覽器的 URL 將不會顯示后面的 Id=123 字樣，因此表單類或者有用戶名、密碼等內(nèi)容提交時建議使用POST 方式。不管使用哪種方式，最終 a.php 獲取的值是一樣的。

2.2 負(fù)載均衡常用調(diào)度算法

        LVS、Haproxy、Nginx 最常用的調(diào)度算法有三種，如下所述。

• RR(Round Robin)。RR 算法是最簡單最常用的一種算法，即輪詢調(diào)度。例如，有三個節(jié)點(diǎn) A、B、C，第一個用戶訪問會被指派到節(jié)點(diǎn) A，第二個用戶訪問會被指派到節(jié)點(diǎn) B，第三個用戶訪問會被指派到節(jié)點(diǎn)C，第四個用戶訪問繼續(xù)指派到節(jié)點(diǎn) A,輪詢分配訪問請求實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡效果。此算法還有一種加權(quán)輪詢，即根據(jù)每個節(jié)點(diǎn)的權(quán)重輪詢分配訪問請求。
• LC(Least Connections)。LC 算法即最小連接數(shù)算法，根據(jù)后端的節(jié)點(diǎn)連接數(shù)大
  小動態(tài)分配前端請求。例如，有三個節(jié)點(diǎn) A、B、C，各節(jié)點(diǎn)的連接數(shù)分別為 A:4、B:5、C:
  6，此時如果有第一個用戶連接請求，會被指派到 A上，連接數(shù)變?yōu)?A:5、B:5、C:6;第二個用戶請求會繼續(xù)分配到 A 上，連接數(shù)變?yōu)?A:6、B∶5、C:6:再有新的請求會分配給 B，每次將新的請求指派給連接數(shù)最小的客戶端。由于實(shí)際情況下 A、B、C的連接數(shù)會動態(tài)釋放，很難會出現(xiàn)一樣連接數(shù)的情況，因此此算法相比較 rr 算法有很大改進(jìn)，是目前用到比較多的一種算法。
• SH(Source Hashing)。SH 即基于來源訪問調(diào)度算法，此算法用于一些有Session 會話記錄在服務(wù)器端的場景，可以基于來源的 IP、Cookie 等做群集調(diào)度。例如，使用基于源 IP 的群集調(diào)度算法，有三個節(jié)點(diǎn) A、B、C，第一個用戶第一次訪問被指派到了 A，第二個用戶第一次訪問被指派到了 B，當(dāng)?shù)谝粋€用戶第二次訪問時會被繼續(xù)指派到 A，第二個用戶第二次訪問時依舊會被指派到B，只要負(fù)載均衡調(diào)度器不重啟，第一個用戶訪問都會被指派到 A，第二個用戶訪問都會被指派到 B,實(shí)現(xiàn)群集的調(diào)度。此調(diào)度算法好處是實(shí)現(xiàn)會話保持，但某些IP訪問量非常大時會引起負(fù)載不均衡，部分節(jié)點(diǎn)訪問量超大，影響業(yè)務(wù)使用。

 2.3常見的Web群集調(diào)度器

        目前，常見的 Web 群集調(diào)度器分為軟件和硬件。軟件通常使用開源的 LVS、Haproxy、 Nginx，硬件一般使用比較多的是 F5。也有很多人使用國內(nèi)的一些產(chǎn)品，如梭子魚、綠盟等。

3.案例環(huán)境

3.1本案例環(huán)境

本案例使用三臺服務(wù)器模擬搭建一套 Web 群集，具體的拓?fù)淙鐖D所示。案例環(huán)境如表所示

 二、案例實(shí)施

1.搭建兩臺web服務(wù)器

 為了方便實(shí)驗，網(wǎng)站沒有配置域名，直接使用IP地址。在客戶端訪問http://192.168.10.102/test.html 測試

 2.安裝Haproxy

 3.haproxy服務(wù)器配置

修改haproxy的配置文件

Haproxy 配置項介紹:
Haproxy 配置文件通常分為三個部分，即 global、defaults 和 listen。
global 為全局配置，defaults 為默認(rèn)配置，listen 為應(yīng)用組件配置。

•  global部分-全局配置

global
    log    127.0.0.1 local2          # 日志輸出到本地127.0.0.1的syslog的local2設(shè)施
    chroot    /var/lib/haproxy       # 改變根目錄到/var/lib/haproxy，增強(qiáng)安全性
    pidfile   /var/run/haproxy.pid   # 指定pid文件位置
    user    haproxy                  # 以haproxy用戶身份運(yùn)行
    group    haproxy                 # 以haproxy組身份運(yùn)行
    daemon                           # 以守護(hù)進(jìn)程方式運(yùn)行
    maxconn    4000                  # 最大連接數(shù)4000

•  defaults 部分 - 默認(rèn)參數(shù)

 defaults 配置項配置默認(rèn)參數(shù)，一般會被應(yīng)用組件繼承，如果在應(yīng)用組件中沒有特別聲明，將按照默認(rèn)配置參數(shù)設(shè)置。

defaults
    mode    http                     # 默認(rèn)模式為HTTP(七層代理)
    log    global                    # 繼承g(shù)lobal部分的日志配置
    option    httplog                # 啟用HTTP日志格式
    option    dontlognull            # 不記錄空連接日志
    retries    3                     # 失敗后重試3次
    timeout http-request 5s          # HTTP請求超時時間5秒
    timeout queue    1m              # 請求在隊列中的最長等待時間1分鐘
    timeout connect    5s            # 連接后端服務(wù)器的超時時間5秒
    timeout client    1m             # 客戶端不活動超時時間1分鐘
    timeout server    1m             # 服務(wù)器端不活動超時時間1分鐘
    timeout http-keep-alive 5s       # HTTP keep-alive超時時間5秒
    timeout check    5s              # 健康檢查超時時間5秒
    maxconn    3000                  # 默認(rèn)最大連接數(shù)3000

•  listen 部分 - 定義前端和后端

listen  myweb                        # 定義一個名為myweb的監(jiān)聽服務(wù)(同時包含前端和后端)
    bind 0.0.0.0:80                  # 監(jiān)聽所有IP的80端口
    option httpchk GET /index.html   # 使用HTTP GET /index.html進(jìn)行健康檢查
    balance roundrobin               # 使用輪詢(round-robin)負(fù)載均衡算法
    server inst1 192.168.10.102:80 check inter 2000 fall 3  # 后端服務(wù)器1，IP:192.168.10.102:80，啟用健康檢查，檢查間隔2秒，3次失敗標(biāo)記為不可用
    server inst2 192.168.10.103:80 check inter 2000 fall █  # 后端服務(wù)器2，IP:192.168.10.103:80，啟用健康檢查，檢查間隔2秒，█處應(yīng)為失敗次數(shù)(如3)

 4.測試web群集

        通過上面的步驟，已經(jīng)搭建完成 Haproxy 的 Web 群集，接下來需要驗證群集是否工作正常。一個群集一般需要具備兩個特性，第一個是高性能，第二個是高可用。

• 測試高性能

在客戶端訪問網(wǎng)站顯示信息 ：

•  測試高可用

 現(xiàn)在將192.168.10.102的Nginx服務(wù)停用，在客戶端使用瀏 覽器打開 http://192.168.10.103/test.html，瀏覽器顯示信息仍然更之前一樣。
從中可以看出，當(dāng)一臺節(jié)點(diǎn)故障，不會影響群集的使用，這樣就滿足了群集的高可用性。也可以將 192.168.10.102的 Nginx 服務(wù)恢復(fù)，再將192.168.10.103 的 Nginx 服務(wù)停用，測試高可用性。

5.haproxy的日志

        Haproxy 的日志默認(rèn)輸出到系統(tǒng)的 syslog 中，查看起來不是非常方便，為了更好地管理 Haproxy 的日志，在生產(chǎn)環(huán)境中一般單獨(dú)定義出來，定義的方法如下所述。 

修改 haproxy 配置文件，將原有的配置更改為以下配置:

[root@localhost ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
    log    /dev/log local0 info  # 修改log配置，使用local0設(shè)備記錄info級別日志
    #chroot    /var/lib/haproxy  # 注釋掉chroot項（取消chroot限制）

配置 Rsyslog 服務(wù)

[root@localhost ~]# vim /etc/rsyslog.d/99-haproxy.conf
# 捕獲local0設(shè)備的日志，寫入/var/log/haproxy.log
local0.* /var/log/haproxy.log

創(chuàng)建日志文件并設(shè)置權(quán)限

[root@localhost ~]# touch /var/log/haproxy.log
[root@localhost ~]# chmod 640 /var/log/haproxy.log
[root@localhost ~]# chown root:adm /var/log/haproxy.log

重啟Rsyslog和 HAProxy 服務(wù)

[root@localhost ~]# systemctl restart rsyslog
[root@localhost ~]# systemctl restart haproxy

• 測試日志信息。

 在客戶端訪問 http://192.168.10.103/test.html 后，可以使用 tail -f/var/log/haproxy.log 即時査看 Haproxy 的訪問請求日志信息。

[root@localhost ~]# tail -f /var/log/haproxy.log
Apr 11 22:06:20 localhost happyxy[2701]: 192.168.10.1:54483 [11/Apr/2025:22:06:20.941] webcluster webcluster/inst2 0/0/0/1/1 200 221 -- --- 2/2/0/0/0 0/0 "GET /test.html HTTP/1.1"
Apr 11 22:06:20 localhost happyxy[2701]: 192.168.10.1:54483 [11/Apr/2025:22:06:20.981] webcluster webcluster/inst1 0/0/0/1/1 404 3603 -- --- 2/2/0/0/0 0/0 "GET /favicon.ico HTTP/1.1"

6.haproxy的參數(shù)優(yōu)化

關(guān)于 Haproxy 的參數(shù)優(yōu)化，以下列舉了幾個關(guān)鍵的參數(shù)，并對各參數(shù)的生產(chǎn)環(huán)境的優(yōu)化 建議做了說明，如表下表所示。

總結(jié)

HAProxy作為一款高性能且功能強(qiáng)大的開源負(fù)載均衡與代理服務(wù)器軟件，在運(yùn)維領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它憑借高效的請求轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制、靈活的負(fù)載均衡算法(如輪詢、最少連接、源地址哈希等)，能夠智能地將客戶端請求分配到后端多臺服務(wù)器，有效提升系統(tǒng)整體性能與可用性;支持TCP和HTTP(S)等多種協(xié)議，適配各類應(yīng)用場景，無論是 Web 服務(wù)、數(shù)據(jù)庫代理還是 API網(wǎng)關(guān)等都能輕松應(yīng)對;具備完善的健康檢查功能，可實(shí)時監(jiān)測后端服務(wù)器狀態(tài)，自動隔離故障節(jié)
點(diǎn)，確保服務(wù)連續(xù)性;同時，其豐富的配置選項與動態(tài)重載能力，讓運(yùn)維人員能夠根據(jù)業(yè)務(wù)需求靈活調(diào)整策略，且無需中斷服務(wù)。在實(shí)際運(yùn)維工作中，熟練掌握HAProxy 的部署、配置、監(jiān)控與優(yōu)化技巧，對于構(gòu)建穩(wěn)定、高效、可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)具有不可忽視的意義。

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