HAProxy从零开始到掌握

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kelgon
1.9 2017.02.20 17:14* 字数 5617

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  • HAProxy是什么
  • HAProxy的核心能力和关键特性
  • HAProxy的安装和运行
  • 使用HAProxy搭建L7负载均衡器
  • 使用HAProxy搭建L4负载均衡器
  • HAProxy关键配置详解
  • 使用Keepalived实现HAProxy高可用

HAProxy是什么

HAProxy是一个免费的负载均衡软件,可以运行于大部分主流的Linux操作系统上。

HAProxy提供了L4(TCP)和L7(HTTP)两种负载均衡能力,具备丰富的功能。HAProxy的社区非常活跃,版本更新快速(最新稳定版1.7.2于2017/01/13推出)。最关键的是,HAProxy具备媲美商用负载均衡器的性能和稳定性。

因为HAProxy的上述优点,它当前不仅仅是免费负载均衡软件的首选,更几乎成为了唯一选择。

HAProxy的核心能力和关键特性

HAProxy的核心功能

  • 负载均衡:L4和L7两种模式,支持RR/静态RR/LC/IP Hash/URI Hash/URL_PARAM Hash/HTTP_HEADER Hash等丰富的负载均衡算法
  • 健康检查:支持TCP和HTTP两种健康检查模式
  • 会话保持:对于未实现会话共享的应用集群,可通过Insert Cookie/Rewrite Cookie/Prefix Cookie,以及上述的多种Hash方式实现会话保持
  • SSL:HAProxy可以解析HTTPS协议,并能够将请求解密为HTTP后向后端传输
  • HTTP请求重写与重定向
  • 监控与统计:HAProxy提供了基于Web的统计信息页面,展现健康状态和流量数据。基于此功能,使用者可以开发监控程序来监控HAProxy的状态

HAProxy的关键特性

性能

  • 采用单线程、事件驱动、非阻塞模型,减少上下文切换的消耗,能在1ms内处理数百个请求。并且每个会话只占用数KB的内存。
  • 大量精细的性能优化,如O(1)复杂度的事件检查器、延迟更新技术、Single-buffereing、Zero-copy forwarding等等,这些技术使得HAProxy在中等负载下只占用极低的CPU资源。
  • HAProxy大量利用操作系统本身的功能特性,使得其在处理请求时能发挥极高的性能,通常情况下,HAProxy自身只占用15%的处理时间,剩余的85%都是在系统内核层完成的。
  • HAProxy作者在8年前(2009)年使用1.4版本进行了一次测试,单个HAProxy进程的处理能力突破了10万请求/秒,并轻松占满了10Gbps的网络带宽。

稳定性

作为建议以单进程模式运行的程序,HAProxy对稳定性的要求是十分严苛的。按照作者的说法,HAProxy在13年间从未出现过一个会导致其崩溃的BUG,HAProxy一旦成功启动,除非操作系统或硬件故障,否则就不会崩溃(我觉得可能多少还是有夸大的成分)。

在上文中提到过,HAProxy的大部分工作都是在操作系统内核完成的,所以HAProxy的稳定性主要依赖于操作系统,作者建议使用2.6或3.x的Linux内核,对sysctls参数进行精细的优化,并且确保主机有足够的内存。这样HAProxy就能够持续满负载稳定运行数年之久。

个人的建议:

  • 使用3.x内核的Linux操作系统运行HAProxy
  • 运行HAProxy的主机上不要部署其他的应用,确保HAProxy独占资源,同时避免其他应用引发操作系统或主机的故障
  • 至少为HAProxy配备一台备机,以应对主机硬件故障、断电等突发情况(搭建双活HAProxy的方法在后文中有描述)
  • sysctl的建议配置(并不是万用配置,仍然需要针对具体情况进行更精细的调整,但可以作为首次使用HAProxy的初始配置使用):
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65023
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 10240
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 400000
net.ipv4.tcp_max_orphans = 60000
net.ipv4.tcp_synack_retries = 3
net.core.somaxconn = 10000

HAProxy的安装和运行

下面介绍在CentOS7中安装和运行HAProxy最新稳定版(1.7.2)的方法

安装

  1. 为HAProxy创建用户和用户组,此例中用户和用户组都是"ha"。注意,如果想要让HAProxy监听1024以下的端口,则需要以root用户来启动

  2. 下载并解压

wget http://www.haproxy.org/download/1.7/src/haproxy-1.7.2.tar.gz
tar -xzf haproxy-1.7.2.tar.gz
  1. 编译并安装
make PREFIX=/home/ha/haproxy TARGET=linux2628
make install PREFIX=/home/ha/haproxy

PREFIX为指定的安装路径,TARGET则根据当前操作系统内核版本指定:

- linux22     for Linux 2.2
- linux24     for Linux 2.4 and above (default)
- linux24e    for Linux 2.4 with support for a working epoll (> 0.21)
- linux26     for Linux 2.6 and above
- linux2628   for Linux 2.6.28, 3.x, and above (enables splice and tproxy)

此例中,我们的操作系统内核版本为3.10.0,所以TARGET指定为linux2628

  1. 创建HAProxy配置文件
mkdir -p /home/ha/haproxy/conf
vi /home/ha/haproxy/conf/haproxy.cfg

我们先创建一个最简单配置文件:

global #全局属性
    daemon  #以daemon方式在后台运行
    maxconn 256  #最大同时256连接
    pidfile /home/ha/haproxy/conf/haproxy.pid  #指定保存HAProxy进程号的文件

defaults #默认参数
    mode http  #http模式
    timeout connect 5000ms  #连接server端超时5s
    timeout client 50000ms  #客户端响应超时50s
    timeout server 50000ms  #server端响应超时50s

frontend http-in #前端服务http-in
    bind *:8080  #监听8080端口
    default_backend servers  #请求转发至名为"servers"的后端服务

backend servers #后端服务servers
    server server1 127.0.0.1:8000 maxconn 32  #backend servers中只有一个后端服务,名字叫server1,起在本机的8000端口,HAProxy同时最多向这个服务发起32个连接

更加详细的配置会在后面章节中进行说明
注意:HAProxy要求系统的ulimit -n参数大于[maxconn*2+18],在设置较大的maxconn时,注意检查并修改ulimit -n参数

  1. 将HAProxy注册为系统服务

在/etc/init.d目录下添加HAProxy服务的启停脚本:

vi /etc/init.d/haproxy

#! /bin/sh
set -e

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/home/ha/haproxy/sbin
PROGDIR=/home/ha/haproxy
PROGNAME=haproxy
DAEMON=$PROGDIR/sbin/$PROGNAME
CONFIG=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.cfg
PIDFILE=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.pid
DESC="HAProxy daemon"
SCRIPTNAME=/etc/init.d/$PROGNAME

# Gracefully exit if the package has been removed.
test -x $DAEMON || exit 0

start()
{
       echo -e "Starting $DESC: $PROGNAME\n"
       $DAEMON -f $CONFIG
       echo "."
}

stop()
{
       echo -e "Stopping $DESC: $PROGNAME\n"
       haproxy_pid="$(cat $PIDFILE)"
       kill $haproxy_pid
       echo "."
}

restart()
{
       echo -e "Restarting $DESC: $PROGNAME\n"
       $DAEMON -f $CONFIG -p $PIDFILE -sf $(cat $PIDFILE)
       echo "."
}

case "$1" in
 start)
       start
       ;;
 stop)
       stop
       ;;
 restart)
       restart
       ;;
 *)
       echo "Usage: $SCRIPTNAME {start|stop|restart}" >&2
       exit 1
       ;;
esac

exit 0

运行

启动、停止和重启:

service haproxy start
service haproxy stop
service haproxy restart

添加日志

HAProxy不会直接输出文件日志,所以我们要借助Linux的rsyslog来让HAProxy输出日志

  1. 修改haproxy.cfg

在global域和defaults域中添加:

global
    ...
    log 127.0.0.1 local0 info
    log 127.0.0.1 local1 warning
    ...

defaults
    ...
    log global
    ...

意思是将info级(及以上)的日志推送到rsyslog的local0接口,将warn级(及以上)的日志推送到rsyslog的local1接口,并且所有frontend都默认使用global中的日志配置。

注:info级的日志会打印HAProxy处理的每一条请求,会占用很大的磁盘空间,在生产环境中,建议将日志级别调整为notice

  1. 为rsyslog添加haproxy日志的配置
vi /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
$ModLoad imudp
$UDPServerRun 514
$FileCreateMode 0644  #日志文件的权限
$FileOwner ha  #日志文件的owner
local0.*     /var/log/haproxy.log  #local0接口对应的日志输出文件
local1.*     /var/log/haproxy_warn.log  #local1接口对应的日志输出文件
  1. 修改rsyslog的启动参数
vi /etc/sysconfig/rsyslog
# Options for rsyslogd
# Syslogd options are deprecated since rsyslog v3.
# If you want to use them, switch to compatibility mode 2 by "-c 2"
# See rsyslogd(8) for more details
SYSLOGD_OPTIONS="-c 2 -r -m 0"
  1. 重启rsyslog和HAProxy
service rsyslog restart
service haproxy restart

此时就应该能在/var/log目录下看到haproxy的日志文件了

  1. 用logrotate进行日志切分

通过rsyslog输出的日志是不会进行切分的,所以需要依靠Linux提供的logrotate来进行切分工作

使用root用户,创建haproxy日志切分配置文件:

mkdir /root/logrotate
vi /root/logrotate/haproxy
/var/log/haproxy.log /var/log/haproxy_warn.log {  #切分的两个文件名
    daily        #按天切分
    rotate 7     #保留7份
    create 0644 ha ha  #创建新文件的权限、用户、用户组
    compress     #压缩旧日志
    delaycompress  #延迟一天压缩
    missingok    #忽略文件不存在的错误
    dateext      #旧日志加上日志后缀
    sharedscripts  #切分后的重启脚本只运行一次
    postrotate   #切分后运行脚本重载rsyslog,让rsyslog向新的日志文件中输出日志
      /bin/kill -HUP $(/bin/cat /var/run/syslogd.pid 2>/dev/null) &>/dev/null
    endscript
}

并配置在crontab中运行:

0 0 * * * /usr/sbin/logrotate /root/logrotate/haproxy

使用HAProxy搭建L7负载均衡器

总体方案

本节中,我们将使用HAProxy搭建一个L7负载均衡器,应用如下功能

  • 负载均衡
  • 会话保持
  • 健康检查
  • 根据URI前缀向不同的后端集群转发
  • 监控页面

架构如下:

1.png

架构中共有6个后端服务,划分为3组,每组中2个服务:

  • ms1:服务URI前缀为ms1/的请求
  • ms2:服务URI前缀为ms2/的请求
  • def:服务其他请求

搭建

  1. 搭建后端服务

部署6个后端服务,可以使用任意的Web服务,如Nginx、Apache HTTPD、Tomcat、Jetty等,具体Web服务的安装过程省略。

此例中,我们在192.168.8.111和192.168.8.112两台主机上分别安装了3个Nginx:

ms1.srv1 - 192.168.8.111:8080
ms1.srv2 - 192.168.8.112:8080
ms2.srv1 - 192.168.8.111:8081
ms2.srv2 - 192.168.8.112:8081
def.srv1 - 192.168.8.111:8082
def.srv2 - 192.168.8.112:8082

在这6个Nginx服务分别部署健康检查页面healthCheck.html,页面内容任意。确保通过http://ip:port/healthCheck.html可以访问到这个页面

接下来在6个Nginx服务中部署服务页面:

在第一组中部署ms1/demo.html
在第二组中部署ms2/demo.html
在第三组中部署def/demo.html

demo.html的内容,以部署在192.168.8.111:8080上的为例:

Hello! This is ms1.srv1!

部署在192.168.8.112:8080上的就应该是

Hello! This is ms1.srv2!

以此类推

  1. 搭建HAProxy

在192.168.8.110主机安装HAProxy
HAProxy的安装和配置步骤如上一章中描述,此处略去

HAProxy配置文件:

global
    daemon
    maxconn 30000   #ulimit -n至少为60018
    user ha
    pidfile /home/ha/haproxy/conf/haproxy.pid
    log 127.0.0.1 local0 info
    log 127.0.0.1 local1 warning

defaults
    mode http
    log global
    option http-keep-alive   #使用keepAlive连接
    option forwardfor        #记录客户端IP在X-Forwarded-For头域中
    option httplog           #开启httplog,HAProxy会记录更丰富的请求信息
    timeout connect 5000ms
    timeout client 10000ms
    timeout server 50000ms
    timeout http-request 20000ms    #从连接创建开始到从客户端读取完整HTTP请求的超时时间,用于避免类DoS攻击
    option httpchk GET /healthCheck.html    #定义默认的健康检查策略

frontend http-in
    bind *:9001
    maxconn 30000                    #定义此端口上的maxconn
    acl url_ms1 path_beg -i /ms1/    #定义ACL,当uri以/ms1/开头时,ACL[url_ms1]为true
    acl url_ms2 path_beg -i /ms2/    #同上,url_ms2
    use_backend ms1 if url_ms1       #当[url_ms1]为true时,定向到后端服务群ms1中
    use_backend ms2 if url_ms2       #当[url_ms2]为true时,定向到后端服务群ms2中
    default_backend default_servers  #其他情况时,定向到后端服务群default_servers中

backend ms1    #定义后端服务群ms1
    balance roundrobin    #使用RR负载均衡算法
    cookie HA_STICKY_ms1 insert indirect nocache    #会话保持策略,insert名为"HA_STICKY_ms1"的cookie
    #定义后端server[ms1.srv1],请求定向到该server时会在响应中写入cookie值[ms1.srv1]
    #针对此server的maxconn设置为300
    #应用默认健康检查策略,健康检查间隔和超时时间为2000ms,两次成功视为节点UP,三次失败视为节点DOWN
    server ms1.srv1 192.168.8.111:8080 cookie ms1.srv1 maxconn 300 check inter 2000ms rise 2 fall 3
    #同上,inter 2000ms rise 2 fall 3是默认值,可以省略
    server ms1.srv2 192.168.8.112:8080 cookie ms1.srv2 maxconn 300 check

backend ms2    #定义后端服务群ms2
    balance roundrobin
    cookie HA_STICKY_ms2 insert indirect nocache
    server ms2.srv1 192.168.8.111:8081 cookie ms2.srv1 maxconn 300 check
    server ms2.srv2 192.168.8.112:8081 cookie ms2.srv2 maxconn 300 check

backend default_servers    #定义后端服务群default_servers
    balance roundrobin
    cookie HA_STICKY_def insert indirect nocache
    server def.srv1 192.168.8.111:8082 cookie def.srv1 maxconn 300 check
    server def.srv2 192.168.8.112:8082 cookie def.srv2 maxconn 300 check

listen stats    #定义监控页面
    bind *:1080                   #绑定端口1080
    stats refresh 30s             #每30秒更新监控数据
    stats uri /stats              #访问监控页面的uri
    stats realm HAProxy\ Stats    #监控页面的认证提示
    stats auth admin:admin        #监控页面的用户名和密码

修改完成后,启动HAProxy

service haproxy start

测试

首先,访问一下监控页面http://192.168.8.110:1080/stats 并按提示输入用户名密码

接下来就能看到监控页面:

2.png

监控页面中列出了我们配置的所有frontend和backend服务,以及它们的详细指标。如连接数,队列情况,session rate,流量,后端服务的健康状态等等

接下来,我们一一测试在HAProxy中配置的功能

  1. 健康检查

从监控页面中就可以直接看出健康检查配置的是否正确,上图中可以看到,backend ms1、ms2、default_servers下属的6个后端服务的Status都是20h28m UP,代表健康状态已持续了20小时28分钟,而LastChk显示L7OK/200 in 1ms则代表在1ms前进行了L7的健康检查(即HTTP请求方式的健康检查),返回码为200

此时我们将ms1.srv1中的healthCheck.html改名

mv healthCheck.html healthCheck.html.bak

然后再去看监控页面:

3.png

ms1.srv1的状态变成了2s DOWN,LastChk则是L7STS/404 in 2ms,代表上次健康检查返回了404
再恢复healthCheck.html,很快就能看到ms1.srv1重新恢复到UP状态

  1. 通过URI前缀转发请求

访问http://192.168.8.110:9001/ms1/demo.html

4.png

可以看到成功定向到了ms1.srv1上

访问http://192.168.8.110:9001/ms2/demo.html :

5.png

访问http://192.168.8.110:9001/def/demo.html :

6.png

3) 负载均衡和会话保持策略

在分别访问过ms1/demo.html, ms2/demo.html, m3/demo.html后,查看一下浏览器的Cookie:


7.png

可以看到HAProxy已经回写了三个用于会话保持的cookie,此时反复刷新这三个页面,会发现总是被定向到*.srv1上

接下来我们删除HA_STICKY_ms1这条cookie,然后再访问ms1/demo.html,会看到:

8.png

同时也被新写入了一条Cookie:

9.png

如果发现仍然被定位到ms1.srv1,同时也没有写入新的HA_STICKY_ms1 Cookie,那么可能是浏览器缓存了ms1/demo.html页面,请求并没有到达HAProxy。F5刷新一下应该就可以了。

使用HAProxy搭建L4负载均衡器

HAProxy作为L4负载均衡器工作时,不会去解析任何与HTTP协议相关的内容,只在传输层对数据包进行处理。也就是说,以L4模式运行的HAProxy,无法实现根据URL向不同后端转发、通过cookie实现会话保持等功能。

同时,在L4模式下工作的HAProxy也无法提供监控页面。

但作为L4负载均衡器的HAProxy能够提供更高的性能,适合于基于套接字的服务(如数据库、消息队列、RPC、邮件服务、Redis等),或不需要逻辑规则判断,并已实现了会话共享的HTTP服务。

总体方案

本例中,我们使用HAProxy以L4方式来代理两个HTTP服务,不提供会话保持。

global
    daemon
    maxconn 30000   #ulimit -n至少为60018
    user ha
    pidfile /home/ha/haproxy/conf/haproxy.pid
    log 127.0.0.1 local0 info
    log 127.0.0.1 local1 warning

defaults
    mode tcp
    log global
    option tcplog            #开启tcplog
    timeout connect 5000ms
    timeout client 10000ms
    timeout server 10000ms   #TCP模式下,应将timeout client和timeout server设置为一样的值,以防止出现问题
    option httpchk GET /healthCheck.html    #定义默认的健康检查策略

frontend http-in
    bind *:9002
    maxconn 30000                    #定义此端口上的maxconn
    default_backend default_servers  #请求定向至后端服务群default_servers

backend default_servers    #定义后端服务群default_servers
    balance roundrobin
    server def.srv1 192.168.8.111:8082 maxconn 300 check
    server def.srv2 192.168.8.112:8082 maxconn 300 check

L4模式下的会话保持

虽然TCP模式下的HAProxy无法通过HTTP Cookie实现会话保持,但可以很方便的实现基于客户端IP的会话保持。只需将

    balance roundrobin

改为

    balance source

此外,HAProxy提供了强大的stick-table功能,HAProxy可以从传输层的数据包中采样出大量的属性,并将这些属性作为会话保持的策略写入stick-table中。
本文中不对stick-table进行深入探讨,如需要了解,可参考官方文档configuration.html#4-stick-table

HAProxy关键配置详解

总览

HAProxy的配置文件共有5个域

  • global:用于配置全局参数
  • default:用于配置所有frontend和backend的默认属性
  • frontend:用于配置前端服务(即HAProxy自身提供的服务)实例
  • backend:用于配置后端服务(即HAProxy后面接的服务)实例组
  • listen:frontend+backend的组合配置,可以理解成更简洁的配置方法

global域的关键配置

  • daemon:指定HAProxy以后台模式运行,通常情况下都应该使用这一配置
  • user [username] :指定HAProxy进程所属的用户
  • group [groupname] :指定HAProxy进程所属的用户组
  • log [address] [device] [maxlevel] [minlevel]:日志输出配置,如log 127.0.0.1 local0 info warning,即向本机rsyslog或syslog的local0输出info到warning级别的日志。其中[minlevel]可以省略。HAProxy的日志共有8个级别,从高到低为emerg/alert/crit/err/warning/notice/info/debug
  • pidfile :指定记录HAProxy进程号的文件绝对路径。主要用于HAProxy进程的停止和重启动作。
  • maxconn :HAProxy进程同时处理的连接数,当连接数达到这一数值时,HAProxy将停止接收连接请求

frontend域的关键配置

  • acl [name] [criterion] [flags] [operator] [value]:定义一条ACL,ACL是根据数据包的指定属性以指定表达式计算出的true/false值。如"acl url_ms1 path_beg -i /ms1/"定义了名为url_ms1的ACL,该ACL在请求uri以/ms1/开头(忽略大小写)时为true
  • bind [ip]:[port]:frontend服务监听的端口
  • default_backend [name]:frontend对应的默认backend
  • disabled:禁用此frontend
  • http-request [operation] [condition]:对所有到达此frontend的HTTP请求应用的策略,例如可以拒绝、要求认证、添加header、替换header、定义ACL等等。
  • http-response [operation] [condition]:对所有从此frontend返回的HTTP响应应用的策略,大体同上
  • log:同global域的log配置,仅应用于此frontend。如果要沿用global域的log配置,则此处配置为log global
  • maxconn:同global域的maxconn,仅应用于此frontend
  • mode:此frontend的工作模式,主要有http和tcp两种,对应L7和L4两种负载均衡模式
  • option forwardfor:在请求中添加X-Forwarded-For Header,记录客户端ip
  • option http-keep-alive:以KeepAlive模式提供服务
  • option httpclose:与http-keep-alive对应,关闭KeepAlive模式,如果HAProxy主要提供的是接口类型的服务,可以考虑采用httpclose模式,以节省连接数资源。但如果这样做了,接口的调用端将不能使用HTTP连接池
  • option httplog:开启httplog,HAProxy将会以类似Apache HTTP或Nginx的格式来记录请求日志
  • option tcplog:开启tcplog,HAProxy将会在日志中记录数据包在传输层的更多属性
  • stats uri [uri]:在此frontend上开启监控页面,通过[uri]访问
  • stats refresh [time]:监控数据刷新周期
  • stats auth [user]:[password]:监控页面的认证用户名密码
  • timeout client [time]:指连接创建后,客户端持续不发送数据的超时时间
  • timeout http-request [time]:指连接创建后,客户端没能发送完整HTTP请求的超时时间,主要用于防止DoS类攻击,即创建连接后,以非常缓慢的速度发送请求包,导致HAProxy连接被长时间占用
  • use_backend [backend] if|unless [acl]:与ACL搭配使用,在满足/不满足ACL时转发至指定的backend

backend域的关键配置

  • acl:同frontend域
  • balance [algorithm]:在此backend下所有server间的负载均衡算法,常用的有roundrobin和source,完整的算法说明见官方文档configuration.html#4.2-balance
  • cookie:在backend server间启用基于cookie的会话保持策略,最常用的是insert方式,如cookie HA_STICKY_ms1 insert indirect nocache,指HAProxy将在响应中插入名为HA_STICKY_ms1的cookie,其值为对应的server定义中指定的值,并根据请求中此cookie的值决定转发至哪个server。indirect代表如果请求中已经带有合法的HA_STICK_ms1 cookie,则HAProxy不会在响应中再次插入此cookie,nocache则代表禁止链路上的所有网关和缓存服务器缓存带有Set-Cookie头的响应。
  • default-server:用于指定此backend下所有server的默认设置。具体见下面的server配置。
  • disabled:禁用此backend
  • http-request/http-response:同frontend域
  • log:同frontend域
  • mode:同frontend域
  • option forwardfor:同frontend域
  • option http-keep-alive:同frontend域
  • option httpclose:同frontend域
  • option httpchk [METHOD] [URL] [VERSION]:定义以http方式进行的健康检查策略。如option httpchk GET /healthCheck.html HTTP/1.1
  • option httplog:同frontend域
  • option tcplog:同frontend域
  • server [name] [ip]:[port] [params]:定义backend中的一个后端server,[params]用于指定这个server的参数,常用的包括有:

check:指定此参数时,HAProxy将会对此server执行健康检查,检查方法在option httpchk中配置。同时还可以在check后指定inter, rise, fall三个参数,分别代表健康检查的周期、连续几次成功认为server UP,连续几次失败认为server DOWN,默认值是inter 2000ms rise 2 fall 3
cookie [value]:用于配合基于cookie的会话保持,如cookie ms1.srv1代表交由此server处理的请求会在响应中写入值为ms1.srv1的cookie(具体的cookie名则在backend域中的cookie设置中指定)
maxconn:指HAProxy最多同时向此server发起的连接数,当连接数到达maxconn后,向此server发起的新连接会进入等待队列。默认为0,即无限
maxqueue:等待队列的长度,当队列已满后,后续请求将会发至此backend下的其他server,默认为0,即无限
weight:server的权重,0-256,权重越大,分给这个server的请求就越多。weight为0的server将不会被分配任何新的连接。所有server默认weight为1

  • timeout connect [time]:指HAProxy尝试与backend server创建连接的超时时间
  • timeout check [time]:默认情况下,健康检查的连接+响应超时时间为server命令中指定的inter值,如果配置了timeout check,HAProxy会以inter作为健康检查请求的连接超时时间,并以timeout check的值作为健康检查请求的响应超时时间
  • timeout server [time]:指backend server响应HAProxy请求的超时时间

default域

上文所属的frontend和backend域关键配置中,除acl、bind、http-request、http-response、use_backend外,其余的均可以配置在default域中。default域中配置了的项目,如果在frontend或backend域中没有配置,将会使用default域中的配置。

listen域

listen域是frontend域和backend域的组合,frontend域和backend域中所有的配置都可以配置在listen域下

官方配置文档

HAProxy的配置项非常多,支持非常丰富的功能,上文只列出了作为L7负载均衡器使用HAProxy时的一些关键参数。完整的参数说明请参见官方文档 configuration.html

使用Keepalived实现HAProxy高可用

尽管HAProxy非常稳定,但仍然无法规避操作系统故障、主机硬件故障、网络故障甚至断电带来的风险。所以必须对HAProxy实施高可用方案。

下文将介绍利用Keepalived实现的HAProxy热备方案。即两台主机上的两个HAProxy实例同时在线,其中权重较高的实例为MASTER,MASTER出现问题时,另一台实例自动接管所有流量。

原理

在两台HAProxy的主机上分别运行着一个Keepalived实例,这两个Keepalived争抢同一个虚IP地址,两个HAProxy也尝试去绑定这同一个虚IP地址上的端口。
显然,同时只能有一个Keepalived抢到这个虚IP,抢到了这个虚IP的Keepalived主机上的HAProxy便是当前的MASTER。
Keepalived内部维护一个权重值,权重值最高的Keepalived实例能够抢到虚IP。同时Keepalived会定期check本主机上的HAProxy状态,状态OK时权重值增加。

搭建HAProxy主备集群

  1. 环境准备

在两台物理机上安装并配置HAProxy,本例中,将在192.168.8.110和192.168.8.111两台主机上上安装两套完全一样的HAProxy,具体步骤省略,请参考“使用HAProxy搭建L7负载均衡器”一节。

  1. 安装Keepalived

下载,解压,编译,安装:

wget http://www.keepalived.org/software/keepalived-1.2.19.tar.gz
tar -xzf keepalived-1.2.19.tar.gz
./configure --prefix=/usr/local/keepalived
make
make install

注册为系统服务:

cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/
cp /usr/local/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/
cp /usr/local/keepalived/etc/rc.d/init.d/keepalived /etc/init.d/
chmod +x /etc/init.d/keepalived

注意:Keepalived需要使用root用户进行安装和配置

  1. 配置Keepalived

创建并编辑配置文件

mkdir -p /etc/keepalived/
cp /usr/local/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/
vi /etc/keepalived/keepalived.conf

配置文件内容:

global_defs {
    router_id LVS_DEVEL  #虚拟路由名称
}

#HAProxy健康检查配置
vrrp_script chk_haproxy {
    script "killall -0 haproxy"  #使用killall -0检查haproxy实例是否存在,性能高于ps命令
    interval 2   #脚本运行周期
    weight 2   #每次检查的加权权重值
}

#虚拟路由配置
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER           #本机实例状态,MASTER/BACKUP,备机配置文件中请写BACKUP
    interface enp0s25      #本机网卡名称,使用ifconfig命令查看
    virtual_router_id 51   #虚拟路由编号,主备机保持一致
    priority 101           #本机初始权重,备机请填写小于主机的值(例如100)
    advert_int 1           #争抢虚地址的周期,秒
    virtual_ipaddress {
        192.168.8.201      #虚地址IP,主备机保持一致
    }
    track_script {
        chk_haproxy        #对应的健康检查配置
    }
}

如果主机没有killall命令,则需要安装psmisc包:

yum intall psmisc
  1. 分别启动两个Keepalived
service keepalived start

验证

启动后,先分别在两台主机查看虚IP 192.168.8.201由谁持有,执行命令:

ip addr sh enp0s25   (将enp0s25替换成主机的网卡名)

持有虚IP的主机输出会是这样的:

10.png

另一台主机输出则是这样的:

11.png

如果你先启动备机的Keepalived,那么很有可能虚IP会被备机抢到,因为备机的权重配置只比主机低1,只要执行一次健康检查就能把权重提高到102,高于主机的101。

此时访问http://192.168.8.201:9001/ms1/demo.html ,可以看到我们先前部署的网页。

此时,检查/var/log/haproxy.log,能看到此请求落在了抢到了虚IP的主机上。

接下来,我们停掉当前MASTER主机的HAProxy实例(或者Keepalive实例,效果一样)

service haproxy stop

再次访问http://192.168.8.201:9001/ms1/demo.html ,并查看备机的/var/log/haproxy.log,会看到此请求落在了备机上,主备自动切换成功。

也可以再次执行ip addr sh enp0s25命令,会看到虚IP被备机抢去了。

在/var/log/message中,也能够看到keepalived输出的切换日志:

12.png

End

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