一、HAProxy
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。
1.HAProxy的主要特性
可靠性和稳定性非常好,可以与硬件级的F5负载均衡设备相媲美;
最高可以同时维护40000-50000个并发连接,单位时间内处理的最大谓求数为20000个,最大处理能力可达10Git/s;
支持多达8种负载均衡算法,同时也支持会话保持;
支持虚机主机功能,从而实现web负载均衡更加灵活;
支持连接拒绝、全透明代理等独特的功能;
拥有强大的ACL支持,用于访问控制;
其独特的弹性二叉树数据结构,使数据结构的复杂性.上升到了0(1),即数据的查寻速度不会随着数据条目的增加而速度有所下降;
支持客户端的keepalive功能,减少客户端与haproxy的多次三次握手导致资源浪费,让多个请求在一个tcp连接中完成;
支持TCP加速,零复制功能,类似于mmap机制;
支持响应池( response buffering) ;
支持RDP协议;
基于源的粘性,类似nginx的ip hash功能, 把来自同一客户端的请求在一定时间内始终调度到上游的同一服务器;
更好统计数据接口,其web接口显示后端集群中各个服务器的接收、发送、拒绝、错误等数据的统计信息;.
详细的健康状态检测,web接口中有关于对上游服务器的健康检测状态,并提供了一定的管理功能;
基于流量的健康评估机制;
基于http认证;
基于命令行的管理接口;
日志分析器,可对日志进行分析。
2.Haproxy应用分析
LVS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
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
3.HAProxy负载均衡策略
HAProxy负载均衡策略非常多,常见的有如下8种
roundrobin:表示简单的轮询。
static-rr:表示根据权重。
leastconn:表示最少连接者先处理
。
source:表示根据请求的源IP,类似Nginx的IP_ hash机制
。
ri:表示根据请求的URI。
rl_ param: 表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求 。
rdp-cookie (name):表示根据据cookie (name)来锁定并哈希每一次TCP请求 。
4.Haproxy调度算法原理
Haproxy支持多种调度算法,最常用的有三种
4.1RR (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指派到节点A,轮询分配访问请求实现负载均衡效果
4.2LC (Least Connections )
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A:6、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
4.3SH (Source Hashing)
基于来源访问调度算法,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,第二个用户第一访问被指派到了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
5.LVS、Nginx、HAproxy的区别:
●LVS基于Linux操作系统实现软负载均衡,而HAProxy和Nginx是基于第三方应用实现的软负载均衡;
●LVS是可实现4层的IP负载均衡技术,无法实现基于目录、URL的转发。而HAProxy 和Nginx都可以实现4层和7层技术,HAProxy 可提供TCP和HTTP应用的负载均衡综合解决方案;
●LVS因为工作在IS0模型的第四层,其状态监测功能单一,而HAProxy在状监测方面功能更丰富、强大,可支持端口、URL、 脚本等多种状态检测方式;
●HAProxy功能强大,但整体性能低于4层模式的LVS负载均衡。
●Nginx主要用于Web服务器或缓存服务器。
二、实验配置
1.实验环境
主机 | 操作系统 | IP地址 | 主要软件 |
---|---|---|---|
Nginx 服务器 1 | CentOS 7 | 192.168.64.128 | nginx-1.12.0 |
Nginx 服务器 2 | CentOS 7 | 192.168.64.129 | nginx-1.12.0 |
Haproxy 服务器 | CentOS 7 | 192.168.64.130 | haproxy-1.59 |
客户端 | win10 | 192.168.64.200 | 浏览器 |
2.编译安装Nginx服务器
2.1搭建Nginx1
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0
#关闭防火墙及安全策略
yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
#安装响应软件包
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
#Nginx服务程序默认以 nobody 身份运行,为其创建专门的用户账号,以便更准确地控制其访问权限
cd /opt
#用 Xshell,把下载好的软件包'拖'至此目录下
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz
#解压缩
cd nginx-1.12.0/
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx
#配置软件模块
make -j 2 && make install
#编译安装
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
#优化路径,以便系统识别nginx的操作命令
echo "umi my wife" > /usr/local/nginx/html/test.html
#建立测试页面
/usr/local/nginx/sbin/nginx
#以绝对路径启动服务
netstat -natp | grep nginx
#检测
http://192.168.64.128/test.html
#回到 VMware,打开火狐浏览器进行访问测试
2.2搭建Nginx2
搭建步骤与 Nginx 1 相同
3.编译安装Haproxy
3.1关闭防护墙,将软件包进行压缩安装
查看内核,kernel 大于 2.6.2 则使用以下参数
否则为 TARGET=linux26
内核版本,系统位数,64位系统
3.2Haproxy 服务器配置
Haproxy 配置文件根据功能和用途通常分为五个部分,即 global、defaults、listen、frontend 和 backend
先复制一个镜像文件以防设错可以重来
cd /etc/haproxy/
vim haproxy.cfg
global
#为设定的全局配置部分
#属于进程级别的配置,通常和使用的操作系统配置相关
#4~5行,修改配置全局日志记录,local0为日志设备,默认存放到系统日志
log /dev/log local0 info
log /dev/log local0 notice
#log loghost local0 info
maxconn 4096 #每个 haproxy 进程可以接受的最大连接数,需考虑 ulimit-n 的限制
#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
defaults
#为缺省默认配置部分
#这些设置参数属于公共配置,一般会被自动集成到 listen、frontend 和 backend 中
#如果没有在这几部分特别声明,将按照配置参数设置
log global #缺省日志配置,定义日志为global配置中的日志记录定义
mode http #设置 Haproxy 默认运行模式,为http
option httplog #采用http日志格式记录日志
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
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
#删除下面所有的listen项,添加
listen webcluster 0.0.0.0:80
#定义一个名为 webcluster 的 Haproxy 监控页面,监听端口为 80
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 192.168.64.128:80 check inter 2000 fall 3
#定义在线节点
server inst2 192.168.64.129:80 check inter 2000 fall 3
补充:
balance roundrobin:负载均衡调度算法
轮询算法:roundrobin;最小连接数算法:leastconn;来源访问调度算法:source,类似于nginx的ip_hash
check inter 2000:表示haproxy服务器和节点之间的一个心跳频率
fall 3:表示连续三次检测不到心跳频率则认为该节点失效
若节点配置后带有“backup”表示该节点只是个备份节点,只有主节点失效该节点才会上
不携带“backup”,表示为主节点,和其它主节点共同提供服务
3.3添加并开启 haproxy 系统服务
cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
cd /etc/init.d
chmod +x haproxy
#赋权
chkconfig --add /etc/init.d/haproxy
#增加该服务,让chkconfig指令得以管理它,并同时在系统启动的叙述文件内增加相关数据
ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
#优化路径,把 haproxy 放入系统命令路径以识别
service haproxy start
或
/etc/init.d/haproxy start
#开启服务
4.测试 Web 群集