Haproxy配合Nginx搭建Web集群

Posted 2022-01-24 封玖FJ

常见的web集群调度器

1.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
2.LVS性能最好，但是搭建相对复杂；Nginx的upstream模块支持群集功能，但是对群集节点健康检查功能不强，高并发性能没有Haproxy好
3.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

Haproxy应用分析

1.LVS在企业应用中抗负载能力很强，但存在不足
1）LVS不支持正则处理，不能实现动静分离
2）对于大型网站，LVS的实施配置复杂，维护成本相对较高
2.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
2）适用于负载大的web站点
2）运行在硬件上可支持数以万计的并发连接的连接请求

Haproxy调度算法原理

Haproxy支持多种调度算法，最常用的是前三种

1. RR （Round Robin）：RR算法是最简单常用的一种算法，即轮询调度
2. LC（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
3. SH（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
4. source：表示根据请求源IP
5. uri：表示根据请求的URI，做cdn需使用;
6. url param：表示根据请求的UR1参数balance url paramrequires an URL parameter name
7. hdr（name）：表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求;
8. rdp-cookie（name）：表示根据据cookie （name）来锁定并哈希每一次TCP请求

Haproxy的主要特性

1.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
2.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请求数为20000个，最大处理能力可达10Git/s
3.支持多达8种负载均衡算法，同时也支持会话保持
4.支持虚机主机功能，从而实现web负载均衡更加灵活
5.支持连接拒绝、全透明代理等独特的功能
6.拥有强大的ACL支持，用于访问控制
7.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
8.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
9.支持TCP加速，零复制功能，类似于mmap机制
10.支持响应池（response buffering）
11.支持RDP协议
12.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
13.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
14.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
15.基于流量的健康评估机制
16.基于http认证
17.基于命令行的管理接口
18.日志分析器，可对日志进行分析

HAProxy的优点

1.HAProxy也是支持虚拟主机的
2.HAProxy支持8种负载均衡策略
3.HAProxy的优点能够补充Nginx的一些缺点，比如支持Session的保持，Cookie的引导，同时支持通过获取指定的url来检测后端服务器的状态
4.HAProxy跟LVS类似，本身就只是一款负载均衡软件，单纯从效率上来讲HAProxy会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是优于Nginx的
5.HAProxy支持TCP协议的负载均衡转发

LVS、Haproxy、nginx区别

1.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
2.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Nainx都可以实现4层和7层技术，HAProxy可提供TCP和HrTP应用的负载均衡综合解决方案
3.LVS因为工作在ISO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
4.HAProxy功能强大，但整体性能低于4层模式的LVS 负载均衡
5.Nginx主要用干Web服务器或缓爱存服务器

Haproxy搭建 Web 群集

1、编译安装Nginx服务器

Nginx-Server1：192.168.163.11
Nginx-Server2：192.168.163.12
Nginx服务可用脚本安装

#!/bin/bash
#编译安装nginx服务，使用本脚本前请将相应的安装包放入/opt目录下
#安装所需开发包和编译环境、编译器
yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
#创建程序用户，便于准确控制访问
useradd -M -s /sbin/nologin nginx

#解压安装包
cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/

#指定安装路径、指定用户名和组名
cd nginx-1.12.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx

#编译及安装
make && make install

#软链接便于系统识别nginx操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

#添加nginx系统服务
echo [Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecrStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target > /lib/systemd/system/nginx.service

#赋权及开启服务、开启开机自启
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service

Nginx-Server1：192.168.163.11

echo "this is 192.168.163.11 web" > /usr/local/nginx/html/test.html

Nginx-Server2：192.168.163.12

echo "this is 192.168.163.12 web" > /usr/local/nginx/html/test.html

2、部署haproxy服务器（Haproxy-Server：192.168.163.10）

1）关闭防火墙，将安装Haproxy所需软件包传到/opt目录下

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

cd /opt
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=linux2628 ARCH=x86_64
make install

参数说明
#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
TARGET=linux26  #内核版本
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

#4~5行–修改，配置日志记录，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                    #最大连接数，需考虑ulimit-n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
nbproc 1                        #设置并发进程数

defaults   #配置默认参数，可被用到Listen、frontend、backend组件     
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             #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
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

listen  webcluster 0.0.0.0:80       
    option httpchk GET /test.html   #健康检查服务器的test.html文件
    balance roundrobin              #负载均衡调度算法使用轮询算法roundrobin
    server inst1 192.168.80.12:80 check inter 2000 fall 3                               #定义在线节点
    server inst2 192.168.80.13:80 check inter 2000 fall 3

#--参数说明----------------
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。

4）添加Haproxy系统服务

需要先安装好nginx服务器，再安装haproxy

cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
cd /etc/init.d/
ll
chmod +x haproxy
chkconfig --add /etc/init.d/haproxy
ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
service haproxy start

3、测试 Web集群

在客户端使用浏览器打开 http://192.168.163.10/test.html ，不断刷新浏览器测试负载均衡效果

日志定义

修改主配置文件

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

修改rsyslog配置

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。

systemctl restart rsyslog.service

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

验证查看haproxy的访问请求日志

systemctl restart rsyslog.service

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

haproxy优化

1.maxconn：最大连接数，根据应用实际情况进行调整，推荐使用10240 2.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
3.nbprod：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
4.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
5.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
6.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
7.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
8.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