使用haproxy搭建web群集（理论加实操）

前言

• 常见的Web集群调度器

  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，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

• LVS虽然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

  • 特别适用于负载特别大的Web站点
  • 运行在当前的硬件上可支持数以万计的并发连接连接请求

一：Haproxy调度算法

• Haproxy支持多种调度算法，最常用的有三种：RR（Round Robin），LC（Least Connections），SH（Source Hashing）

1.1：RR（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C节点
• 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

1.2：LC（Least Connections）

• LC算法即最小连接数算法，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，此时如果有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A6、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，因此此算法相比较rr算法有很大改进，是目前用到比较多的一种算法

1.3：SH（Source Hashing）

• SH即基于来源访问调度算法，此算法用于一些有 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，第二个用户第次访问被指派到了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

二：Haproxy群集搭建

2.1：环境准备

• VMware软件
• 两台centos7虚拟机作为NGINX（IP地址：192.168.79.134/IP地址：192.168.79.135）
• 一台centos7虚拟机作为Haproxy（IP地址：192.168.79.133）

2.2：Nginx的安装与启动

• 在两台网站服务器上安装Nginx，并启动服务

[root@nginx1 ~]# mount.cifs //192.168.23.1/ccc /mnt	'//挂载宿主机文件夹'
[root@nginx1 mnt]# cd /mnt/LNMP
[root@nginx1 LNMP-C7]# tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz -C /opt	'//解压NGINX源码包'
[root@nginx1 LNMP-C7]# cd /opt/nginx-1.12.2/
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx		'//configure 配置'
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# make && make install		'//编译安装'
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# echo "this is erbao web" > /usr/local/nginx/html/test.html		'//创建站点首页'
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/		'//创建nginx命令软连接'
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# nginx -t		'//检查语法'
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# nginx	'//开启nginx'
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# systemctl stop firewalld.service 	'//关闭防火墙'
[root@nginx1 nginx-1.12.2]# setenforce 0
'//第二台节点采用相同方法设置，其中站点首页需要更改，内容为this is sanbao web'

  使用源码编译的方式进行安装 
  
  关闭 Firewall防火墙
  
  安装基础软件包
  
  增加系统用户账号 nginx
  
  编译安装 Nginx并启动

• 在两台Nginx上配置测试网站，测试网页的内容应该不同，以便进行测试

2.3：Haproxy安装与启动

• 在负载均衡器上安装 Haproxy
• 安装步骤
  • 安装基础软件包
  • 编译安装 haproxy
  • 要注意操作系统版本，是32位系统还是64位
• 建立 Haproxy的配置文件
  • 创建配置文件目录/etc/haproxy
  • 将源码包提供的配置文件样例 haproxy.cfg复制到配置文件目录中

[root@haproxy ~]# mount.cifs //192.168.23.1/ccc /mnt
[root@haproxy ~]# cd /mnt/ccc
[root@haproxy ccc]# tar zxvf haproxy-1.5.19.tar.gz -C /opt
[root@haproxy ccc]# cd /opt/haproxy-1.5.19
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# make TARGET=linux26
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# make install
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# mkdir /etc/haproxy
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/
[root@haproxy haproxy-1.5.19]# cd /etc/haproxy/
[root@haproxy haproxy]# vim haproxy.cfg 
# this config needs haproxy-1.1.28 or haproxy-1.2.1

global
        log 127.0.0.1   local0
        log 127.0.0.1   local1 notice
        #log loghost    local0 info
        maxconn 4096
#       chroot /usr/share/haproxy	'//固有目录，可注释掉'
        uid 99
        gid 99
        daemon
        #debug
        #quiet

defaults
        log     global
        mode    http
        option  httplog
        option  dontlognull
        retries 3
#       redispatch	'//注释'
        maxconn 2000
        contimeout      5000
        clitimeout      50000
        srvtimeout      50000
listen  webcluster 0.0.0.0:80	'//删除原本listen内容，添加一下内容'
        option httpchk GET /test.html	'//监听检查服务器的index.html文件（节点服务器的主页）'
        balance roundrobin	'//负载均衡调度算法使用轮询算法'
        server inst1 192.168.79.134:80 check inter 2000 fall 3	'//定义在线节点'
        server inst1 192.168.79.135:80 check inter 2000 fall 3

[root@haproxy haproxy]# cp /opt/haproxy-1.5.19/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy	'//复制创建启动脚本'
[root@haproxy haproxy]# chmod +x /etc/init.d/haproxy 	'//添加启动脚本权限'
[root@haproxy haproxy]# chkconfig --add /etc/init.d/haproxy 	'//为service添加启动脚本'
[root@haproxy haproxy]# ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/	'//创建命令软连接'
[root@haproxy haproxy]# service haproxy start	'//开启haproxy'
Starting haproxy (via systemctl):                          [  确定  ]
[root@haproxy haproxy]# netstat -ntap | grep haproxy	'//检查开启状态'
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      26964/haproxy    

2.4：Haproxy配置文件详解

• Haproxy配置文件通常分为三个部分
  • global：为全局配置
  • defaults：为默认配置
  • listen：为应用组件配置
• global配置参数
  • log127.0.0.1 lcal0：配置日志记录，local0为日志设备，默认存放到系统日志
  • log127.0.0.1 loca1 notice:notice为日志级别，通常有24个级别
  • maxconn4096：最大连接数
  • uid 99：用户uid
  • gid 99：用户gid
• defaults配置项配置默认参数，一般会被应用组件继承，如果在应用组件中没有特别声声明，将安装默认配置参数设置
  • 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
  • retries 3：检查节点服务器失败连续达到三次则认为节点不可用
  • maxconn2000：最大连接数
  • contimeout5000：连接超时时间
  • clitimeout50000：客户端超时时间
  • srvtimeout50000：服务器超时时间
• listen配置项目一般为配置应用模块参数
  • listen appli4- backup 0.0.0.0:10004：定义一个appli4- backup的应用
  • option httpchk /index.html检查服务器的index.html文件
  • option persist：强制将请求发送到已经down掉的服务器
  • balance roundrobin：负载均衡调度算法使用轮询算法
  • server inst1 192.168.114.56:80 check inter 2000 fall 3：定义在线节点
  • server inst2 192.168 114.56:81 check inter 2000 fall 3 backup：定义备份节点

2.5：配置与测试

• 测试Haproxy集群
  • 测试高性能
    • 可在两个不同的浏览器中分别访问两个测试网站，正常情况下应该出现两个网站的测试页面
      
• 高可用性
  • 将其中一台 Nginx服务器停用，在客户端浏览器中访问 Haproxy，正常情况下应出现另外一台 Nginx服务器的网站测试页面

三：Haproxy日志管理

• Haproxy的日志默认是输出到系统的 syslog中，在生产环境中一般单独定义出来

• 定义的方法步骤

  • 修改 Haproxy配置文件中关于日志配置的选项，加入配置：
    • log /dev/log local0 info
    • log /dev/log local0 notice
  • 修改 rsyslog配置，将 Haproxy相关的配置独立定义到
    • haproxy.conf，并放到/etc/rsyslog.d/下
  • 保存配置文件并重启 rsyslog服务，完成 rsyslog配置[root@haproxy haproxy]# vim haproxy.cfg ‘//编辑haproxy配置文件’

# this config needs haproxy-1.1.28 or haproxy-1.2.1

global
        log /dev/log    local0 info	
        log /dev/log    local1 notice
    ...省略内容
[root@haproxy haproxy]# service haproxy restart	'//重启haproxy服务'
Restarting haproxy (via systemctl):                        [  确定  ]
[root@haproxy haproxy]# touch /etc/rsyslog.d/haproxy.conf	'//创建一个新haproxy配置文件'
[root@haproxy haproxy]# vim /etc/rsyslog.d/haproxy.conf 	'//编写haproxy配置文件脚本'
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
&~
[root@haproxy haproxy]# systemctl restart rsyslog.service 	'//重启日志服务'

• 访问 Haproxy集群测试网页并测试日志信息

'//未访问网页，查看/var/log'
[root@haproxy dev]# cd /var/log
[root@haproxy log]# ls
发现没有haproxy文件
'//查看网页之后，再次查看/var/log'
[root@haproxy log]# ls
已经生成haproxy文件了，可以进去查看
[root@haproxy log]# cd haproxy/
[root@haproxy haproxy]# ls
haproxy-info.log
[root@haproxy haproxy]# cat haproxy-info.log 

四：Haproxy可优化的参数详解

• 随着企业网站负载增加， haproxy参数优化相当重要
  • maxconn：最大连接数，根据应用实际情况进行调整，推荐使用10 240
  • 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
  • nbproc：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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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
  • 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左右就可以了