Haproxy

一、haproxy简介

   HAProxy  是法国开发者 威利塔罗  (Willy Tarreau)   在  2000  年利用  C  语言开发的一个开源软件     是一款具备高并发  (  万级以上  )  、高性能的  TCP  和  HTTP  负载均衡器     支持基于  cookie  的持久性，自动故障切换，支持正则表达式及  web  状态统计    二、haproxy的安装

  

功能	ip
haproxy	192.168.10.130
RS1	192.168.10.101
RS2	192.168.10.102

  2.1haproxy的基本设置信息

         global    ：全局设置段           进程及安全设置相干的参数           性能调解相干参数           Debug    参数           proxies    ：署理设置段           defaults    ：为    frontend, backend, listen    提供默认设置           frontend    ：前端，相称于    nginx    中的    server {}           backend    ：后端，相称于    nginx    中的    upstream {}           listen    ：同时拥有前端和后端设置    ,    设置简单    ,    生产保举利用      2.1.1global设置

      

         

         

          参数实例：
nbproc N：
默认work进程只有一个
 

设置参数为2则会多一个线程

线程多了后通常通过cpu-map参数来绑定cpu

线程设定

线程设定和进程设定互斥
npthread

定向日志文件
在 /etc/rsys.conf中添加

udp协议打开

2.1.2proxies设置

2.1.2.1Proxies设置-defaults

   
     defaults        mode http    # HAProxy   实例利用的连接协议        log global    #   指定日志地点和记录日志条目的        syslog/rsyslog   日志装备        #   此处的    global   表示利用    global   设置段中        设定的   log   值。        option httplog    #   日志记录选项，   httplog   表示记录与    HTTP        会话相干的各种属性值        #   包括    HTTP   请求、会话状态、连接数、源地        址以及连接时间等        option dontlognull    #dontlognull   表示不记录空会话连接日志        option http-server-close    #   等待客户端完备   HTTP   请求的时间，此处为等        待   10s   。        option forwardfor except    127   .0.0.0/8    #   透传客户端真实   IP   至后端   web   服务器        #   在   apache   设置文件中参加   :<br>%{X       Forwarded-For}i        #   后在   webserer   中看日志即可看到地点透传        信息        option redispatch    #   当   server Id   对应的服务器挂掉后，强订定        向到其他健康的服务器，重新派发        option http-keep-alive    #   开启与客户端的会话保持        retries    3    #   连接后端服务器失败次数        timeout http-request 10s    #   等待客户端请求完全被接收和处理的最长时        间        timeout queue 1m    #   设置删除连接和客户端收到   503   或服务不可        用等提示信息前的等待时间        timeout connect 120s    #   设置等待服务器连接成功的时间        timeout client 600s    #   设置允许客户端处于非活动状态，即既不发        送数据也不接收数据的时间        timeout server 600s    #   设置服务器超时时间，即允许服务器处于既        不接收也不发送数据的非活动时间        timeout http-keep-alive 60s    #session    会话保持超时时间，此时间段内        会转发到类似的后端服务器        timeout check 10s    #   指定后端服务器健康检查的超时时间        maxconn    3000        default-server inter    1000    weight    3    2.1.2.2 Proxies设置-frontend 

      bind   ：指定   HAProxy   的监听地点，可以是   IPV4   或   IPV6   ，可以同时监听多个   IP   或端口，可同时用于   listen   字        段中        #   格式：        bind [<address>]:<port_range> [, ...] [param*]        #   注意：如果需要绑定在非本机的   IP   ，需要开启内核参数：   net.ipv4.ip_nonlocal_bind=1        backlog <backlog> #   针对所有   server   设置   ,   当前端服务器的连接数到达上限后的后援队列长度，注意：不        支持   backend     2.1.2.3 Proxies设置-backend

   界说一组后端服务器，  backend  服务器将被  frontend  举行调用。     注意  : backend   的名称必须唯一  ,  并且必须在  listen  或  frontend  中事先界说才可以利用  ,  否则服务无法     启动           mode http|tcp #    指定负载协议范例    ,    和对应的    frontend    必须一致           option #    设置选项           server #    界说后端    real server,    必须指定    IP    和端口         
         注意：     option     后面加      httpchk     ，     smtpchk,mysql-check,pgsql-check     ，     ssl-hello-chk     方法，可用于实现更              多应用层检测功能。            server 设置

      #   针对一个   server   设置        check #   对指定   real   举行健康状态检查，如果不加此设置，默认不开启检查   ,   只有   check   后面没        有别的设置也可以启用检查功能        #   默认对相应的后端服务器   IP   和端口   ,   利用   TCP   连接举行周期性健康性检查   ,   注意必须指定        端口才能实现健康性检查        addr <IP> #   可指定的健康状态监测   IP   ，可以是专门的数据网段，淘汰业务网络的流量        port <num> #   指定的健康状态监测端口        inter <num> #   健康状态检查隔断时间，默认   2000 ms        fall <num> #   后端服务器从线上转为线下的检查的连续失效次数    测试
 

关闭rs

当rs1和rs2都无法访问时会跳转到

主机打开后

网页访问重定向

2.2haproxy的状态界面

   通过  web  界面，表现当前  HAProxy  的运行状态    2.2.1 状态页设置项

     
       stats enable #    基于默认的参数启用    stats page           stats hide-version #    将状态页中    haproxy    版本隐藏           stats refresh <delay> #    设定自动革新时间隔断，默认不自动革新           stats uri <prefix> #    自界说    stats page uri    ，默认值：    /haproxy?stats           stats auth <user>:<passwd> #    认证时的账号和密码，可界说多个用户    ,    每行指定一个用户           #    默认：    no authentication           stats admin { if | unless } <cond> #    启用    stats page    中的管理功能       2.2.2 启用状态页 

2.2.3 登录状态页

   
     #pid   为当前   pid   号，   process   为当前进程号，   nbproc   和   nbthread   为一共多少进程和每个进程多少个线程        pid = 27134 (process #1, nbproc = 1, nbthread = 1)        #   启动了多长时间        uptime = 0d 0h00m04s        #   体系资源限定：内存   /   最大打开文件数   /        system limits: memmax = unlimited; ulimit-n = 200029        #   最大   socket   连接数   /   单进程最大连接数   /   最大管道数   maxpipes        maxsock = 200029; maxconn = 100000; maxpipes = 0        #   当前连接数   /   当前管道数   /   当前连接速率        current conns = 2; current pipes = 0/0; conn rate = 2/sec; bit rate = 0.000 kbps           #    运行的任务    /    当前空闲率           Running tasks: 1/14; idle = 100 %           active UP    ：     #    在线服务器           backup UP    ：     #    标记为    backup    的服务器           active UP, going down    ：     #    监测未通过正在进入    down    过程           backup UP, going down    ：     #    备份服务器正在进入    down    过程           active DOWN, going up    ：     #down    的服务器正在进入    up    过程           backup DOWN, going up    ：     #    备份服务器正在进入    up    过程           active or backup DOWN    ：     #    在线的服务器大概是    backup    的服务器已经转换成了    down    状态           not checked    ：     #    标记为不监测的服务器           #active    大概    backup    服务器人为下线的           active or backup DOWN for maintenance (MAINT)           #active    大概    backup    被人为软下线    (    人为将    weight    改成    0)           active or backup SOFT STOPPED for maintenance       2.3socat 工具

   对服务器动态权重和别的状态可以利用   socat  工具举行调解，  Socat   是   Linux   下的一个多功能的网络工     具，名字来由是  Socket CAT  ，相称于  netCAT  的加强版  .Socat   的重要特点就是在两个数据流之间建立双向     通道，且支持众多协媾和链接方式。如   IP  、  TCP  、   UDP  、  IPv6  、  Socket  文件等     范例：利用工具  socat   对服务器动态权重调解           #    修改设置文件           [root@haproxy ~]    # vim /etc/haproxy/haproxy.cfg           stats socket /var/lib/haproxy/stats mode     600               haproxy ~]     # socat -h              haproxy ~]     # echo "help" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats                   #      检察集群状态                 [root@haproxy ~]# echo "show servers state" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats                        #       检察       haproxy       状态                    [root@haproxy ~]# echo "show info" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats                     

 

      #   检察集群权重        [root@haproxy ~]# echo get weight webcluster/web1 | socat stdio        /var/lib/haproxy/stats        2 (initial 2)        [root@haproxy ~]# echo get weight webcluster/web2 | socat stdio        /var/lib/haproxy/stats        1 (initial 1)        #   设置权重        [root@haproxy ~]# echo "set weight webcluster/web1 1 " | socat stdio        /var/lib/haproxy/stats        [root@haproxy ~]# echo "set weight webcluster/web1 2 " | socat stdio        /var/lib/haproxy/stats        #   下线后端服务器        [root@haproxy ~]# echo "disable server webcluster/web1 " | socat stdio        /var/lib/haproxy/stats        #   上线后端服务器        [root@haproxy ~]# echo "enable server webcluster/web1 " | socat stdio        /var/lib/haproxy/stats     修改权重

 

 上下线服务器

多进程热处理

三、haproxy的算法

   HAProxy  通过固定参数   balance   指明对后端服务器的调理算法     balance  参数可以设置在  listen  或  backend  选项中。     HAProxy  的调理算法分为静态和动态调理算法     有些算法可以根据参数在静态和动态算法中相互转换。  3.1 静态算法

      静态算法：按照事先界说好的规则轮询公平调理，不关心后端服务器的当前负载、连接数和响应速率        等，且无法及时修改权重   (   只能为   0   和   1,   不支持别的值   )   ，只能靠重启   HAProxy   生效。       3.1.1 static-rr：基于权重的轮询调理

       不支持运行时利用    socat    举行权重的动态调解    (    只支持    0    和    1,    不支持别的值    )           不支持端服务器慢启动           厥后端主机数量没有限定，相称于    LVS    中的     wrr               注：慢启动是指在服务器刚刚启动上不会把他所应该负担的访问压力全部给它，而是先给一部分，当没              问题后在给一部分                     实例：             在设置文件中添加static-rr            

             支持权重但不能修改             可以正常访问            

             不能修改权重            

             3.1.2 first

                    根据服务器在列表中的位置，自上而下举行调理                      其只会当第一台服务器的连接数到达上限，新请求才会分配给下一台服务                      其会忽略服务器的权重设置                      不支持用       socat       举行动态修改权重       ,       可以设置       0       和       1,       可以设置别的值但无效                            修改            

             我们把web2的最大连接数改为1看效果            

             3.2 动态算法

           动态算法                 基于后端服务器状态举行调理适当调解，                 新请求将优先调理至当前负载较低的服务器                 权重可以在      haproxy      运行时动态调解无需重启                3.2.1 roundrobin

             1.        基于权重的轮询动态调理算法，                    2.        支持权重的运行时调解，不同于       lvs       中的       rr       轮训模式，                    3. HAProxy       中的       roundrobin       支持慢启动       (       新加的服务器会渐渐增加转发数       )       ，                    4.        其每个后端       backend       中最多支持       4095       个       real server       ，                    5.        支持对       real server       权重动态调解，                    6. roundrobin       为默认调理算法       ,       此算法利用广泛                  

                   修改权重后                  

                        

                   3.2.2 leastconn

               leastconn        加权的最少连接的动态                       支持权重的运行时调解和慢启动，即        :        根据当前连接最少的后端服务器而非权重举行优先调理        (        新客户端连接)                       比较适合长连接的场景利用，比如：        MySQL        等场景。                      3.3 其他算法

                      别的算法即可作为静态算法，又可以通过选项成为动态算法                      3.3.1 source

                 源地点         hash         ，基于用户源地点         hash         并将请求转发到后端服务器，后续同一个源地点请求将被转发至同一 个后端web         服务器。此方式当后端服务器数据量发生变革时，会导致很多用户的请求转发至新的后端服 务器，默认为静态方式，但是可以通过hash-type         支持的选项更改这个算法一般是在不插入         Cookie         的         TCP 模式下利用，也可给拒绝会话cookie         的客户提供最好的会话粘性，适用于         session         会话保持但不支持 cookie和缓存的场景源地点有两种转发客户端请求到后端服务器的服务器选取计算方式，分别是取模法 和一致性hash                          示例：                        

                                   如果访问客户端时一个家庭，那么所有的家庭的访问流量都会被定向到一台服务器，这时          source          算                             法的缺陷                                 

                         3.3.1.1map-base 取模法

                   map-based          ：取模法，对          source          地点举行          hash          计算，再基于服务器总权重的取模，最闭幕果决定将此请求转发至对应的后端服务器。                             此方法是静态的，即不支持在线调解权重，不支持慢启动，可实现对后端服务器均衡调理                                      缺点是当服务器的总权重发生变革时，即有服务器上线或下线，都会因总权重发生变革而导致调理结果整体改变                                       所谓取模运算，就是计算两个数相除之后的余数，           10%7=3, 7%4=3                                map-based           算法：基于权重取模，           hash(source_ip)%           所有后端服务器相加的总权重                              

                               3.3.1.2 一致性hash

                       一致性哈希，当服务器的总权重发生变革时，对调理结果影响是局部的，不会引起大的变动            hash            （            o            ）                                   mod n                                   该            hash            算法是动态的，支持利用             socat            等工具举行在线权重调解，支持慢启动                                               算法：                                                   1              、后端服务器哈希环点              keyA=hash(              后端服务器假造              ip)%(2^32)                                         2              、客户机哈希环点              key1=hash(client_ip)%(2^32)               得到的值在              [0---4294967295]              之间，                                         3              、将              keyA              和              key1              都放在              hash              环上，将用户请求调理到离              key1              最近的              keyA              对应的后端服务器                                       

                                        实例                                        不参加哈希一致性前                                       

                                        不支持线上修改                                        参加后                                       

                                                     

                                                                                            3.3.2 uri 
   基于对用户请求的  URI  的左半部分或整个  uri  做  hash  ，再将  hash  结果对总权重举行取模后     根据最闭幕果将请求转发到后端指定服务器     适用于后端是缓存服务器场景     默认是静态算法，也可以通过  hash-type  指定  map-based  和  consistent  ，来界说利用取模法还是一致性 hash    注意：此算法基于应用层，以是只支持   mode http   ，不支持   mode tcp    实例：   

    访问测试       访问不同的   uri   ，确承认以将用户同样的请求转发至类似的服务器      

      

      

    3.3.3 url_param

     url_param   对用户请求的   url   中的    params    部分中的一个参数   key   对应的   value   值作   hash   计算，并由服务器 总权重相除以后派发至某挑出的服务器,   后端搜索同一个数据会被调理到同一个服务器，多用与电商 通常用于追踪用户，以确保来自同一个用户的请求始终发往同一个real server 如果无没key   ，将按   roundrobin   算法           url_param    取模法设置示例         

          不包罗parram时         

          参加         

             3.3.4 hdr

         针对用户每个     http     头部     (header)     请求中的指定信息做     hash     ，              此处由      name      指定的     http     首部将会被取出并做     hash     计算，              然后由服务器总权重取模以后派发至某挑出的服务器，如果无有效值，则会利用默认的轮询调理。                   hdr      取模法设置示例               

               

               

                3.4 算法总结

            
               #        静态                       static-rr--------->tcp/http                       first------------->tcp/http                       #        动态                       roundrobin-------->tcp/http                       leastconn--------->tcp/http                       random------------>tcp/http                       #        以下静态和动态取决于        hash_type        是否        consistent                       source------------>tcp/http                       Uri--------------->http                       url_param--------->http                       hdr--------------->http                             3.5 各算法利用场景 

      first #   利用较少        static-rr #   做了   session   共享的   web   集群        roundrobin        random        leastconn #   数据库        source        #   基于客户端公网   IP   的会话保持        Uri--------------->http #   缓存服务器，   CDN   服务商，蓝汛、百度、阿里云、腾讯        url_param--------->http #   可以实现   session   保持        hdr #   基于客户端请求报文头部做下一步处理     四、高级功能及设置

4.1 基于cookie的会话保持

   cookie value  ：为当前  server  指定  cookie  值，实现基于  cookie  的会话黏性，相对于基于   source   地点  hash 调理算法对客户端的粒度更精准，但同时也加大了haproxy  负载，目前此模式利用较少， 已经被  session 共享服务器代替    4.1.1 设置选项

     
       cookie name [ rewrite | insert | prefix ][ indirect ] [ nocache ][ postonly ] [           preserve ][ httponly ] [ secure ][ domain ]* [ maxidle <idle> ][ maxlife ]           name    ：     #cookie     的     key    名称，用于实现持久连接           insert    ：     #    插入新的    cookie,    默认不插入    cookie           indirect    ：     #    如果客户端已经有    cookie,    则不会再发送    cookie    信息           nocache    ：     #    当    client    和    hapoxy    之间有缓存服务器（如：    CDN    ）时，不允许中间缓存器缓存    cookie    ，           #    由于这会导致很多经过同一个    CDN    的请求都发送到同一台后端服务器        实例：

4.2 IP透传

   web  服务器中需要记录客户端的真实  IP  地点，用于做访问统计、安全防护、举动分析、地区排行等场景。    4.2.1 四层IP透传

    修改haproxy   

    修改nginx   

   

    结果   

    4.2.2 七层IP透传

  

  

  4.3 ACL

     访问控制列表   ACL   ，   Access Control Lists   ）        是一种基于包过滤的访问控制技能        它可以根据设定的条件对经过服务器传输的数据包举行过滤   (   条件匹配   )   即对接收到的报文举行匹配和过滤，基于请求报文头部中的源地点、源端口、目的地点、目的端口、请求方法、URL   、文件后缀等信息内容举行匹配并执行进一步利用，比如允许其通过或丢弃。       4.3.1 ACL设置选项

      
         #     用     acl     来界说或声明一个     acl              acl <aclname> <criterion> [flags] [operator] [<value>]              acl      名称 匹配规范 匹配模式 详细利用符 利用对象范例            4.3.2 ACL-Name 名称

   
     acl test path_end -m sub /a        #ACL   名称，可以利用大字母   A-Z   、小写字母   a-z   、数字   0-9   、冒号：、点   .   、中横线和下划线，并且严酷区分大        小写，比如   :my_acl   和   My_Acl   就是两个完全不同的   acl5.8.1.2 ACL-criterion    4.3.3ACL-criterion 匹配规范 

   界说  ACL  匹配规范，即：判断条件           hdr string    ，提取在一个    HTTP    请求报文的首部           hdr    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：完全匹配字符串    ,header    的指定信息，    <occ>     表示在多值中利用的值的出           现次数           hdr_beg    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：前缀匹配，    header    中指定匹配内容的    begin           hdr_end    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：后缀匹配，    header    中指定匹配内容    end           hdr_dom    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：域匹配，    header    中的    dom    （    host    ）           hdr_dir    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：路径匹配，    header    的    uri    路径           hdr_len    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：长度匹配，    header    的长度匹配           hdr_reg    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：正则表达式匹配，自界说表达式    (regex)    含糊匹配           hdr_sub    （    [<name> [    ，    <occ>]]    ）：子串匹配，    header    中的    uri    含糊匹配 含糊匹配    c     报文    a/b/c    也会匹配        启用acl设置
域匹配：

后缀匹配：

前缀匹配：

      base : string        #   返回第一个主机头和请求的路径部分的连接，该请求从主机名开始，并在问号之前竣事   ,   对假造主机有效        <scheme>://<user>:<password>@#<host>:<port>/<path>;<params>#?<query>#<frag>        base : exact string match        base_beg : prefix match        base_dir : subdir match        base_dom : domain match        base_end : suffix match        base_len : length match        base_reg : regex match        base_sub : substring match   

      path : string        #   提取请求的   URL   路径，该路径从第一个斜杠开始，并在问号之前竣事（无主机部分）        <scheme>://<user>:<password>@<host>:<port>#/<path>;<params>#?<query>#<frag>        path : exact string match        path_beg : prefix match #   请求的   URL   开头，如   /static   、   /images   、   /img   、   /css        path_end : suffix match #   请求的   URL   中资源的末端，如    .gif .png .css .js .jpg .jpeg        path_dom : domain match        path_dir : subdir match        path_len : length match   5.4.1.3 ACL-flags    匹配模式        ACL   匹配模式        path_reg : regex match        path_sub : substring match   

4.3.4 ACL-operator 详细利用符

   
     整数比较：   eq   、   ge   、   gt   、   le   、   lt        字符比较：        - exact match (-m str) :   字符串必须完全匹配模式        - substring match (-m sub) :   在提取的字符串中查找模式，如果其中任何一个被发现，   ACL   将匹配        - prefix match (-m beg) :   在提取的字符串首部中查找模式，如果其中任何一个被发现，   ACL   将匹配        - suffix match (-m end) :   将模式与提取字符串的尾部举行比较，如果其中任何一个匹配，则   ACL   举行        匹配        - subdir match (-m dir) :   检察提取出来的用斜线分隔（   “/"   ）的字符串，如其中任一个匹配，则   ACL        举行匹配        - domain match (-m dom) :   查找提取的用点（   “."   ）分隔字符串，如果其中任何一个匹配，则   ACL   举行        匹配    4.3.5 ACL-value 利用对象 

   value  的范例       The ACL engine can match these types against patterns of the following types :        - Boolean #   布尔值        - integer or integer range #   整数或整数范围，比如用于匹配端口范围        - IP address / network #IP   地点或   IP   范围   , 192.168.0.1 ,192.168.0.1/24        - string--> www.timinglee.org        exact #   正确比较        substring #   子串        suffix #   后缀比较        prefix #   前缀比较        subdir #   路径，    /wp-includes/js/jquery/jquery.js        domain #   域名，   www.timinglee.org        - regular expression #   正则表达式        - hex block #16   进制    4.3.6 多个ACL的组合调用方式

   多个  ACL  的逻辑处理       与：隐式（默认）利用        或：利用   “or"    或    “||"   表示        否定：利用    "!"    表示           多个    ACL    调用方式：               #     示例：              if valid_src valid_port #     与关系，     ACL     中     A     和     B     都要满足为     true     ，默认为与              if invalid_src || invalid_port #     或，     ACL     中     A     大概     B     满足一个为     true              if ! invalid_src #     非，取反，不满足     ACL     才为     true           

  

  4.3.7 ACL-匹配访问路径实现动静分离

  

     

      

       4.4 自界说HAProxy 错误界面

       对指定的报错举行重定向，举行优雅的表现错误页面           利用    errorfile    和    errorloc    指令的两种方法，可以实现自界说各种错误页面                     #haproxy      默认利用的错误错误页面                 [root@haproxy ~]# rpm -ql haproxy24z-2.4.27-1.el7.zenetys.x86_64 | grep -E http$                 /usr/share/haproxy/400.http                 /usr/share/haproxy/403.http                 /usr/share/haproxy/408.http                 /usr/share/haproxy/500.http                 /usr/share/haproxy/502.http                 /usr/share/haproxy/503.http                 /usr/share/haproxy/504.http                 4.4.1 基于自界说的错误页面文件

   
     #   自界说错误页        errorfile <code> <file>        <code> #HTTP status code.   支持   200, 400, 403, 405, 408, 425, 429, 500, 502   ，   503,504        <file> #   包罗完备   HTTP   响应头的错误页文件的绝对路径。 建议后缀   ".http"   ，以和一般的   html   文件相区分     

指定

4.4.2 基于http重定向错误页面 
      #   错误页面重定向        errorloc <code> <url>        #   相称于   errorloc302 <code> <url>   ，利用   302   重定向至指   URL     

 4.5 HAProxy 四层负载

   针对除  HTTP  以外的  TCP  协议应用服务访问的应用场景       MySQL        Redis        Memcache        RabbitMQ       四层负载示例       对    MySQL    服务实现四层负载         

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