从零开始掌握 HAProxy 负载均衡器

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2021-07-03 14:11

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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 = 1net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65023net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 10240net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 400000net.ipv4.tcp_max_orphans = 60000net.ipv4.tcp_synack_retries = 3net.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

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

下载并解压

wget http://www.haproxy.org/download/1.7/src/haproxy-1.7.2.tar.gztar -xzf haproxy-1.7.2.tar.gz

编译并安装

make PREFIX=/home/ha/haproxy TARGET=linux2628make 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

创建 HAProxy 配置文件

mkdir -p /home/ha/haproxy/confvi /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
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

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/shset -e
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/home/ha/haproxy/sbinPROGDIR=/home/ha/haproxyPROGNAME=haproxyDAEMON=$PROGDIR/sbin/$PROGNAMECONFIG=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.cfgPIDFILE=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.pidDESC="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 startservice haproxy stopservice 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

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

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ownerlocal0.*     /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

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 detailsSYSLOGD_OPTIONS="-c 2 -r -m 0"

重启 rsyslog 和 HAProxy

service rsyslog restartservice haproxy restart

此时就应该能在/var/log目录下看到haproxy的日志文件了

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 (Linux系统 Logrotate服务介绍)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/logrotatevi /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

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:

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

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:

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

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:

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。

通过 URI 前缀转发请求:访问 http://192.168.8.110:9001/ms1/demo.html

可以看到成功定向到了 ms1.srv1上

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

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

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

同时也被新写入了一条 Cookie

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。

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。

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/debugpidfile :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truebind [ip]:[port]:frontend服务监听的端口default_backend [name]:frontend对应的默认backenddisabled:禁用此frontendhttp-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 globalmaxconn:同global域的maxconn,仅应用于此frontendmode: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ipoption 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-balancecookie: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backendhttp-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/1.1option 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 3cookie [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

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

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。

安装Keepalived

下载,解压,编译,安装:

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

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

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:

另一台主机输出则是这样的:

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:

来源:https://blog.csdn.net/xiaoxiaole0313/article/details/113977071

文章转载:高效运维
(版权归原作者所有,侵删)



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