haproxy

haproxy簡介

HAProxy是一個使用C語言編寫的自由及開源代碼軟件，其提供高可用性、負載均衡，以及基于TCP和HTTP的應(yīng)用程序代理。

HAProxy特別適用于那些負載特大的web站點，這些站點通常又需要會話保持或七層處理。HAProxy運行在當前的硬件上，完全可以支持數(shù)以萬計的并發(fā)連接。并且它的運行模式使得它可以很簡單安全的整合進您當前的架構(gòu)中， 同時可以保護你的web服務(wù)器不被暴露到網(wǎng)絡(luò)上。

HAProxy實現(xiàn)了一種事件驅(qū)動，單一進程模型，此模型支持非常強大的開發(fā)并發(fā)連接數(shù)。多進程或多線程模型受內(nèi)存限制 、系統(tǒng)調(diào)度器限制以及無處不在的鎖限制，很少能處理數(shù)千并發(fā)連接。事件驅(qū)動模型因為更好的資源和時間管理的用戶空間實現(xiàn)所有這些任務(wù)，所以沒問題。此模型的弊端是，在多核系統(tǒng)上，這些程序通常擴展性較差。這就是為什么他們必須進行優(yōu)化以使每個CPU時間片做更多的工作

包括GitHub、Bitbucket、stack Overflow、reddit、Tumbir、Twitter和Tuenti在內(nèi)的知名網(wǎng)站，及亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)都使用了HAProxy

haproxy與其他負載均衡的異同
相同點：在功能上，proxy通過反向代理方式實現(xiàn) WEB均衡負載。和 Nginx，ApacheProxy，lighttpd，Cheroke 等一樣。
不同點：Haproxy 并不是 web 服務(wù)器。以上提到所有帶反向代理均衡負載的產(chǎn)品，全都是WEB服務(wù)器。簡單說，就是他們能處理解析頁面。而Haproxy僅僅是一款的用于均衡負載的應(yīng)用代理。其自身并不能提供web服務(wù)。但其配置簡單，擁有非常不錯的服務(wù)器健康檢查功能還有專門的系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控頁面，當其代理的后端服務(wù)器出現(xiàn)故障，HAProxy會自動將該服務(wù)器摘除，故障恢復(fù)后再自動將該服務(wù)器加入。

haproxy性能

HAProxy借助OS上幾種常見的技術(shù)來實現(xiàn)性能的最大化

  1. 單進程、事件驅(qū)動模型顯著降低了上下文切換的開銷及內(nèi)存占用。
  2. 事件檢查器允許其在高并發(fā)連接中對任何連接的任何事件實現(xiàn)即時探測。
  3. 在任何可用的情況下，單緩沖機制能以不復(fù)制任何數(shù)據(jù)的方式完成讀寫操作，這會節(jié)約大量的CPU時鐘周期及內(nèi)存帶寬
  4. 借助linux2.6上的splice系統(tǒng)調(diào)用，HAProxy可以實現(xiàn)零復(fù)制轉(zhuǎn)發(fā)，在linux3.5及以上的OS中還可以實現(xiàn)零復(fù)制啟動
  5. 內(nèi)存分配器在固定大小的內(nèi)存池中可實現(xiàn)即時內(nèi)存分配，這能夠顯著減少創(chuàng)建一個會話的時長
  6. 樹型存儲：側(cè)重于使用作者多年前開發(fā)的彈性二叉樹，實現(xiàn)了以O(shè)(log(N))的低開銷來保持計時器命令、保持運行隊列命令及管理輪詢及最少連接隊列
  7. 優(yōu)化的HTTP首部分析：優(yōu)化的首部分析功能避免了在HTTP首部分析過程中重讀任何內(nèi)存區(qū)域
  8. 精心地降低了昂貴的系統(tǒng)調(diào)用，大部分工作都在用戶空間完成，如時間讀取、緩沖聚合及文件描述符的啟用和禁用等

實驗環(huán)境

主機 IP
DR 192.168.182.141
rs1 192.168.182.130
rs2 192.168.182.131

haproxy部署安裝web服務(wù)

配置流程

  1. 先成功配置httpd服務(wù)，讓其訪問不同的內(nèi)容
  2. 再去配置DR調(diào)度器
  3. 然后進行驗證看能否調(diào)度到不同的內(nèi)容
    這里是實驗環(huán)境，在生產(chǎn)環(huán)境中步驟與此一樣，但是要調(diào)度的內(nèi)容根據(jù)實際需求進行調(diào)整

因為官網(wǎng)無法使用所以去github去下載：https://github.com/haproxy/haproxy/tags?after=v2.5-dev1

第一步：

首先在rs1和rs2上安裝httpd
[root@rs1 ~]# yum -y install httpd
[root@rs2 html]# yum -y install httpd
啟動httpd服務(wù)
[root@rs1 ~]# systemctl start httpd
[root@rs2 html]# systemctl start httpd

因為這里rs1和rs2都是centos7.5，所以為了讓訪問界面不同，為了演示的效果修改web顯示頁面
修改rs的為web界面的顯示內(nèi)容
[root@rs2 html]# pwd
/var/www/html
[root@rs2 html]# cat index.html 
This is rs2

第二步：

下載haproxy的源碼包
[root@DR ~]# wget https://github.com/haproxy/haproxy/archive/refs/tags/v2.4.0.tar.gz
安裝依賴包
[root@DR ~]# yum -y install make gcc pcre-devel bzip2-devel openssl-devel systemd-devel
創(chuàng)建用戶haproxy
[root@DR ~]# useradd -r -M -s /sbin/nologin haproxy
解壓源碼包
[root@DR ~]# tar xf haproxy-2.4.0.tar.gz
如何安裝haproxy在haproxy目錄的名為INSTALL的文件里面說明了
[root@DR haproxy-2.4.0]# vim INSTALL 
[root@DR haproxy-2.4.0]# pwd
/root/haproxy-2.4.0

編譯安裝haproxy
[root@DR haproxy-2.4.0]# make clean
[root@DR haproxy-2.4.0]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo |wc -l)  \
TARGET=linux-glibc  \
USE_OPENSSL=1  \
USE_ZLIB=1  \
USE_PCRE=1  \
USE_SYSTEMD=1
make install PREFIX=/usr/local/haproxy
[root@DR haproxy-2.4.0]# make install PREFIX=/usr/local/haproxy  //將haproxy安裝到/usr/local/haproxy里面

[root@DR ~]# which haproxy
/usr/bin/which: no haproxy in (/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin)
因為我們編譯的位置系統(tǒng)找不到所以需要設(shè)置環(huán)境變量
[root@DR ~]# echo 'export PATH=/usr/local/haproxy/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/haproxy.sh
[root@DR ~]# source /etc/profile.d/haproxy.sh
[root@DR ~]# which haproxy 
/usr/local/haproxy/sbin/haproxy

配置內(nèi)核參數(shù)

[root@DR haproxy]# echo 'net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1' >>  /etc/sysctl.conf  
[root@DR haproxy]# echo 'net.ipv4.ip_forward = 1' >> /etc/sysctl.conf
[root@DR haproxy]# sysctl -p
net.ipv4.ip_nonlocal_bind = 1
net.ipv4.ip_forward = 1

為haproxy提供配置文件

配置文件可以根據(jù)haproxy的解壓目錄的quick-test.cfg 的文件進行修改。
[root@DR ~]# mkdir /etc/haproxy
[root@DR ~]# cat > /etc/haproxy/haproxy.cfg <<EOF
#--------------全局配置----------------
global
    log 127.0.0.1 local0  info
    #log loghost local0 info
    maxconn 20480
#chroot /usr/local/haproxy
    pidfile /var/run/haproxy.pid
    #maxconn 4000
    user haproxy
    group haproxy
    daemon
#---------------------------------------------------------------------
#common defaults that all the 'listen' and 'backend' sections will
#use if not designated in their block
 #---------------------------------------------------------------------
defaults
    mode http
    log global
    option dontlognull
    option httpclose
    option httplog
    #option forwardfor
    option redispatch
    balance roundrobin
    timeout connect 10s
    timeout client 10s
    timeout server 10s
    timeout check 10s
    maxconn 60000
    retries 3
#--------------統(tǒng)計頁面配置------------------
listen admin_stats
    bind 0.0.0.0:8189
    stats enable
    mode http
    log global
    stats uri /haproxy_stats
    stats realm Haproxy\ Statistics
    stats auth admin:admin
    #stats hide-version
    stats admin if TRUE
    stats refresh 30s
#---------------web設(shè)置-----------------------
listen webcluster
    bind 0.0.0.0:80
    mode http
    #option httpchk GET /index.html
    log global
    maxconn 3000
    balance roundrobin
#下面兩行改為rs1和rs2的IP地址
    server web01 192.168.182.130:80 check inter 2000 fall 5
    server web02 192.168.182.131:80 check inter 2000 fall 5
EOF

編寫haproxy的service文件

這里的選項可以使用haproxy --help命令查看
[root@DR ~]# cat > /usr/lib/systemd/system/haproxy.service <<EOF
> [Unit]
> Description=HAProxy Load Balancer
> After=syslog.target network.target
> 
> [Service]
> ExecStartPre=/usr/local/haproxy/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg   -c -q   //這是-c選項的意思 -c check mode : only check config files and exit ，檢查并退出 -q是quiet mode : don't display messages，靜默模式
> ExecStart=/usr/local/haproxy/sbin/haproxy -Ws -f /etc/haproxy/haproxy.cfg  -p /var/run/haproxy.pid
> ExecReload=/bin/kill -USR2 $MAINPID
> 
> [Install]
> WantedBy=multi-user.target
> EOF

啟動服務(wù)并設(shè)置開機自啟
[root@DR ~]# systemctl enable --now  haproxy
[root@DR ~]# ss -anlt
State     Recv-Q    Send-Q       Local Address:Port         Peer Address:Port    
LISTEN    0         128                0.0.0.0:80                0.0.0.0:*       
LISTEN    0         128                0.0.0.0:22                0.0.0.0:*       
LISTEN    0         128                0.0.0.0:8189              0.0.0.0:*
啟動日志服務(wù)
[root@DR ~]# vim /etc/rsyslog.conf 
[root@DR ~]# systemctl restart rsyslog.service 
 65 local0.*       /var/log/haproxy.log  //添加此行內(nèi)容

第三步訪問并測試


這是haproxy的web界面


haproxy配置負載均衡https

生成證書
[root@rs1 ~]# yum -y install openssl
[root@web1 conf.d]# yum -y install mod_ssl

[root@rs1 keys]# openssl genrsa -out passport.com.key 2048
[root@rs1 keys]# openssl req -new -key passport.com.key -out passport.com.csr
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter '.', the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:HuBei
Locality Name (eg, city) [Default City]:WuHan 
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:test
Organizational Unit Name (eg, section) []:passport
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:rs1.com
Email Address []:passport@qq.com

Please enter the following 'extra' attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:1
string is too short, it needs to be at least 4 bytes long
A challenge password []:1@2.com
An optional company name []:

[root@rs1 keys]# openssl x509 -req -days 3650 -in passport.com.csr -signkey passport.com.key -out passport.com.crt
Signature ok
subject=/C=CN/ST=HuBei/L=WuHan/O=test/OU=passport/CN=rs1.com/emailAddress=passport@qq.com
Getting Private key

[root@rs1 keys]# ls
passport.com.crt  passport.com.csr  passport.com.key
將生成的證書傳到另一臺主機
[root@web1 keys]# scp passport.com.crt passport.com.key root@192.168.182.131:/root
若scp用不來了
[root@web1 keys]# vim /etc/hosts
在里面添加IP和主機名
如：
192.168.182.131 web2
192.168.182.130 web

在兩臺web主機上配置https

[root@web1 conf.d]# mkdir /etc/httpd/ssl
[root@web1 ~]# cd keys/
[root@web1 keys]# ls
passport.com.crt  passport.com.csr  passport.com.key
[root@web1 keys]# mv passport.com.* /etc/httpd/ssl/

[root@web1 httpd]# vim /etc/httpd/conf.d/ssl.conf
DocumentRoot "/var/www/html"
ServerName www.example.com:443
取消上面兩行注釋
修改下面兩行
SSLCertificateFile /etc/httpd/ssl/passport.com.crt
SSLCertificateKeyFile /etc/httpd/ssl/passport.com.key

[root@web1 httpd]# systemctl restart httpd.service

web1和web2上都是同樣的操作

[root@web1 conf.d]# pwd
/etc/httpd/conf.d
[root@web1 conf.d]# vim ssl.conf 

defaults
mode tcp
log global
isten admin_stats
    bind :0.0.0.0:8189
stats enable

listen webcluster
    bind :0.0.0.0:443
    mode tcp
    #option httpchk GET /indexhtm
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