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目录

一. 负载均衡

负载均衡的意义：

负载均衡的类型：

二. HAProxy 简介

HAProxy 的特点：

社区版和企业版：

三. HAProxy 的安装和服务信息

1、实验环境

1）安装并配置 Nginx

2）在客户端测试

2、安装：

3、haproxy的基本配置信息

global 配置： 解释 global 配置段中常用的参数

全局配置

 proxies 配置： 解释 defaults、frontend、backend 和 listen 配置段中常用的参数

配置 HAProxy

 

测试

 若在webserver1中停止 Nginx 服务

四. HAProxy 的算法

静态算法： 按照事先定义好的规则进行调度，例如：

  static-rr： 基于权重的轮询调度，不支持动态调整权重。

 first： 根据服务器在列表中的位置，自上而下进行调度，忽略权重设置。 

测试：

动态算法： 基于后端服务器状态进行调度，例如：

        roundrobin： 基于权重的轮询动态调度算法，支持动态调整权重和慢启动。

动态调整权重 

        leastconn： 加权的最少连接的动态调度算法，根据当前连接最少的后端服务器进行优先调度，适合长连接场景。

其他算法：

        source： 基于源地址 hash，可以将请求转发到同一台后端服务器，支持取模法和一致性 hash。

测试：

        uri： 基于 URI hash，可以将请求转发到缓存服务器或 CDN 服务提供商。

uri 取模法配置示例

uri 一致性hash配置示例

 访问测试

        url_param： 基于 URL 参数 hash，可以追踪用户行为，确保来自同一个用户的请求始终发往同一个后端服务器。

一致性hash配置示例

测试访问：

        hdr： 基于 HTTP 头部 hash，可以基于客户端浏览器类型进行调度。

一致性hash配置示例：

测试访问：

五. 高级功能及配置

1、基于 cookie 的会话保持：

配置示例：

验证cookie信息：

2、HAProxy 状态页：

启用状态页

3、IP 透传：

四层IP透传

4、ACL：

ACL示例-域名匹配

测试结果：

5、自定义 HAProxy 错误界面：

基于自定义的错误页面文件

6、HAProxy 四层负载：

对 MySQL 服务实现四层负载

   在后端服务器安装和配置mariadb服务

启动mariadb服务，并在MySQL数据库中创建一个新用户，并授予该用户对所有数据库和表的完全访问权限，用户名是cfy，密码是1

测试

7、HAProxy https 实现：

https配置示例

六、建议

一. 负载均衡


负载均衡的意义：


高可用性： 当一台服务器出现故障时，负载均衡器可以将流量自动切换到其他健康的服务器，保证业务的持续运行。
并发处理能力： 将流量分散到多台服务器，提高整体并发处理能力，避免单点性能瓶颈。
水平扩展： 可以方便地添加或删除服务器，实现业务的水平扩展。
成本节约： 多台服务器可以共用一个公网 IP 地址，降低 IT 成本。
安全性： 隐藏内部服务器 IP 地址，提高安全性。


负载均衡的类型：


硬件负载均衡器： 例如 F5、Netscaler、Array 等，性能强大，功能丰富，但价格昂贵。
软件负载均衡器：
        四层负载均衡器： 例如 LVS、Nginx（upstream 模块）、HAProxy（模拟四层转发），基于         IP+Port 进行调度，性能较高。
        七层负载均衡器： 例如 Nginx（proxy_pass）、HAProxy，基于应用层信息进行调度，功能能        更丰富，但性能略低于四层。


二. HAProxy 简介


HAProxy 的特点：


高并发： 可以处理数万甚至数十万的并发连接。
高性能： 基于 C 语言开发，性能优越。
功能丰富： 支持七层代理、会话保持、标记、路径转移等功能。
易于配置： 使用固定格式的配置文件，配置简单。


社区版和企业版：

  社区版功能丰富，满足大部分需求；

  企业版提供更高级的功能，例如 24x7 支持服务、实时仪表盘、高级安全特性等。


三. HAProxy 的安装和服务信息

1、实验环境

主机名IP角色
cfy.LAPTOP-N69PF4KV]192.168.2.158客户端
haproxyeth0：172.25.254.100haproxy
webserver1eth0：192.168.0.10真实服务器（RS）
webserver2eth0：192.168.0.20真实服务器（RS）

1）安装并配置 Nginx

[root@webserver1 ~]#  dnf install nginx -y
[root@webserver1 ~]# echo webserver1 - 172.25.254.10 > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@webserver1 ~]# systemctl enable --now nginx

 

2）在客户端测试


2、安装：

提供软件包下载地址和安装命令。

[root@haproxy ~]# dnf install haproxy -y


 

3、haproxy的基本配置信息


1）global 配置： 解释 global 配置段中常用的参数


        nbproc： 开启的 HAProxy worker 进程数。
        nbthread： 每个进程开启的线程数。
        maxconn： 每个进程的最大并发连接数。
        maxsslconn： 每个进程 SSL 最大连接数。
        spread-checks： 后端服务器状态检查随机提前或延迟百分比时间。
        pidfile： 指定 pid 文件路径。
        log： 定义全局的 syslog 服务器。

全局配置
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
globallog         127.0.0.1 local2chroot      /var/lib/haproxypidfile     /var/run/haproxy.pidmaxconn     100000user        haproxygroup       haproxydaemon# turn on stats unix socketstats socket /var/lib/haproxy/stats# utilize system-wide crypto-policiesssl-default-bind-ciphers PROFILE=SYSTEMssl-default-server-ciphers PROFILE=SYSTEM#nbproc 2     #启用多进程#cpu-map 1 0  #第一个线程用第一个核心#cpu-map 2 1  #第二个线程用第二个核心nbthread 2    #启用多线程[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service


 2）proxies 配置： 解释 defaults、frontend、backend 和 listen 配置段中常用的参数


        mode： 指定 HAProxy 实例使用的连接协议，例如 http、tcp。
        option： 配置选项，例如 httplog、dontlognull、http-server-close、forwardfor 等。
        retries： 连接后端服务器失败次数。
        timeout： 设置各种超时时间，例如 http-request、queue、connect、client、server、http-        keep-alive、check 等。
        maxconn： 当前后端 server 的最大并发连接数。
        server： 定义后端 real server，必须指定 IP 和端口，可以设置权重、检查间隔、连续失效次数、连续有效次数等。

配置 HAProxy
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
分开写
frontend webclusterbind *:80mode httpuse_backend webcluster-hostbackend webcluster-hostbalance roundrobinserver web1 172.25.254.10:80server web2 172.25.254.20:80合并写
listen webclusterbind *:80mode httpbalance roundrobinserver web1 172.25.254.10:80server web2 172.25.254.20:80[root@haproxy ~]# systemctl enable haproxy

配置 HAProxy 作为负载均衡器，将接收到的 HTTP 请求均匀分配到两台后端服务器（172.25.254.10 和 172.25.254.20）

3）测试

 若在webserver1中停止 Nginx 服务
[root@webserver1 ~]# systemctl stop nginx.service

 


四. HAProxy 的算法


1、静态算法： 按照事先定义好的规则进行调度，例如：


  1）static-rr： 基于权重的轮询调度，不支持动态调整权重。

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance static-rrserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 2 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5

 2）first： 根据服务器在列表中的位置，自上而下进行调度，忽略权重设置。 

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance firstserver webserver1 172.25.254.10:80 maxconn 3 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5

测试：

webserver2能被调度到


2、动态算法： 基于后端服务器状态进行调度，例如：


        1）roundrobin： 基于权重的轮询动态调度算法，支持动态调整权重和慢启动。

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance roundrobinserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5
动态调整权重 
[root@haproxy ~]# echo "set weight webserver_80/webserver1 2" | socat stdio
/var/lib/haproxy/haproxy.sock


        2）leastconn： 加权的最少连接的动态调度算法，根据当前连接最少的后端服务器进行优先调度，适合长连接场景。

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance leastconnserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.25420:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5


3、其他算法：


        1）source： 基于源地址 hash，可以将请求转发到同一台后端服务器，支持取模法和一致性 hash。

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80
bind 172.25.254.100:80mode httpbalance sourceserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5

测试：


        2）uri： 基于 URI hash，可以将请求转发到缓存服务器或 CDN 服务提供商。

uri 取模法配置示例
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg.
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance uriserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5
    uri 一致性hash配置示例
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance urihash-type consistentserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5
 访问测试

访问不同的uri，确认可以将用户同样的请求转发至相同的服务器

[root@webserver1 ~]# echo 172.25.254.10 - index1.html > /usr/share/nginx/html/index1.html
[root@webserver1 ~]# echo 172.25.254.10 - index2.html > /usr/share/nginx/html/index2.html
[root@webserver1 ~]# echo 172.25.254.10 - index3.html > /usr/share/nginx/html/index3.html[root@webserver2 ~]# echo 172.25.254.20 - index1.html > /usr/share/nginx/html/index1.html
[root@webserver2 ~]# echo 172.25.254.20 - index2.html > /usr/share/nginx/html/index2.html
[root@webserver2 ~]# echo 172.25.254.20 - index3.html > /usr/share/nginx/html/index3.html


       3）url_param： 基于 URL 参数 hash，可以追踪用户行为，确保来自同一个用户的请求始终发往同一个后端服务器。

一致性hash配置示例
[root@haproxy ~]#  vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance url_param name,userid  #支持对多个url_param hashhash-type consistentserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5

测试访问：


        4）hdr： 基于 HTTP 头部 hash，可以基于客户端浏览器类型进行调度。

一致性hash配置示例：
[root@haproxy ~]#  vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80mode httpbalance hdr(User-Agent)hash-type consistentserver webserver1 172.25.254.10:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 172.25.254.20:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5
测试访问：
[cfy.LAPTOP-N69PF4KV] ⮞  curl -v 172.25.254.100
[cfy.LAPTOP-N69PF4KV] ⮞  curl -vA "firefox" 172.25.254.100
[cfy.LAPTOP-N69PF4KV] ⮞  curl -vA "sougou" 172.25.254.100


五. 高级功能及配置

介绍HAProxy高级配置及实用案例


1、基于 cookie 的会话保持：

通过 cookie 保持用户会话，提高用户体验。

配置示例：

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webserver_80bind 172.25.254.100:80option forwardformode httpbalance roundrobincookie WEBCOOKIE insert nocache indirectserver webserver1 192.168.0.10:80 cookie web1 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5server webserver2 192.168.0.20:80 cookie web2 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5

验证cookie信息：

[cfy.LAPTOP-N69PF4KV] ⮞ curl -b WEBCOOKIE=web1 172.25.254.100
webserver1 - 172.25.254.10
[cfy.LAPTOP-N69PF4KV] ⮞ curl -b WEBCOOKIE=web2 172.25.254.100
webserver2 - 172.25.254.20


2、HAProxy 状态页：

通过 web 界面查看 HAProxy 的运行状态，例如服务器状态、连接数、流量统计等。

启用状态页

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen stats：mode httpbind 0.0.0.0:8888stats enablelog globalstats uri /status     #自定义stats page uristats auth cfy:cfy    #认证，此行可以出现多次


3、IP 透传：

四层IP透传

将客户端真实 IP 地址透传给后端服务器，用于访问统计和安全防护。

#nginx 配置：在访问日志中通过变量$proxy_protocol_addr 记录透传过来的客户端IP
[root@rs1 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
http {
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request"''"$proxy_protocol_addr"''$status $body_bytes_sent "$http_referer" ''"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';server {
listen 80 proxy_protocol; #启用此项，将无法直接访问此网站，只能通过四层代理
访问
listen [::]:80;
server_name _;
root /usr/share/nginx/html;}
}#修改haproxy
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfglisten webserver_80
bind 172.25.254.100:80
mode tcp
balance roundrobin
server webserver1 172.25.254.10:80 send-proxy weight 1 check inter 3s fall 3
rise 5


4、ACL：

基于包过滤的访问控制技术，可以根据设定的条件对数据包进行过滤，例如基于源地址、源端口、目标地址、目标端口、请求方法、URL、文件后缀等信息。

ACL示例-域名匹配

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
frontend testaclbind :80mode http########### ACL settings #######################acl web_host hdr_dom(host) www.cfy.org########### host ###########################use_backend cfy_host if web_host########### default server ###################default_backend default_webserverbackend cfy_hostmode httpserver web1 172.25.254.10:80 check weight 1 inter 3s fall 3 rise 5server web2 172.25.254.20:80 check weight 1 inter 3s fall 3 rise 5backend default_webservermode httpserver web1 172.25.254.10:80 check weight 1 inter 3s fall 3 rise 5

测试结果：


5、自定义 HAProxy 错误界面：

对指定的报错进行重定向，进行优雅的显示错误页面。

基于自定义的错误页面文件

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
defaultsmode httptimeout client 1mtimeout server 1mtimeout http-keep-alive 10stimeout check 10smaxconn 1000000errorfile 503 /haproxy/errorpages/503page.http[root@haproxy ~]# vim /haproxy/errorpages/503page.http


6、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，例如 MySQL、Redis、Memcache、RabbitMQ 等。

对 MySQL 服务实现四层负载

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen mysql_portbind :3306mode tcpbalance leastconnserver mysql1 172.25.254.10:3306 checkserver mysql2 172.25.254.20:3306 check
   在后端服务器安装和配置mariadb服务
[root@webserver1 ~]#  yum install mariadb-server -y
[root@webserver2 ~]#  yum install mariadb-server -y

[root@webserver1 ~]# vim /etc/my.cnf.d/mariadb-server.cnf
[mysqld]
server-id=1[root@webserver2 ~]# vim /etc/my.cnf.d/mariadb-server.cnf
[mysqld]
server-id=2

启动mariadb服务，并在MySQL数据库中创建一个新用户，并授予该用户对所有数据库和表的完全访问权限，用户名是cfy，密码是1
[root@webserver1 ~]# systemctl start mariadb
[root@webserver2 ~]# systemctl start mariadb[root@webserver1 ~]#  mysql -e "grant all on *.* to cfy@'%' identified by '1';"
[root@webserver2 ~]#  mysql -e "grant all on *.* to cfy@'%' identified by '1';"

测试
[cfy.LAPTOP-N69PF4KV] ⮞ mysql -ucfy -p1 -h 172.25.254.100 -e "show variables like 'hostname'"
[cfy.LAPTOP-N69PF4KV] ⮞ mysql -ucfy -p1 -h 172.25.254.100 -e  "select @@server_id"


7、HAProxy https 实现：

配置 HAProxy 支持 https 协议，实现证书安全。

https配置示例

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
frontend webserverbind *:80redirect scheme https if !{ ssl_fc }mode httpuse_backend webcluster
frontend webserver-httpsbind *:443 ssl crt /etc/haproxy/cfy.org.pemmode httpuse_backend webcluster
backend webclustermode httpbalance roundrobinserver web1 172.25.254.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5server web2 172.25.254.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5

六、建议

在实际部署 HAProxy 时，需要根据具体的应用场景选择合适的配置和算法。
可以使用 socat 工具动态调整 HAProxy 的配置，例如服务器权重和状态。
可以使用 HAProxy 的状态页监控 HAProxy 的运行状态，及时发现并解决问题。
希望这份更详细的解读能够帮助您更好地理解 HAProxy，并将其应用于您的项目中。

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