初识千万级高并发负载均衡软件HaProxy

zycchen

什么是HaProxy？

负载均衡的实现方式一般有两种方式，硬件负载均衡和软件负载均衡，硬件负载均衡最具代表性的当属F5，软件负载均衡的实现方案很多，大致分为两类，一种为操作系统级的负载均衡，另一种为第三方应用的软件负载均衡。LVS就是基于操作系统的一种软件负载均衡，HaProxy和Nginx等就是开源的基于第三方应用的软件负载均衡。

    HaProxy是TCP / HTTP 反向代理服务器，尤其适合于高可用性环境。HAProxy 可以在4和7两层作负载均衡。它支持两种主要的代理模式:"tcp"也即4层（大多用于邮件服务器、内部协议通信服务器、Mysql等），和7层HTTP的代理。在4层的代理模式下，haproxy仅在客户端和服务器之间进行流量转发。但是在7才能够http代理模式下，haproxy会分析应用层协议，并且能通过允许，拒绝，交换，增加，修改或者删除请求或者回应里指定内容来控制协议。
HaProxy的安装与配置
　　
　　  在红帽官方发行的Linux版本的镜像中以加入了haproxy的软件包。所以用户无需使用复杂的编译安装方式来安装该软件，可直接使用yum方式或者rpm方式安装haproxy

[root@node1  ~]# yum -y install haproxy  #安装haproxy 　　[root@node1  ~]# rpm -qi haproxy #查看软件信息 　　[root@node1  ~]# rpm -ql haproxy  #查看软件的文件列表

　　    安装完成后可使用如上命令来查看其信息和软件列表，其中三个文件构成器软件运行环境，即主程序，配置文件，服务启动脚本。配置文件为/etc/haproxy/haproxy.cfg。
　　Haproxy配置
　　Haproxy的配置文件总体分为两大段，全局配置段（global）和代理配置段（proxies）。
　　全局配置段:
　　主要配置进程及安全配置相关的参数性能调整相关参数和Debug的一些选项。这些参数一般只设置一次，如果配置无误，就不需要再次配置进行修改。
　　代理配置段下分为四个子配置段：
　　defaults ：为frontend, backend,listen 提供默认配置
　　frontend ：前端，相当于nginx 中的server {}段，用于接收请求的前端虚拟节点，Frontend可以根据规则直接指定具体使用后端的backend(可动态选择)
　　backend ：后端，相当于nginx 中的upstream {}段，即后端服务集群的配置，是真实的服务器，一个Backend对应一个或者多个实体服务器
　　listen ：同时拥有前端和后端,即frontend和backendde 组合体， 适用于一对一环境
　　配置文件详解：
　　全局配置段

global 　　   log         127.0.0.1 local2 #全局的日志配置其中日志级别是[err warning  info debug]，local2 是日志设备，但是之前在/etc/syslog.conf文件中定义的是local0所以这里也是用local2，同时支持把日志存放与远程的日志服务器中，需对日志服务进行陪孩子 　　   chroot      /var/lib/haproxy 　　   pidfile     /var/run/haproxy.pid 　　   maxconn     4000    #默认最大连接数 　　   user        haproxy  #运行haproxy的用户 　　   group       haproxy   #运行haproxy的用户 daemon    #使HAProxy进程进入后台运行（守护进程方式）。这是推荐的运行模式 nbproc  2  #要启动的haproxy 的进程数量，系统默认单进程，要求使用daemon maxconnrate   ：设置每个进程每秒种所能建立的最大连接数量 maxse***ate   ：设置每个进程每秒种所能建立的最大会话数量 maxsslconn  :  每进程支持SSL 的最大连接数量 spread-checks   健康检测延迟时长比，建议2-5 之间

　　默认配置段

defaults 　　    mode                    http     #默认使用http代理,做配置时注意 　　    log                     global   #使用全局默认日志配置 　　    option                  httplog  #采用http日志格式 　　    option                  dontlognull 　　    option http-server-close 　　    option forwardfor       except 127.0.0.0/8 　　    option                  redispatch  #如果cookie写入了serverId而客户端不会刷新cookie，当serverId对应的服务器挂掉后，强制定向到其他健康的服务器 　　    retries                 3 　　    timeout http-request    10s   #请求超时时间 　　    timeout queue           1m 　　    timeout connect         10s   #连接超时时间 　　    timeout client          1m   #客户端超时时间 　　    timeout server          1m   #服务端超时时间 　　    timeout http-keep-alive 10s   #持久连接超时时间 　　    timeout check           10s   #心跳检测超时时间 　　    maxconn                 3000

　　Frontend ，backend,listen配置选项详解：
　　Bind:指定一个或者多个前端侦听地址和端口，用于listen，Frontend段
　　
　　示例：

listen  http_proxy 　　    bind :80,:443 　　    bind 10.0.0.1:10080,10.0.0.1:10443 　　    bind /var/run/ssl-frontend.sock user root  mode 600 accept-proxy

　　Balance：后端服务器组内的调度算法，用于default, backend,listen段
　　用法：balance  [ ]
　　    balance url_param [check_post]
　　调度算法种类：
　　   roundrobin：基于权重轮询,动态算法,支持权重的运行时调整，支持慢启动；每个后端backend 中最多支持4095 个server
　　serveroptions：weight #
　　   static-rr：基于权重轮询，静态算法，不支持权重的运行时调整及慢启动；后端主机数量无上限
　　   leastconn：加权最少连接，动态算法，最少连接的后端服务器优先分配接收新连接，相同连接时轮询，推荐在较长会话的场景使用 ，例如MySQL 、LDAP 等，不适合http
　　   first：根据服务器在列表中的位置，自上而下进行调度；前面服务器的连接数达到上限，新请求才会分配给下一台服务
　　   source：源地址hash ，新连接先按权重分配，后续连接按source 分配请求
　　uri：对URI 的左半部分或整个uri 做hash 计算，并除以服务器总权重取模，以后派发至某挑出的服务器, 适用于后端缓存服务器
　　://:@:/;?#
　　左半部分：/;
　　整个uri ：/;?#
　　   url_param：对用户请求的uri 中的部分中的参数的值作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；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Backend Server
　　   hdr()：对于每个http 请求，此处由 指定的http 首部将会被取出做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； 无 有效值的会被轮询调度
　　   rdp-cookie  远程桌面相关
　　   rdp-cookie()
　　hash-type ：哈希算法，用于default,listen,backend配置段
　　hash-type  
　　method:
　　map-based：除权取余法，哈希数据结构是静态数组
　　consistent：一致性哈希，哈希数据结构是一棵树
　　:  哈希函数
　　sdbmdjb2 wt6
　　default_backend
　　无use_backend  匹配时，使用默认的backend，用于frontend中，或者defaults和listen中
　　default-server [param*]
　　为backend 中的各server设定默认选项，用于default,listen,backend配置段
　　server [:[port]] [param*]
　　  定义后端主机的各服务器及其选项，用于listen和backend中。

server   [:port] [settings ...] 　　default-server  [settings ...] 　　  ：服务器在haproxy 上的内部名称；出现在日志及警告信息 　　  ：服务器地址，支持使用主机名 　　[:[port]]  ：端口映射；省略时，表示同bind 中绑定的端口 　　[param*]  ：参数 　　weight   ：权重，默认为1 　　maxconn   ：当前后端server 的最大并发连接数 　　backlog   ：当server 的连接数达到上限后的后援队列长度 　　backup  ：设定当前server 为备用服务器Sorry Server

　　Haproxy的配置选项众多，不能详尽，读者可查看其官方文档进行学习。
　　https://cbonte.github.io/haproxy-dconv/