如何在Linux上使用HAProxy配置HTTP負載均衡系統

admin @ 2015-09-14 , reply:0
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TTP負載均衡簡介

  HTTP負載均衡是一種網路解決方案,負責在託管相同應用內容的幾台伺服器之間分配進入的HTTP或HTTPS流量。由於在多台可用伺服器之間均衡了應用請求,負載均衡系統就能防止任何應用伺服器變成單一故障點,因而提高了整體的應用可用性和響應能力。它還讓你可以隨著不斷變化的工作負載,輕鬆地縮小/擴大部署的應用系統的規模,只需添加或刪除額外的應用伺服器。

  哪裡使用負載均衡、何時使用?

  由於負載均衡系統改進了伺服器的利用率,最大限度地提高了可用性,只要你的伺服器開始面臨繁重負載,或者正為一個較龐大的項目規劃架構,就應該使用它。事先規劃好負載均衡系統的用途是個好習慣。那樣,未來你需要擴展環境規模時,它會證明其用途。

  HAProxy是什麼東東?

  HAProxy是一種流行的開源負載均衡和代理系統,面向GNU/Linux平台上的TCP/HTTP伺服器。HAProxy採用了單一線程的事件驅動型架構而設計,它能夠輕鬆地處理10G網卡線路速度,現廣泛應用於許多生產環境中。其功能特性包括:自動檢查健康狀況、可定製的負載均衡演算法、支持HTTPS/SSL以及會話速率限制等。

  我們在本教程中要達到什麼樣的目的?

  在本教程中,我們將逐步介紹為HTTP網站伺服器配置基於HAProxy的負載均衡系統這個過程。

  前提條件

  你至少需要一台(最好是兩台)網站伺服器來證實所搭建負載均衡系統的功能。我們假設,後端HTTP網站伺服器已經搭建並運行起來。

  將HAProxy安裝到Linux上

  就大多數發行版而言,我們可以使用你所用發行版的軟體包管理器來安裝HAProxy。

  將HAProxy安裝到Debian上

  在Debian中,我們需要為Wheezy添加向後移植功能。為此,請在/etc/apt/sources.list.d中創建一個名為「backports.list」的新文件,其內容如下:

  deb http://cdn.debian.net/debian wheezy­backports main
  更新你的軟體庫數據,並安裝HAProxy。

  # apt­ get update
  # apt ­get install haproxy
  將HAProxy安裝到Ubuntu上

  # apt ­get install haproxy
  將HAProxy安裝到CentOS和RHEL上

  # yum install haproxy
  配置HAProxy

  在本教程中,我們假設有兩台HTTP網站伺服器已搭建並運行起來,其IP地址分別為192.168.100.2和192.168.100.3。我們還假設,負載均衡系統將在IP地址為192.168.100.4的那台伺服器處進行配置。

  為了讓HAProxy發揮功用,你需要更改/etc/haproxy/haproxy.cfg中的幾個項目。這些變更在本章節中予以描述。萬一某個配置對不同的GNU/Linux發行版而言有所不同,會在相應段落中加以註明。

  1. 配置日誌功能

  你首先要做的工作之一就是,為你的HAProxy建立合適的日誌功能,這對將來進行調試大有用處。日誌配置內容位於/etc/haproxy/haproxy.cfg的global部分。下面這些是針對特定發行版的指令,用於為HAProxy配置日誌。

  CentOS或RHEL:

  要想在CentOS/RHEL上啟用日誌功能,把:

  log 127.0.0.1 local2

  換成:

  log 127.0.0.1 local0

  下一步,在/var/log中為HAProxy創建單獨的日誌文件。為此,我們需要改動當前的rsyslog配置。為了讓配置簡單而清楚,我們將在/etc/rsyslog.d/中創建一個名為haproxy.conf的新文件,其內容如下。

  $ModLoad imudp
  $UDPServerRun 514
  $template Haproxy,"%msg%\n"
  local0.=info ­/var/log/haproxy.log;Haproxy
  local0.notice ­/var/log/haproxy­status.log;Haproxy
  local0.* ~
  該配置將把基於$template的所有HAProxy消息隔離到/var/log中的日誌文件。現在,重啟rsyslog,讓變更內容生效。

  # service rsyslog restart
  Debian或Ubuntu:

  要想在Debian或Ubuntu上為HAProxy啟用日誌功能,把:

  log /dev/log local0
  log /dev/log local1 notice
  換成:

  log 127.0.0.1 local0
  下一步,為HAProxy配置單獨的日誌文件,編輯/etc/rsyslog.d/中一個名為haproxy.conf的文件(或者Debian中的49-haproxy.conf),其內容如下。

  $ModLoad imudp
  $UDPServerRun 514
  $template Haproxy,"%msg%\n"
  local0.=info ­/var/log/haproxy.log;Haproxy
  local0.notice ­/var/log/haproxy­status.log;Haproxy
  local0.* ~
  該配置將把基於$template的所有HAProxy消息隔離到/var/log中的日誌文件。現在,重啟rsyslog,讓變更內容生效。

  # service rsyslog restart
  2. 設置默認值

  下一步是為HAProxy設置默認變數。找到/etc/haproxy/haproxy.cfg中的defaults部分,把它換成下列配置。

  log     global
  mode    http
  option  httplog
  option  dontlognull
  retries 3
  option redispatch
  maxconn 20000
  contimeout      5000
  clitimeout      50000
  srvtimeout      50000
  上述配置推薦HTTP負載均衡器使用,但可能不是最適合你環境的解決方案。如果那樣,請參閱HAProxy參考手冊頁,進行適當的改動和調整。

  3. 網站伺服器集群的配置

  網站伺服器集群(Webfarm)的配置定義了可用的HTTP伺服器集群。我們所建負載均衡系統的大部分設置都將放在這裡。現在,我們將創建一些基本的配置,我們的節點將在這裡加以定義。把從frontend部分到文件末尾的所有配置換成下列代碼:

  listen webfarm *:80
  mode http
  stats enable
  stats uri /haproxy?stats
  stats realm Haproxy\ Statistics
  stats auth haproxy:stats
  balance roundrobin
  cookie LBN insert indirect nocache
  option httpclose
  option forwardfor
  server web01 192.168.100.2:80 cookie node1 check
  server web02 192.168.100.3:80 cookie node2 check
  「listen webfarm *:80」這一行定義了我們的負載均衡系統將偵聽哪些介面。出於本教程的需要,我將該值設為「*」,這讓負載均衡系統偵聽我們的所有介面。在實際場景下,這可能不合意,應該換成可從互聯網來訪問的某個介面。

  stats enable
  stats uri /haproxy?stats
  stats realm Haproxy\ Statistics
  stats auth haproxy:stats
  上述設置聲明,可以在http://<load-balancer-IP>/haproxy?stats處訪問負載均衡系統的統計數字。這種訪問由簡單的HTTP驗證以及登錄名「haproxy」和密碼「stats」來確保安全。這些設置應該換成你自己的登錄信息。如果你不想讓這些統計數字被人看到,那麼可以完全禁用它們。

  下面是HAProxy統計數字的一個例子。

  「balance roundrobin」這一行定義了我們將使用哪種類型的負載均衡。在本教程中,我們將使用簡單的輪叫調度演算法,這對HTTP負載均衡來說完全綽綽有餘。HAProxy還提供了其他類型的負載均衡:

  •leastconn:連接數最少的伺服器優先接收連接。

  •source:對源IP地址進行哈希處理,用運行中伺服器的總權重除以哈希值,即可決定哪台伺服器將接收請求。

  •uri:URI的左邊部分(問號前面)經哈希處理,用運行中伺服器的總權重除以哈希值。所得結果決定哪台伺服器將接收請求。

  •url_param:變數中指定的URL參數將在每個HTTP GET請求的查詢串中進行查詢。你基本上可以將使用蓄意製作的URL(crafted URL)的請求鎖定於特定的負載均衡節點。

  •hdr(name):HTTP頭<name> 將在每個HTTP請求中進行查詢,被定向到特定節點。

  「cookie LBN insert indirect nocache」這一行讓我們的負載均衡系統存儲持久性cookie,這讓我們得以準確查明集群中的哪個節點用於某一個會話。這些節點cookie將與指定的名稱一併存儲起來。在我們這個例子中,我使用了「LBN」,但你可以指定自己喜歡的任意名稱。節點將為該cookie把字元串作為一個值而存儲起來。

  server web01 192.168.100.2:80 cookie node1 check
  server web02 192.168.100.3:80 cookie node2 check
  上述部分對網站伺服器節點集群進行了定義。每台伺服器都用內部名稱(比如web01和web02)、IP地址和獨特的cookie串來表示。cookie串可以定義為你需要的任何名稱。我使用了簡單的node1、node2 ... node(n)。

  啟動HAProxy

  你完成了配置工作后,可以啟動HAProxy,驗證一切按預期運行。

  在Centos/RHEL上啟動HAProxy

  使用下列指令,讓HAProxy能夠在系統啟動后啟動,並打開它:

  # chkconfig haproxy on
  # service haproxy start
  當然,別忘了啟用防火牆中的埠80,如下所示。

  CentOS/RHEL 7上的防火牆:

  # firewall­cmd ­­permanent ­­zone=public ­­add­port=80/tcp
  # firewall­cmd ­­reload
  CentOS/RHEL 6上的防火牆:

  把下面這一行添加到/etc/sysconfig/iptables中的這部分「:OUTPUT ACCEPT」:

  A INPUT ­m state ­­state NEW ­m tcp ­p tcp ­­dport 80 ­j ACCEPT
  然後重啟iptables:

  # service iptables restart
  在Debian上啟動HAProxy

  使用下列指令啟動HAProxy:

  # service haproxy start
  別忘了啟用防火牆中的埠80,為此把下面這一行添加到/etc/iptables.up.rules:

  A INPUT ­p tcp ­­dport 80 ­j ACCEPT
  在Ubuntu上啟動HAProxy

  讓HAProxy能夠在系統啟動后啟動,只要在/etc/default/haproxy中將「ENABLED」選項設為「1」:

  ENABLED=1
  啟動HAProxy:

  # service haproxy start
  然後啟用防火牆中的埠80:

  # ufw allow 80
  測試HAProxy

  為了檢查HAproxy是否在正常工作,我們可以執行下列步驟:

  首先,用下列內容準備好test.php文件:

  <?php
  header('Content-Type: text/plain');
  echo "Server IP: ".$_SERVER['SERVER_ADDR'];
  echo "\nX-Forwarded-for: ".$_SERVER['HTTP_X_FORWARDED_FOR'];
  ?>
  該PHP文件將告訴我們哪台伺服器(即負載均衡系統)轉發請求,哪台後端網站伺服器實際處理請求。

  把該PHP文件放到這兩台後端網站伺服器的根目錄下。現在,使用curl命令,從負載均衡系統(192.168.100.4)提取這個PHP文件。

  $ curl http://192.168.100.4/test.php
  我們多次運行這個命令時,應該會看到下面兩個輸出交替出現(由於輪叫調度演算法)。

  Server IP: 192.168.100.2

  X-Forwarded-for: 192.168.100.4

  Server IP: 192.168.100.3

  X-Forwarded-for: 192.168.100.4

  如果我們停止這兩台後端網站伺服器中的其中一台,curl命令應該仍會執行,將請求定向到另一台可用的網站伺服器。

  結束語

  至此,你應該有了一套完全實用的負載均衡系統,能夠在輪叫循環模式下為你的網站節點提供請求。與往常一樣,你可以隨意更改配置,讓它更適合自己的基礎設施。希望本教程幫助你讓自己的網站項目具有更強的抗壓力和更高的可用性。

  正如大家已經注意到的那樣,本教程所含的設置適用於僅僅一套負載均衡系統。這意味著,我們把一個單一故障點換成了另一個單一故障點。在實際場景下,你應該部署至少兩套或三套負載均衡系統,以防範可能出現的任何故障,但這不在本教程的討論範圍之內。




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