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haproxy是什么？以及haproxy基础实验

news 来源：原创 2024/9/20 14:10:09

一、什么是负载均衡？

二、为什么要用haproxy？

三、haproxy的基本部署实验：

3.1 基本配置实验

环境准备：

详细步骤：

3.2 haproxy-多进程与多线程实验：

多进程：

多线程：

四、haproxy的全局global配置实验：

五、haproxy的proxies配置实验：server

环境准备：

实验步骤：

haproxy的工具及其算法：haproxy的工具及其算法-CSDN博客

haproxy 高级功能及配置：haproxy 高级功能及配置-CSDN博客

一、什么是负载均衡？

负载均衡：Load Balance，简称LB，是一种服务或基于硬件设备等实现的高可用反向代理技术，负载均衡将特定的业务(web服务、网络流量等)分担给指定的一个或多个后端特定的服务器或设备，从而提高了公司业务的并发处理能力、保证了业务的高可用性、方便了业务后期的水平动态扩展。

1.1 负载均衡的特点：

1. Web服务器的动态水平扩展
2. 增加业务并发访问及处理能力
3. 节约公网IP地址：节约成本
4. 隐藏內部服务器IP：提高内部服务器安全性
5. 配置简单
6. 功能丰富：支持四层和七层
7. 性能较强

1.2 四层负载均衡：

客户端访问服务器：修改报文头部的目标地址，修改源地址(NAT不改源地址)。

1. 通过 ip+port 决定负载均衡的去向。
2. 对流量请求进行 NAT 处理，转发至后台服务器。
3. 记录 tcp、udp 流量分别是由哪台服务器处理，后续该请求连接的流量都通过该服务器处理。
4. 支持四层的软件：
        Ivs：重量级四层负载均衡器。
        Nginx：轻量级四层负载均衡器，可缓存。 (nginx四层是通过upstream模块)
        Haproxy：模拟四层转发。

1.3 七层负载均衡：

1. 通过虚拟 url 或主机 ip 进行流量识别，根据应用层信息进行解析，决定是否需要进行负载均衡。
2. 代理后台服务器与客户端建立连接，如 nginx 可代理前后端，与前端客户端 tcp 连接，与后端服务器建立tcp连接
3. 支持七层代理的软件：
Nginx：基于http协议(nginx七层是通过proxy_ pass)
Haproxy：七层代理，会话保持、标记、路径转移等。

1.4 四层和七层的对比：

同样性能的前提下，不涉及后端检测或者七层，选择四层更快。如果涉及到动静分离，url分析等，选择七层。

1. 分层位置：四层负载均衡在传输层及以下，七层负载均衡在应用层及以下。

2. 性能：四层负载均衡架构无需解析报文消息内容，在网络吞吐量与处理能力上较高：七层可支持解析应用层报文消息内容，识别URL、Cookie、HTTP header等信息。
3. 原理：四层负载均衡是基于ip+port；七层是基于虚拟的URL或主机IP等。
4. 功能类比：四层负载均衡类似于路由器；七层类似于代理服务器（正向和反向代理）。
5. 安全性：四层负载均衡无法识别DDoS攻击；七层可防御SYN Cookie/Flood攻击。

正向和反向代理

正向代理：翻墙，不同国家之间的请求，国家之间有防火墙，可通过其他地域的代理进行请求。

反向代理：类似于LVS。不同地点的服务器，请求可通过所在地的LVS代理，有则返回，没有则代理向服务器请求。

mode http #7层

mode tcp #4层

二、为什么要用haproxy？

LVS：没有后端检测，当后端出现问题时，LVS仍然会去访问服务停止的主机。

优点：速度快，体积小

缺点：没有后端检测，不能实现七层负载

haproxy：可以实现当后端出现问题时，会把所以流量达到正常的主机上。即可实现四层负载也可实现七层负载。

配置文件及基本参数：

HAProxy的配置文件 haproxy.cfg 由两大部分组成，分别是：

1. global：全局配置段
① 进程及安全配置相关的参数
② 性能调整相关参数
③ Debug参数

2. proxies：代理配置段
① defaults：为frontend, backend, listen提供默认配置
② frontend：前端，相当于nginx中的server {}
③ backend：后端，相当于nginx中的upstream {}
④ listen：同时拥有前端和后端配置,配置简单，生产推荐使用

global参数	类型	作用	proxies参数	类型	作用
chroot	全局	锁定运行目录	defaults	proxies	默认配置项，针对以下的frontend、backend和listen生效，可以多个name也可以没有name
deamon	全局	以守护进程运行	frontend	proxies	前端servername,类似于Nginx的一个虚拟主机server和LVS服务集群。
user, group, uid, gid	全局	运行haproxy的用户身份	backend	proxies	#后端服务器组，等于nginx的upstream和LVS中的RS服务器作用
stats socket	全局	套接字文件	listen	proxies	#将frontend和backend合并在一起配置，相对于frontend和backend配置更简洁，生产常用
nbproc N	全局	开启的haproxy worker进程数,默认进程数是一个
nbthread 1 (和nbproc互斥)	全局	指定每个haproxy进程开启的线程数，默认为每个进程一个线程
cpu-map 1 0	全局	绑定haproxy worker进程至指定CPU,将第1个work进程绑定至0号CPU
cpu-map 2 1	全局	绑定haproxy worker进程至指定CPU,将第2个work进程绑定至1号CPU
maxconn N	全局	每个haproxy进程的最大并发连接数
maxsslconn N	全局	每个haproxy进程ssl最大连接数,用于haproxy配置了证书的场景下
maxconnrate N	全局	每个进程每秒创建的最大连接数量

三、haproxy的基本部署实验：

3.1 基本配置实验

环境准备：

需要三台虚拟机

rhel9克隆：haproxy(172.25.254.100)、webserver1(172.25.254.10)、webserver2(172.25.254.20)

详细步骤：

vmset.sh为设置IP及解析

[root@haproxy ~]# cat /bin/vmset.sh
#!/bin/bash
rm -fr /etc/NetworkManager/system-connections/$1.nmconnection
cat > /etc/NetworkManager/system-connections/$1.nmconnection <<EOF
[connection]
id=$1
type=ethernet
interface-name=$1
[ipv4]
address1=$2/24,172.25.254.2
method=manual
dns=114.114.114.114;
EOFchmod 600 /etc/NetworkManager/system-connections/$1.nmconnection
nmcli connection reload
nmcli connection up $1hostnamectl hostname $3cat > /etc/hosts <<EOF
127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
$2	$3
EOF

haproxy部分

#haproxy部分：
#vmset.sh eth0 172.25.254.100 haproxy.company.org
[root@haproxy ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:cc:d6:59 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffaltname enp3s0altname ens160inet 172.25.254.100/24 brd 172.25.254.255 scope global noprefixroute eth0valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::e9d9:e029:7f5a:84bf/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
[root@haproxy ~]# 
#此处是在下面的webserver1和webserver2的nginx部分做完后，进行测试的
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.10
webserver1 - 172.25.254.10
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.20
webserver2 - 172.25.254.20#haproxy实现LVS轮询调度
[root@haproxy ~]# dnf install haproxy -y
Complete!
[root@haproxy ~]# rpm -qc haproxy 
/etc/haproxy/haproxy.cfg
/etc/logrotate.d/haproxy
/etc/sysconfig/haproxy
[root@haproxy ~]# 
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl enable haproxy.service 
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/haproxy.service → /usr/lib/systemd/system/haproxy.service.
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service 
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver1 - 172.25.254.10
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver2 - 172.25.254.20
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver1 - 172.25.254.10

编写配置文件：

vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

大约在69行左右，添加以下内容，选择其中一种方式，即可实现haproxy的轮询效果

webserver1部分

#webserver1部分：
#vmset.sh eth0 172.25.254.10 webserver1.company.org
[root@webserver1 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:03:5f:47 brd ff:ff:ff:ff:ff:ffaltname enp3s0altname ens160inet 172.25.254.10/24 brd 172.25.254.255 scope global noprefixroute eth0valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::b947:4cf:357d:b67e/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
[root@webserver1 ~]# 
[root@webserver1 ~]# dnf install nginx -y
Complete!
[root@webserver1 ~]# echo webserver1 - 172.25.254.10 > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@webserver1 ~]# systemctl enable --now nginx.service 
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
#之后进出haproxy进行curl测试

webserver2部分

#webserver2部分：
#vmset.sh eth0 172.25.254.20 webserver2.company.org
[root@webserver2 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00inet 127.0.0.1/8 scope host lovalid_lft forever preferred_lft foreverinet6 ::1/128 scope host valid_lft forever preferred_lft forever
2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000link/ether 00:0c:29:f6:d1:9e brd ff:ff:ff:ff:ff:ffaltname enp3s0altname ens160inet 172.25.254.20/24 brd 172.25.254.255 scope global noprefixroute eth0valid_lft forever preferred_lft foreverinet6 fe80::d9bf:66c4:33ab:9efa/64 scope link noprefixroute valid_lft forever preferred_lft forever
[root@webserver2 ~]# 
[root@webserver2 ~]# dnf install nginx -y
Complete!
[root@webserver2 ~]# echo webserver2 - 172.25.254.20 > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@webserver2 ~]# systemctl enable --now nginx.service 
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
#之后进出haproxy进行curl测试

3.2 haproxy-多进程与多线程实验：

多进程：

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service 
[root@haproxy ~]# pstree -p | grep haproxy|-haproxy(1586)-+-haproxy(1588)|               `-haproxy(1589)

多线程：

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service 
[root@haproxy ~]# pstree -p | grep haproxy|-haproxy(1569)---haproxy(1571)---{haproxy}(1572)

四、haproxy的全局global配置实验：

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service 
[root@haproxy ~]# vim /etc/rsyslog.conf 
[root@haproxy ~]# ll /var/log/haproxy.log 
-rw------- 1 root root 5436 Aug  7 16:34 /var/log/haproxy.log

五、haproxy的proxies配置实验：server

环境准备：

上面实验的基础上完成该实验

10与20：

systemctl stop nginx #测试sorry提示是否出现

systemctl start nginx #测试能否访问

100：

dnf install httpd -y

实验步骤：

haproxy 部分

[root@haproxy ~]# dnf install httpd -y
[root@haproxy ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf 		#将监听Listen端口改为8080
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 			#见图一
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service #首先需停止webserver1和webserver2的nginx服务
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
<html><body><h1>503 Service Unavailable</h1>
No server is available to handle this request.
</body></html>
[root@haproxy ~]# echo sorry, this is down > /var/www/html/index.html
[root@haproxy ~]# systemctl restart httpd
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
sorry, this is down[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service 
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
sorry, this is down
#启动webserver2的nginx服务
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver2 - 172.25.254.20
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver2 - 172.25.254.20
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver2 - 172.25.254.20
[root@haproxy ~]# [root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service 
#启动webserver1和webserver2的nginx服务
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver1 - 172.25.254.10
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver1 - 172.25.254.10
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver2 - 172.25.254.20
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver1 - 172.25.254.10
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver1 - 172.25.254.10
[root@haproxy ~]# curl 172.25.254.100
webserver2 - 172.25.254.20
[root@haproxy ~]# [root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service 
#之后去网页测试

webserver1 部分

[root@webserver1 ~]# systemctl stop nginx.service 
[root@webserver1 ~]# systemctl start nginx.service 
[root@webserver1 ~]# while true; do curl 172.25.254.100; sleep 0.1; done
webserver1 - 172.25.254.10
webserver1 - 172.25.254.10
webserver2 - 172.25.254.20
webserver1 - 172.25.254.10
webserver1 - 172.25.254.10
webserver2 - 172.25.254.20
webserver1 - 172.25.254.10
webserver1 - 172.25.254.10
...

webserver2 部分

[root@webserver2 ~]# systemctl stop nginx.service 
[root@webserver2 ~]# systemctl start nginx.service 
[root@webserver2 ~]# while true
> do
> curl 172.25.254.100
> sleep 0.1
> done
webserver2 - 172.25.254.20
webserver1 - 172.25.254.10
webserver1 - 172.25.254.10
webserver2 - 172.25.254.20
webserver1 - 172.25.254.10
webserver1 - 172.25.254.10
webserver2 - 172.25.254.20
webserver1 - 172.25.254.10
...