Linux上使用HAProxy配置HTTP負載均衡系統

如今對基於網際網路的應用和服務的要求越來越大，這給廣大的IT管理員施加了越來越大的壓力。面對突如其來的流量猛增、自生的流量增加或者是內部挑戰（比如硬體故障和緊急維護），不管怎樣，你的網際網路應用都必須保持隨時可用。連現代化的開發運營和持續交付做法也會危及網際網路服務的可靠性和一貫表現。

無法預測或缺乏一貫的表現是你所無法承受的。那麼，我們如何能消除這些缺點呢？在大多數情況下，一套合適的負載均衡解決方案有望滿足這個要求。今天我將為各位介紹如何使用HAProxy搭建一套HTTP負載均衡系統。

HTTP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臺伺服器之間分配進入的HTTP或HTTPS流量。由於在多臺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，只需新增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專案規劃架構，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，未來你需要擴充套件環境規模時，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平臺上的TCP/HTTP伺服器。HAProxy採用了單一執行緒的事件驅動型架構而設計，它能夠輕鬆地處理10G網路卡線路速度，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、支援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

你至少需要一臺（最好是兩臺）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執行起來。

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新增向後移植功能。為此，請在/etc/apt/sources.list.d中建立一個名為“backports.list”的新檔案，其內容如下：

deb http://cdn.debian.net/debian wheezy­backports main

更新你的軟體庫資料，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，我們假設有兩臺HTTP網站伺服器已搭建並執行起來，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的那臺伺服器處進行配置。

為了讓HAProxy發揮功用，你需要更改/etc/haproxy/haproxy.cfg中的幾個專案。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，這對將來進行除錯大有用處。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建立單獨的日誌檔案。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/中建立一個名為haproxy.conf的新檔案，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訊息隔離到/var/log中的日誌檔案。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配置單獨的日誌檔案，編輯/etc/rsyslog.d/中一個名為haproxy.conf的檔案（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訊息隔離到/var/log中的日誌檔案。現在，重啟rsyslog，讓變更內容生效。

# service rsyslog restart

2. 設定預設值

下一步是為HAProxy設定預設變數。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. 網站伺服器叢集的配置

網站伺服器叢集（Webfarm）的配置定義了可用的HTTP伺服器叢集。我們所建負載均衡系統的大部分設定都將放在這裡。現在，我們將建立一些基本的配置，我們的節點將在這裡加以定義。把從frontend部分到檔案末尾的所有配置換成下列程式碼：

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，應該換成可從網際網路來訪問的某個介面。

stats enable
stats uri /haproxy?stats
stats realm Haproxy\ Statistics
stats auth haproxy:stats

上述設定宣告，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驗證以及登入名“haproxy”和密碼“stats”來確保安全。這些設定應該換成你自己的登入資訊。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型別的負載均衡。在本教程中，我們將使用簡單的輪叫排程演算法，這對HTTP負載均衡來說完全綽綽有餘。HAProxy還提供了其他型別的負載均衡：

•leastconn：連線數最少的伺服器優先接收連線。

•source：對源IP地址進行雜湊處理，用執行中伺服器的總權重除以雜湊值，即可決定哪臺伺服器將接收請求。

•uri：URI的左邊部分（問號前面）經雜湊處理，用執行中伺服器的總權重除以雜湊值。所得結果決定哪臺伺服器將接收請求。

•url_param：變數中指定的URL引數將在每個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儲存永續性cookie，這讓我們得以準確查明叢集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儲存起來。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把字串作為一個值而儲存起來。

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叢集進行了定義。每臺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

你完成了配置工作後，可以啟動HAProxy，驗證一切按預期執行。

在Centos/RHEL上啟動HAProxy

使用下列指令，讓HAProxy能夠在系統啟動後啟動，並開啟它：

# 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：

把下面這一行新增到/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，為此把下面這一行新增到/etc/iptables.up.rules：

A INPUT ­p tcp ­­dport 80 ­j ACCEPT

在Ubuntu上啟動HAProxy

讓HAProxy能夠在系統啟動後啟動，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檔案：

<?php
header(‘Content-Type: text/plain’);
echo ”Server IP: ”.$_SERVER['SERVER_ADDR'];
echo ”\nX-Forwarded-for: ”.$_SERVER['HTTP_X_FORWARDED_FOR'];
?>

該PHP檔案將告訴我們哪臺伺服器（即負載均衡系統）轉發請求，哪臺後端網站伺服器實際處理請求。

把該PHP檔案放到這兩臺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檔案。

$ curl http://192.168.100.4/test.php

我們多次執行這個命令時，應該會看到下面兩個輸出交替出現（由於輪叫排程演算法）。

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

如果我們停止這兩臺後端網站伺服器中的其中一臺，curl命令應該仍會執行，將請求定向到另一臺可用的網站伺服器。

結束語

至此，你應該有了一套完全實用的負載均衡系統，能夠在輪叫迴圈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專案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，本教程所含的設定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。

要是你有什麼問題或建議，歡迎留言。