# 1. 簡介#

HAProxy 是一款提供高可用性、負載均衡以及基於 TCP（第四層）和 HTTP（第七層）應用的開源軟體。

本文基於[滴滴雲](https://blog.didiyun.com) CentOS 7.5 虛擬機器和 HAProxy 1.9 版本來驗證 HAProxy 基本的四層和七層負載均衡功能。

# 2. 環境準備#

本文采用三臺 1核1G，40G硬碟的 滴滴雲 CentOS 7.5虛擬機器，EIP 頻寬為 1M，具體架構如下：
![](https://i.imgur.com/9iKnCVb.png)

在上圖中，共有 4 個後端服務，Nginx1-2，Apache1-2，分別分佈在 2 個後端伺服器上：

- Nginx1: 116.85.11.147:80
- Apache1: 116.85.11.147:8080
- Nginx2: 116.85.56.19: 80
- Apache2: 116.85.56.19:8080

Nginx 和 Apache 均可用 yum 安裝，此處省略。

分別在 Nginx 和 Apache 中新增服務頁：

```
Nginx:/usr/share/nginx/html/nginx/index.html
Apache:/var/www/html/apache/index.html
```
服務頁內容以 Nginx1 為例：

```
Hello，this Nginx1!
```

# 3. 安裝 HAProxy#
 在 116.85.19.174 上下載並解壓 HAProxy：

```
[dc2-user@10-254-254-200 ~]$ sudo su
[root@10-254-254-200 dc2-user]# wget https://www.haproxy.org/download/1.9/src/haproxy-1.9.0.tar.gz
[root@10-254-254-200 dc2-user]# tar zxvf haproxy-1.9.0.tar.gz 
[root@10-254-254-200 dc2-user]# cd haproxy-1.9.0
```

編譯並安裝：

```
[root@10-254-254-200 dc2-user]#yum install -y gcc
[root@10-254-254-200 haproxy-1.9.0]# make PREFIX=/usrlocal/haproxy TARGET=linux2628
[root@10-254-254-200 haproxy-1.9.0]# make install PREFIX=/usr/local/haproxy
```

PREFIX 為指定的安裝路徑，TARGET 則根據當前作業系統核心版本指定：

- Linux22     for Linux 2.2
- Linux24     for Linux 2.4 and above (default)
- Llinux24e    for Linux 2.4 with support for a working epoll (> 0.21)
- Linux26     for Linux 2.6 and above
- Linux2628   for Linux 2.6.28, 3.x, and above (enables splice and tproxy)

此例中，我們的作業系統核心版本為 3.10.0，所以TARGET 指定為 Linux2628。

將 HAProxy 註冊為系統服務，在 /etc/init.d 目錄下新增 HAProxy 服務的啟停指令碼：

```
vi /etc/init.d/haproxy

#! /bin/sh
set -e

PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/local/haproxy/sbin
PROGDIR=/usr/local/haproxy
PROGNAME=haproxy
DAEMON=$PROGDIR/sbin/$PROGNAME
CONFIG=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.cfg
PIDFILE=$PROGDIR/conf/$PROGNAME.pid
DESC="HAProxy daemon"
SCRIPTNAME=/etc/init.d/$PROGNAME

test -x $DAEMON || exit 0

start()
{
       echo -e "Starting $DESC: $PROGNAME\n"
       $DAEMON -f $CONFIG
       echo "."
}

stop()
{
       echo -e "Stopping $DESC: $PROGNAME\n"
       haproxy_pid="$(cat $PIDFILE)"
       kill $haproxy_pid
       echo "."
}

restart()
{
       echo -e "Restarting $DESC: $PROGNAME\n"
       $DAEMON -f $CONFIG -p $PIDFILE -sf $(cat $PIDFILE)
       echo "."
}

case "$1" in
 start)
       start
       ;;
 stop)
       stop
       ;;
 restart)
       restart
       ;;
 *)
       echo "Usage: $SCRIPTNAME {start|stop|restart}" >&2
       exit 1
       ;;
esac

exit 0
```

# 4. 使用 HAProxy 搭建 7 層負載均衡器#
接下來我們要配置一個 7 層負載均衡器並使其擁有以下功能：

- 負載均衡
- 會話保持
- 根據 URL 字首向不同的後端叢集轉發
- 監控頁面

此步驟的核心是為 HAProxy 建立配置檔案，當啟動 HAProxy 時會讀取此檔案：

```
vi /usr/local/haproxy/conf/haproxy.cfg
global
   user root
   group root
   daemon

defaults
   
   mode http
   pidfile /usr/local/haproxy/conf/haproxy.pid

frontend http-in
   bind *:80   	      #客戶端訪問HAProxy的埠
   acl url_nginx path_beg -i /nginx    #定義acl，當url以nginx開頭時，url_nginx為true
   acl url_apache path_beg -i /apache  #定義acl，當url以apache開頭時，url_apache為true
   use_backend nginx if url_nginx      #當url_nginx為true時，訪問跳轉至後端的nginx伺服器
   use_backend apache if url_apache    #當url_apache為true時，訪問跳轉至後端的apache伺服器
   
backend nginx    #定義後端nginx伺服器叢集
   balance roundrobin
   cookie cookie_nginx insert indirect nocache
   server nginx1 116.85.11.147:80 
   server nginx2 116.85.56.19:80  
backend apache   #定義後端apache伺服器叢集
   balance roundrobin
   cookie cookie_apache insert indirect nocache
   server apache1 116.85.11.147:8080 
   server apache2 116.85.56.19:8080 
~

```

藉助 Linux 的 rsyslog 儲存 HAProxy 的日誌，Global 和 Defaults 域中新增以下內容：

```
global
    ...
    log 127.0.0.1 local0 info
    log 127.0.0.1 local1 warning
    ...

defaults
    ...
    log global
    ...
```

以上的作用是將 info 及以上級別的日誌推送到 rsyslog 的 local0 介面，將 warn 及以上級別的日誌推送到 rsyslog 的 local1 介面，所有的前端訪問都預設使用 Global 中的日誌配置。

為 rsyslog 新增 HAProxy 日誌的配置：

```
vi /etc/rsyslog.d/haproxy.conf
$ModLoad imudp
$UDPServerRun 514
$FileCreateMode 0644  #日誌檔案的許可權
$FileOwner root  #日誌檔案的owner
local0.*     /var/log/haproxy.log  #local0介面對應的日誌輸出檔案
local1.*     /var/log/haproxy_warn.log  #local1介面對應的日誌輸出檔案
```

修改 rsyslog 的啟動引數：

```
vi /etc/sysconfig/rsyslog
# Options for rsyslogd
# Syslogd options are deprecated since rsyslog v3.
# If you want to use them, switch to compatibility mode 2 by "-c 2"
# See rsyslogd(8) for more details
SYSLOGD_OPTIONS="-c 2 -r -m 0"
~                                
```

重啟 rsyslog：

```
systemctl restart rsyslog
```

啟動 HAProxy：

```
service haproxy start
Starting HAProxy daemon: haproxy

.
```

檢視 HAProxy 是否啟動：

```
ss -tunlp | grep 80
tcp    LISTEN     0      128       *:80  
```

檢視是否生成日誌：

```
ls /var/log |grep ^ha
haproxy.log
haproxy_warn.log
```

透過瀏覽器訪問 HAProxy 的 IP 地址並分別新增 Nginx 和 Apache 字尾，點選重新整理，可以看到請求被定義到不同的叢集：

![](https://i.imgur.com/qaIhqww.png)
![](https://i.imgur.com/BedHTYk.png)
![](https://i.imgur.com/IINNLOx.png)
![](https://i.imgur.com/q87epqb.png)

接下來，在配置檔案中新增 Cookie，使 HAProxy 具有會話保持的功能，即同一個客戶端的訪問始終定向到同一臺伺服器上：

```
vi /usr/local/haproxy/conf/haproxy.cfg
global
   log 127.0.0.1 local0 info
   log 127.0.0.1 local1 warning
   user root	
   group root
   daemon

defaults
   log global
   mode http
   pidfile /usr/local/haproxy/conf/haproxy.pid

frontend http-in
 bind *:80
 acl url_nginx path_beg -i /nginx
 acl url_apache path_beg -i /apache
 use_backend nginx if url_nginx
 use_backend apache if url_apache
 
backend nginx
 balance roundrobin
 cookie cookie_nginx insert indirect nocache
 server nginx1 116.85.11.147:80 cookie nginx1
 server nginx2 116.85.56.19:80 cookie nginx2
backend apache
 balance roundrobin
 cookie cookie_apache insert indirect nocache
 server apache1 116.85.11.147:8080 cookie apache1
 server apache2 116.85.56.19:8080 cookie apache2
```

以上紅色字型部分的配置功能是將 Cookie 傳送給客戶端，以記錄 session。

重啟 HAProxy：

```
service haproxy restart
```

再次訪問 Nginx，開啟瀏覽器的開發者工具，可以看到此次訪問有 Cookie寫入：

![](https://i.imgur.com/xnBV9iG.png)

重新整理瀏覽器，訪問會始終保持在 Nginx1頁面。

接下來新增以下內容到配置檔案，新增監控功能：

```
listen stats #定義監控頁面
 
 bind *:8080 #繫結埠8080
 stats refresh 30s #每30秒更新監控資料
 stats uri /stats #訪問監控頁面的uri
 stats realm HAProxy\ Stats #監控頁面的認證提示
 stats auth admin:admin #監控頁面的使用者名稱和密碼

```

在 2 個後端新增 check：

```
backend nginx
 balance roundrobin
 cookie cookie_nginx insert indirect nocache
 server nginx1 116.85.11.147:80 cookie nginx1 check
 server nginx2 116.85.56.19:80 cookie nginx2 check
backend apache
 balance roundrobin
 cookie cookie_apache insert indirect nocache
 server apache1 116.85.11.147:8080 cookie apache1 check
 server apache2 116.85.56.19:8080 cookie apache2 check
```

重啟 HAProxy：

```
service haproxy restart
```

訪問監控頁面，輸入使用者名稱和密碼：

![](https://i.imgur.com/9jOpa70.png)

可以看到兩個後端都是正常的。

# 5. 使用 HAProxy 搭建 4 層負載均衡器#

HAProxy 作為 4 層負載均衡器不會解析 HTTP 協議相關內容，只針對傳輸層的資料包做檢查，因此不會根據 URL 向不同的後端轉發請求，也沒有透過 Cookie 保持會話的功能。

本例中使用 HAProxy 代理兩個 HTTP 後端，不提供保持會話功能。

修改配置檔案：

```
frontend http-in
   bind *:80
   default_backend default_servers
backend default_servers
   balance roundrobin
   server apache1 116.85.11.147:8080 check
   server apache2 116.85.56.19:8080 check
```

重啟HAProxy：

```
service haproxy restart
```

將兩臺 Apache 伺服器的測試頁面放入的預設目錄下：

```
cp /var/www/html/apache/index.html /var/www/html/
```

瀏覽器訪問 HAProxy 的 IP 地址，輪詢訪問 Apache1 和 Apache2：

![](https://i.imgur.com/gUVBMOL.png)
![](https://i.imgur.com/jSGUWnJ.png)

HAProxy 的 4 層負載均衡雖然不能使用 Cookie 保持會話，但是可以透過源 IP 來識別請求，只要是同一 IP 來源的請求都可以定向到固定的後端資源，只需在配置檔案中修改後端的排程演算法：

```
backend default_servers
 balance source
 hash-type consistent
 server apache1 116.85.11.147:8080 check
 server apache2 116.85.56.19:8080 check
```

重啟 HAProxy：
```
service haproxy restart
```

再次開啟瀏覽器訪問 HAProxy 的 IP，重新整理後始終訪問相同的後端資源。

# 參考資源：

[http://cbonte.github.io/haproxy-dconv/1.9/configuration.html](http://cbonte.github.io/haproxy-dconv/1.9/configuration.html "http://cbonte.github.io/haproxy-dconv/1.9/configuration.html")
[https://www.jianshu.com/p/c9f6d55288c0](https://www.jianshu.com/p/c9f6d55288c0 "https://www.jianshu.com/p/c9f6d55288c0")

基於滴滴雲部署 HAProxy 實現 7 層和 4 層負載均衡

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