如何在Linux上使用HAProxy配置HTTP負(fù)載均衡系統(tǒng)？
譯文如今對(duì)基于互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和服務(wù)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(duì)突如其來的流量猛增、自生的流量增加或者是內(nèi)部挑戰(zhàn)（比如硬件故障和緊急維護(hù)），不管怎樣，你的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都必須保持隨時(shí)可用。連現(xiàn)代化的開發(fā)運(yùn)營(yíng)和持續(xù)交付做法也會(huì)危及互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的可靠性和一貫表現(xiàn)。
無法預(yù)測(cè)或缺乏一貫的表現(xiàn)是你所無法承受的。那么，我們?nèi)绾文芟@些缺點(diǎn)呢？在大多數(shù)情況下，一套合適的負(fù)載均衡解決方案有望滿足這個(gè)要求。今天我將為各位介紹如何使用HAProxy搭建一套HTTP負(fù)載均衡系統(tǒng)。
HTTP負(fù)載均衡簡(jiǎn)介
HTTP負(fù)載均衡是一種網(wǎng)絡(luò)解決方案，負(fù)責(zé)在托管相同應(yīng)用內(nèi)容的幾臺(tái)服務(wù)器之間分配進(jìn)入的HTTP或HTTPS流量。由于在多臺(tái)可用服務(wù)器之間均衡了應(yīng)用請(qǐng)求，負(fù)載均衡系統(tǒng)就能防止任何應(yīng)用服務(wù)器變成單一故障點(diǎn)，因而提高了整體的應(yīng)用可用性和響應(yīng)能力。它還讓你可以隨著不斷變化的工作負(fù)載，輕松地縮小/擴(kuò)大部署的應(yīng)用系統(tǒng)的規(guī)模，只需添加或刪除額外的應(yīng)用服務(wù)器。
哪里使用負(fù)載均衡、何時(shí)使用？
由于負(fù)載均衡系統(tǒng)改進(jìn)了服務(wù)器的利用率，***限度地提高了可用性，只要你的服務(wù)器開始面臨繁重負(fù)載，或者正為一個(gè)較龐大的項(xiàng)目規(guī)劃架構(gòu)，就應(yīng)該使用它。事先規(guī)劃好負(fù)載均衡系統(tǒng)的用途是個(gè)好習(xí)慣。那樣，未來你需要擴(kuò)展環(huán)境規(guī)模時(shí)，它會(huì)證明其用途。
HAProxy是什么東東？
HAProxy是一種流行的開源負(fù)載均衡和代理系統(tǒng)，面向GNU/Linux平臺(tái)上的TCP/HTTP服務(wù)器。HAProxy采用了單一線程的事件驅(qū)動(dòng)型架構(gòu)而設(shè)計(jì)，它能夠輕松地處理10G網(wǎng)卡線路速度，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于許多生產(chǎn)環(huán)境中。其功能特性包括：自動(dòng)檢查健康狀況、可定制的負(fù)載均衡算法、支持HTTPS/SSL以及會(huì)話速率限制等。
我們?cè)诒窘坛讨幸_(dá)到什么樣的目的？
在本教程中，我們將逐步介紹為HTTP網(wǎng)站服務(wù)器配置基于HAProxy的負(fù)載均衡系統(tǒng)這個(gè)過程。
前提條件
你至少需要一臺(tái)（***是兩臺(tái)）網(wǎng)站服務(wù)器來證實(shí)所搭建負(fù)載均衡系統(tǒng)的功能。我們假設(shè)，后端HTTP網(wǎng)站服務(wù)器已經(jīng)搭建并運(yùn)行起來。
將HAProxy安裝到Linux上
就大多數(shù)發(fā)行版而言，我們可以使用你所用發(fā)行版的軟件包管理器來安裝HAProxy。
將HAProxy安裝到Debian上
在Debian中，我們需要為Wheezy添加向后移植功能。為此，請(qǐng)?jiān)?etc/apt/sources.list.d中創(chuàng)建一個(gè)名為“backports.list”的新文件，其內(nèi)容如下：
- deb http://cdn.debian.net/debian wheezybackports main
更新你的軟件庫(kù)數(shù)據(jù)，并安裝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(shè)有兩臺(tái)HTTP網(wǎng)站服務(wù)器已搭建并運(yùn)行起來，其IP地址分別為192.168.100.2和192.168.100.3。我們還假設(shè)，負(fù)載均衡系統(tǒng)將在IP地址為192.168.100.4的那臺(tái)服務(wù)器處進(jìn)行配置。
為了讓HAProxy發(fā)揮功用，你需要更改/etc/haproxy/haproxy.cfg中的幾個(gè)項(xiàng)目。這些變更在本章節(jié)中予以描述。萬一某個(gè)配置對(duì)不同的GNU/Linux發(fā)行版而言有所不同，會(huì)在相應(yīng)段落中加以注明。
1. 配置日志功能
你首先要做的工作之一就是，為你的HAProxy建立合適的日志功能，這對(duì)將來進(jìn)行調(diào)試大有用處。日志配置內(nèi)容位于/etc/haproxy/haproxy.cfg的global部分。下面這些是針對(duì)特定發(fā)行版的指令，用于為HAProxy配置日志。
CentOS或RHEL：
要想在CentOS/RHEL上啟用日志功能，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(chuàng)建單獨(dú)的日志文件。為此，我們需要改動(dòng)當(dāng)前的rsyslog配置。為了讓配置簡(jiǎn)單而清楚，我們將在/etc/rsyslog.d/中創(chuàng)建一個(gè)名為haproxy.conf的新文件，其內(nèi)容如下。
- $ModLoad imudp
- $UDPServerRun 514
- $template Haproxy,"%msg%\n"
- local0.=info /var/log/haproxy.log;Haproxy
- local0.notice /var/log/haproxystatus.log;Haproxy
- local0.* ~
該配置將把基于$template的所有HAProxy消息隔離到/var/log中的日志文件?，F(xiàn)在，重啟rsyslog，讓變更內(nèi)容生效。
- # service rsyslog restart
Debian或Ubuntu：
要想在Debian或Ubuntu上為HAProxy啟用日志功能，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(dú)的日志文件，編輯/etc/rsyslog.d/中一個(gè)名為haproxy.conf的文件（或者Debian中的49-haproxy.conf），其內(nèi)容如下。
- $ModLoad imudp
- $UDPServerRun 514
- $template Haproxy,"%msg%\n"
- local0.=info /var/log/haproxy.log;Haproxy
- local0.notice /var/log/haproxystatus.log;Haproxy
- local0.* ~
該配置將把基于$template的所有HAProxy消息隔離到/var/log中的日志文件?，F(xiàn)在，重啟rsyslog，讓變更內(nèi)容生效。
- # service rsyslog restart
2. 設(shè)置默認(rèn)值
下一步是為HAProxy設(shè)置默認(rèn)變量。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(fù)載均衡器使用，但可能不是最適合你環(huán)境的解決方案。如果那樣，請(qǐng)參閱HAProxy參考手冊(cè)頁，進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)和調(diào)整。
3. 網(wǎng)站服務(wù)器集群的配置
網(wǎng)站服務(wù)器集群（Webfarm）的配置定義了可用的HTTP服務(wù)器集群。我們所建負(fù)載均衡系統(tǒng)的大部分設(shè)置都將放在這里?，F(xiàn)在，我們將創(chuàng)建一些基本的配置，我們的節(jié)點(diǎn)將在這里加以定義。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(fù)載均衡系統(tǒng)將偵聽哪些接口。出于本教程的需要，我將該值設(shè)為“*”，這讓負(fù)載均衡系統(tǒng)偵聽我們的所有接口。在實(shí)際場(chǎng)景下，這可能不合意，應(yīng)該換成可從互聯(lián)網(wǎng)來訪問的某個(gè)接口。
- stats enable
- stats uri /haproxy?stats
- stats realm Haproxy\ Statistics
- stats auth haproxy:stats
上述設(shè)置聲明，可以在http://<load-balancer-IP>/haproxy?stats處訪問負(fù)載均衡系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)字。這種訪問由簡(jiǎn)單的HTTP驗(yàn)證以及登錄名“haproxy”和密碼“stats”來確保安全。這些設(shè)置應(yīng)該換成你自己的登錄信息。如果你不想讓這些統(tǒng)計(jì)數(shù)字被人看到，那么可以完全禁用它們。
下面是HAProxy統(tǒng)計(jì)數(shù)字的一個(gè)例子。
“balance roundrobin”這一行定義了我們將使用哪種類型的負(fù)載均衡。在本教程中，我們將使用簡(jiǎn)單的輪叫調(diào)度算法，這對(duì)HTTP負(fù)載均衡來說完全綽綽有余。HAProxy還提供了其他類型的負(fù)載均衡：
•leastconn：連接數(shù)最少的服務(wù)器優(yōu)先接收連接。
•source：對(duì)源IP地址進(jìn)行哈希處理，用運(yùn)行中服務(wù)器的總權(quán)重除以哈希值，即可決定哪臺(tái)服務(wù)器將接收請(qǐng)求。
•uri：URI的左邊部分（問號(hào)前面）經(jīng)哈希處理，用運(yùn)行中服務(wù)器的總權(quán)重除以哈希值。所得結(jié)果決定哪臺(tái)服務(wù)器將接收請(qǐng)求。
•url_param：變量中指定的URL參數(shù)將在每個(gè)HTTP GET請(qǐng)求的查詢串中進(jìn)行查詢。你基本上可以將使用蓄意制作的URL（crafted URL）的請(qǐng)求鎖定于特定的負(fù)載均衡節(jié)點(diǎn)。
•hdr(name)：HTTP頭<name> 將在每個(gè)HTTP請(qǐng)求中進(jìn)行查詢，被定向到特定節(jié)點(diǎn)。
“cookie LBN insert indirect nocache”這一行讓我們的負(fù)載均衡系統(tǒng)存儲(chǔ)持久性cookie，這讓我們得以準(zhǔn)確查明集群中的哪個(gè)節(jié)點(diǎn)用于某一個(gè)會(huì)話。這些節(jié)點(diǎn)cookie將與指定的名稱一并存儲(chǔ)起來。在我們這個(gè)例子中，我使用了“LBN”，但你可以指定自己喜歡的任意名稱。節(jié)點(diǎn)將為該cookie把字符串作為一個(gè)值而存儲(chǔ)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(duì)網(wǎng)站服務(wù)器節(jié)點(diǎn)集群進(jìn)行了定義。每臺(tái)服務(wù)器都用內(nèi)部名稱（比如web01和web02）、IP地址和獨(dú)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(jiǎn)單的node1、node2 ... node(n)。
啟動(dòng)HAProxy
你完成了配置工作后，可以啟動(dòng)HAProxy，驗(yàn)證一切按預(yù)期運(yùn)行。
#p#
在Centos/RHEL上啟動(dòng)HAProxy
使用下列指令，讓HAProxy能夠在系統(tǒng)啟動(dòng)后啟動(dòng)，并打開它：
- # chkconfig haproxy on
- # service haproxy start
當(dāng)然，別忘了啟用防火墻中的端口80，如下所示。
CentOS/RHEL 7上的防火墻：
- # firewallcmd permanent zone=public addport=80/tcp
- # firewallcmd reload
CentOS/RHEL 6上的防火墻：
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
然后重啟iptables：
- # service iptables restart
在Debian上啟動(dòng)HAProxy
使用下列指令啟動(dòng)HAProxy：
- # service haproxy start
別忘了啟用防火墻中的端口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(dòng)HAProxy
讓HAProxy能夠在系統(tǒng)啟動(dòng)后啟動(dòng)，只要在/etc/default/haproxy中將“ENABLED”選項(xiàng)設(shè)為“1”：
- ENABLED=1
啟動(dòng)HAProxy：
- # service haproxy start
然后啟用防火墻中的端口80：
- # ufw allow 80
測(cè)試HAProxy
為了檢查HAproxy是否在正常工作，我們可以執(zhí)行下列步驟：
首先，用下列內(nèi)容準(zhǔn)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P(yáng)HP文件將告訴我們哪臺(tái)服務(wù)器（即負(fù)載均衡系統(tǒng)）轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求，哪臺(tái)后端網(wǎng)站服務(wù)器實(shí)際處理請(qǐng)求。
把該P(yáng)HP文件放到這兩臺(tái)后端網(wǎng)站服務(wù)器的根目錄下?，F(xiàn)在，使用curl命令，從負(fù)載均衡系統(tǒng)（192.168.100.4）提取這個(gè)PHP文件。
- $ curl http://192.168.100.4/test.php
我們多次運(yùn)行這個(gè)命令時(shí)，應(yīng)該會(huì)看到下面兩個(gè)輸出交替出現(xiàn)（由于輪叫調(diào)度算法）。
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(tái)后端網(wǎng)站服務(wù)器中的其中一臺(tái)，curl命令應(yīng)該仍會(huì)執(zhí)行，將請(qǐng)求定向到另一臺(tái)可用的網(wǎng)站服務(wù)器。
結(jié)束語
至此，你應(yīng)該有了一套完全實(shí)用的負(fù)載均衡系統(tǒng)，能夠在輪叫循環(huán)模式下為你的網(wǎng)站節(jié)點(diǎn)提供請(qǐng)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(chǔ)設(shè)施。希望本教程幫助你讓自己的網(wǎng)站項(xiàng)目具有更強(qiáng)的抗壓力和更高的可用性。
正如大家已經(jīng)注意到的那樣，本教程所含的設(shè)置適用于僅僅一套負(fù)載均衡系統(tǒng)。這意味著，我們把一個(gè)單一故障點(diǎn)換成了另一個(gè)單一故障點(diǎn)。在實(shí)際場(chǎng)景下，你應(yīng)該部署至少兩套或三套負(fù)載均衡系統(tǒng)，以防范可能出現(xiàn)的任何故障，但這不在本教程的討論范圍之內(nèi)。
要是你有什么問題或建議，歡迎留言。
