Haproxy集群与常见的web集群软件调度器对比

一、常见的web集群调度器

web集群调度器分为软件和硬件：

①常用软件调度器：

LVS:性能最好，搭建复杂。

Nginx：性能较好，但集群节点健康检查功能性不强，高并发性能较弱。

Haproxy：高并发性能好。

②常用硬件调度器：

梭子鱼，绿盟。F5，Array等

二、Haproxy基本介绍

1、Haproxy是什么？

Haproxy是一个使用C语言编写的自由开放源代码软件，其提供高可用性，负载均衡，以及基于TCP和HTTP的应用程序代理。

是免费，快速并且可靠的一种解决方案。Haproxy非常适用于并发web站点，这些站点通常又需要会话保持或七层处理。

Haproxy的运行模式使得它可以很简单安全的整合到当前的架构中，同时可以保护web服务器不被暴露到网络上。

2、Haproxy的特性

  • 可靠性和稳定性非常好，可以与硬件级的F5负载均衡设备相媲美;
  • 最高可以同时维护40000-50000个并发连接，单位时间内处理的最大请求数为20000个，最大处理能力可达10Git/s;
  • 支持多达8种负载均衡算法，同时也支持会话保持;
  • 支持虚机主机功能，从而实现web负载均衡更加灵活;
  • 支持连接拒绝、全透明代理等独特的功能;
  • 拥有强大的ACL支持，用于访问控制;
  • 其独特的弹性二叉树数据结构，使数据结构的复杂性上升到了0（1），即数据的查寻速度不会随着数据条目的增加而速度有所下降;
  • 支持客户端的keepalive功能，减少客户端与haproxy的多次三次握手导致资源浪费，让多个请求在一个tcp连接中完成;
  • 支持TCP加速，零复制功能，类似于mmap机制;
  • 支持响应池 （response buffering）;
  • 支持RDP协议;
  • 基于源的粘性，类似nginx的ip hash功能，把来自同一客户端的请求在一定时间内始终调度到上游的同一服务器;
  • 更好统计数据接口，其web接口显示后端集群中各个服务器的接收、发送、拒绝、错误等数据的统计信息;
  • 详细的健康状态检测，web接口中有关于对上游服务器的健康检测状态， 并提供了一定的管理功能;
  • 基于流量的健康评估机制;
  • 基于http认证;
  • 基于命令行的管理接口;
  • 日志分析器，可对日志进行分析

3、Haproxy常用的8种负载均衡算法

Haproxy支持多种调度算法，最常用的有8种。

①轮询：RR

RR算法是最简单最常用的一种算法，就是轮询调度

理解举例：有三个节点A、B、C

第一个用户访问会被指派到节点A

第二个用户访问会被指派到节点B

第三个用户访问会被指派到节点C

第四个用户访问继续指派到节点A，轮询分配访问请求实现负载均衡效果

②最小连接数：LC

最小连接算法，根据后端的节点连接数大小动态分配前端请求

理解举例： 有三个节点A、B、C，各节点的连接数分别为A:4 B:5 C:6

第一个用户连接请求，会被指派到A上，连接数变为A:5 B:5 C:6

第二个用户请求会继续分配到A上，连接数变为A:6 B:5 C:6；再有新的请求会分配给B，每次将新的请求指派给连接数最小的客户端

由于实际情况下A、B、C的连接数会动态释放，很难会出现一样连接数的情况

此算法相比较rr算法有很大改进，是米钱用到比较多的一种算法

③基本来源访问：SH

基于来源访问调度算法，用于一些有Session会话记录在服务端的场景，可以基于来源的ip，cookie等做集群调度。

理解举例 有三个节点A、B、C，第一个用户第一次访问被指派到了A，第二个用户第一次访问被指派到了B

当第一个用户第二次访问时会被继续指派到A，第二个用户第二次访问时依旧会被指派到B，只要负载均衡器不重启，第一个用户都会被指派到A，第二个用户访问都会被指派到B，实现集群的调度

此调度算法好处是实现会话保持，但某些IP访问量非常大时会引起负载不均衡，部分节点访问量超大，影响业务使用

④url

表示根据请求的url，做cdn使用

⑤url_param

表示根据HTTP请求头来锁定每一次HTTP请求。

⑥rdp-cookie

表示根据cookie来锁定并哈希每一次TCP请求。

⑦soure

表示根据请求的源IP，类似nginx的IP hash机制

⑧static-rr

表示根据权重，轮询

三、Haproxy对比分析

1、LVS与Haproxy

LVS在企业应用中抗负载能力很强，但存在不足

  • LVS不支持正则处理，不能实现动静分离
  • 对于大型网站，LVS的实施配置复杂，维护成本相对较高

Haproxy是一款可提供高可用性，负载均衡，以及基于tcp和http应用的代理软件

  • 适用于负载大的web站点
  • 运行在硬件上可支持数以万计的并发连接的连接请求

2、LVS，Nginx与Haproxy

①LVS基于Linux操作系统实现软负载均衡，而Haproxy和Nginx是基于第三方应用实现的软负载均衡

②LVS是可实现4层的IP负载均衡技术，无法实现基于目录、URL的转发。而实现Haproxy和Nginx都可以实现4层和7层技术，Haproxy可提供TCP和Http应用的负载均衡综合解决方案

③LVS因为工作在ISO模型的第四层，其状态监测功能单一，而Haproxy在状态监测方面功能更丰富、强大，可支持端口、URL、脚本等多种状态监测方式

④Haproxy功能强大，但整体性能低于4层模式的LVS负载均衡

⑤Nginx主要用于web服务器或者缓存服务器。

3、Haproxy的优点

①Haproxy也是支持虚拟主机的

②Haproxy支持8种负载均衡器策略

③Haproxy的优点能补充nginx的一些缺点，比如支持Session的保持，Cookie的引导，同时支持通过获取指定url来检测后端服务器的状态

④Haproxy跟LVS类似，本身就只是一款负载均衡软件，单纯从效率上来讲Haproxy会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是优于Nginx的

⑤Haproxy支持TCP协议的负载均衡转发

四、实验：部署Haproxy集群

实验环境：Haproxy服务器 192.168.170.111

nginx服务器 192.168.170.113

nginx服务器 192.168.170.114

客户端 192.168.170.115

第一步：部署nginx1 192.168.170.113

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
2. #安装依赖关系包
yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
 
3. #新建用户和组便于管理
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 
4. #切换至opt目录，将下载好的压缩包传进来解压
cd /opt
rz -E
tar -zxf nginx-1.12.0.tar.gz 
 
5. #切换至解压后的目录下编译
cd nginx-1.12.0
 
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module
 
6. #安装
make -j4 && make install
 
7. #做软连接，让系统识别nginx的操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
 
8. #将nginx命令加入服务
cd /lib/systemd/system
vim nginx.service
#!/bin.bash
[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/usr/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
 
9. #创建站点目录
echo "this is nginx113 web" > /usr/local/nginx/html/index.html 
cat /usr/local/nginx/html/index.html
 
10. #重新加载单元.启动服务
systemctl daemon-reload 
systemctl start nginx
 
11. #查看是否能成功启动
ss -ntap|grep nginx
curl 192.168.79.113
或者浏览器访问
192.168.79.113

第二步：部署nginx服务器2 192.168.170.114

1. #关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
2. #安装依赖关系包
yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make
 
3. #新建用户和组便于管理
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 
4. #切换至opt目录，将下载好的压缩包传进来解压
cd /opt
tar -zxf nginx-1.12.0.tar.gz 
 
5. #切换至解压后的目录下编译
cd nginx-1.12.0
 
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module
 
6. #安装
make -j4 && make install
 
7. #做软连接，让系统识别nginx的操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
 
8. #将nginx命令加入服务
cd /lib/systemd/system
vim nginx.service
#!/bin.bash
[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/usr/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
 
9. #创建站点目录
echo "this is 230nginx2 web" > /usr/local/nginx/html/index.html 
cat /usr/local/nginx/html/index.html
 
10. #重新加载单元.启动服务
systemctl daemon-reload 
systemctl start nginx
 
11. #查看是否能成功启动
ss -ntap|grep nginx
curl 192.168.79.114
或浏览器访问
192.168.79.114

第三步部署Haproxy服务器 192.168.170.111

1. #关闭防火墙，将安装Haproxy所需软件包传到/opt目录下
systemctl stop firewalld
setenforce 0
 
cd /opt
haproxy-1.5.18.tar.gz
 
2. #安装依赖软件
yum install -y pcre-devel bzip2-devel gcc gcc-c++ make
 
3. #解压安装包，并切换至该软件包
cd /opt
rz -E
tar zxf haproxy-1.5.18.tar.gz 
cd haproxy-1.5.18/
 
4. #编译安装Haproxy
make TARGET=linux2628 ARCH=x86_64
make install
####################参数说明###################
TARGET=linux26 #内核版本，
#使用uname -r查看内核，如：2.6.18-371.el5，此时该参数用TARGET=linux26；kernel大于2.6.28的用TARGET=linux2628
ARCH=x86_64 #系统位数，64位系统
 
5. #Haproxy服务器配置
mkdir /etc/haproxy
cp examples/haproxy.cfg /etc/haproxy/
 
cd /etc/haproxy/
vim haproxy.cfg
global
--4~5行--修改，配置日志记录，local0为日志设备，默认存放到系统日志
		log /dev/log   local0 info		
        log /dev/log   local0 notice
        #log loghost    local0 info
        maxconn 4096					#最大连接数，需考虑ulimit -n限制
--8行--注释，chroot运行路径，为该服务自设置的根目录，一般需将此行注释掉
        #chroot /usr/share/haproxy
        uid 99							#用户UID
        gid 99							#用户GID
        daemon							#守护进程模式
 
defaults        
		log     global					#定义日志为global配置中的日志定义
        mode    http					#模式为http
        option  httplog					#采用http日志格式记录日志
        option  dontlognull				#不记录健康检查日志信息
        retries 3						#检查节点服务器失败次数，连续达到三次失败，则认为节点不可用
        redispatch						#当服务器负载很高时，自动结束当前队列处理比较久的连接
        maxconn 2000					#最大连接数
        contimeout      5000			#连接超时时间
        clitimeout      50000			#客户端超时时间
        srvtimeout      50000			#服务器超时时间
 
--删除下面所有listen项--，添加
listen  webcluster 0.0.0.0:80			#定义一个名为webcluster的应用
        option httpchk GET /index.html	#检查服务器的index.html文件
        balance roundrobin				#负载均衡调度算法使用轮询算法roundrobin
        server inst1 192.168.79.230:80 check inter 2000 fall 3		#定义在线节点
        server inst2 192.168.79.220:80 check inter 2000 fall 3
		
		
		
##########################参数说明########################
balance roundrobin #负载均衡调度算法
#轮询算法：roundrobin；最小连接数算法：leastconn；来源访问调度算法：source，类似于nginx的ip_hash
 
check inter 2000 #表示haproxy服务器和节点之间的一个心跳频率
fall3 #表示连续三次检测不到心跳频率则认为该节点失效
若节点配置后带有“backup”表示该节点只是个备份节点，只有主节点失效该节点才会上。不携带“backup”，表示为主节点，和其它主节点共同提供服务。
 
 
 
6. #添加haproxy系统服务
cp /opt/haproxy-1.5.18/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
cd /etc/init.d/
chmod +x haproxy 
chkconfig --add /etc/init.d/haproxy 
ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy
service haproxy start

第四步：在客户端 192.168.170.115验证

在客户端使用浏览器打开 
192.168.79.210
不断刷新浏览器测试负载均衡效果
或
curl 192.168.79.210

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