如何使用Haporxy搭建Web群集

一、案例分析

1.案例概述

        Haproxy 是目前比较流行的一种群集调度工具，同类群集调度工具有很多如 LVS 和 Nginx。相比较而言，LVS 性能最好，但是搭建相对复杂;Nginx 的upstream 模块支持群集功能，但是对群集节点健康检查功能不强，高并发性能没有 Haproxy 好。Haproxy 官方网站是 http://www.haproxy.org/。
        本案例介绍使用 Haproxy 及 Nginx 搭建一套 Web 群集。

2.案例前置知识点

2.1 HTTP请求

        通过 URL 访问网站使用的协议是 HTTP 协议，此类请求一般称为 HTTP 请求。HTTP 请求的方式分为GET方式和 POST 方式。当使用浏览器访问某一个URL,会根据请求 URL 返回状态码,通常正常的状态码为 2xx、3xx(如 200、301)，如果出现异常会返回 4xx、5xx(如 400、500)。

        例如，访问 http://www.test.com/a.php?Id=123，就是一个 GET 请求，如果访问正常，会从服务器的日志中获取 200状态码。假如此请求使用 POST 方式，那么传递给 a.php 的 Id 参数依旧是 123，但是浏览器的 URL 将不会显示后面的 Id=123 字样，因此表单类或者有用户名、密码等内容提交时建议使用POST 方式。不管使用哪种方式，最终 a.php 获取的值是一样的。

2.2 负载均衡常用调度算法

        LVS、Haproxy、Nginx 最常用的调度算法有三种，如下所述。

• RR(Round Robin)。RR 算法是最简单最常用的一种算法，即轮询调度。例如，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。此算法还有一种加权轮询，即根据每个节点的权重轮询分配访问请求。
• LC(Least Connections)。LC 算法即最小连接数算法，根据后端的节点连接数大
  小动态分配前端请求。例如，有三个节点 A、B、C，各节点的连接数分别为 A:4、B:5、C:
  6，此时如果有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，因此此算法相比较 rr 算法有很大改进，是目前用到比较多的一种算法。
• SH(Source Hashing)。SH 即基于来源访问调度算法，此算法用于一些有Session 会话记录在服务器端的场景，可以基于来源的 IP、Cookie 等做群集调度。例如，使用基于源 IP 的群集调度算法，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，只要负载均衡调度器不重启，第一个用户访问都会被指派到 A，第二个用户访问都会被指派到 B,实现群集的调度。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。

 2.3常见的Web群集调度器

        目前，常见的 Web 群集调度器分为软件和硬件。软件通常使用开源的 LVS、Haproxy、 Nginx，硬件一般使用比较多的是 F5。也有很多人使用国内的一些产品，如梭子鱼、绿盟等。

3.案例环境

3.1本案例环境

本案例使用三台服务器模拟搭建一套 Web 群集，具体的拓扑如图所示。案例环境如表所示

 二、案例实施

1.搭建两台web服务器

 为了方便实验，网站没有配置域名，直接使用IP地址。在客户端访问http://192.168.10.102/test.html 测试

 2.安装Haproxy

 3.haproxy服务器配置

修改haproxy的配置文件

Haproxy 配置项介绍:
Haproxy 配置文件通常分为三个部分，即 global、defaults 和 listen。
global 为全局配置，defaults 为默认配置，listen 为应用组件配置。

•  global部分-全局配置

global
    log    127.0.0.1 local2          # 日志输出到本地127.0.0.1的syslog的local2设施
    chroot    /var/lib/haproxy       # 改变根目录到/var/lib/haproxy，增强安全性
    pidfile   /var/run/haproxy.pid   # 指定pid文件位置
    user    haproxy                  # 以haproxy用户身份运行
    group    haproxy                 # 以haproxy组身份运行
    daemon                           # 以守护进程方式运行
    maxconn    4000                  # 最大连接数4000

•  defaults 部分 - 默认参数

 defaults 配置项配置默认参数，一般会被应用组件继承，如果在应用组件中没有特别声明，将按照默认配置参数设置。

defaults
    mode    http                     # 默认模式为HTTP(七层代理)
    log    global                    # 继承global部分的日志配置
    option    httplog                # 启用HTTP日志格式
    option    dontlognull            # 不记录空连接日志
    retries    3                     # 失败后重试3次
    timeout http-request 5s          # HTTP请求超时时间5秒
    timeout queue    1m              # 请求在队列中的最长等待时间1分钟
    timeout connect    5s            # 连接后端服务器的超时时间5秒
    timeout client    1m             # 客户端不活动超时时间1分钟
    timeout server    1m             # 服务器端不活动超时时间1分钟
    timeout http-keep-alive 5s       # HTTP keep-alive超时时间5秒
    timeout check    5s              # 健康检查超时时间5秒
    maxconn    3000                  # 默认最大连接数3000

•  listen 部分 - 定义前端和后端

listen  myweb                        # 定义一个名为myweb的监听服务(同时包含前端和后端)
    bind 0.0.0.0:80                  # 监听所有IP的80端口
    option httpchk GET /index.html   # 使用HTTP GET /index.html进行健康检查
    balance roundrobin               # 使用轮询(round-robin)负载均衡算法
    server inst1 192.168.10.102:80 check inter 2000 fall 3  # 后端服务器1，IP:192.168.10.102:80，启用健康检查，检查间隔2秒，3次失败标记为不可用
    server inst2 192.168.10.103:80 check inter 2000 fall █  # 后端服务器2，IP:192.168.10.103:80，启用健康检查，检查间隔2秒，█处应为失败次数(如3)

 4.测试web群集

        通过上面的步骤，已经搭建完成 Haproxy 的 Web 群集，接下来需要验证群集是否工作正常。一个群集一般需要具备两个特性，第一个是高性能，第二个是高可用。

• 测试高性能

在客户端访问网站显示信息 ：

•  测试高可用

 现在将192.168.10.102的Nginx服务停用，在客户端使用浏 览器打开 http://192.168.10.103/test.html，浏览器显示信息仍然更之前一样。
从中可以看出，当一台节点故障，不会影响群集的使用，这样就满足了群集的高可用性。也可以将 192.168.10.102的 Nginx 服务恢复，再将192.168.10.103 的 Nginx 服务停用，测试高可用性。

5.haproxy的日志

        Haproxy 的日志默认输出到系统的 syslog 中，查看起来不是非常方便，为了更好地管理 Haproxy 的日志，在生产环境中一般单独定义出来，定义的方法如下所述。 

修改 haproxy 配置文件，将原有的配置更改为以下配置:

[root@localhost ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
    log    /dev/log local0 info  # 修改log配置，使用local0设备记录info级别日志
    #chroot    /var/lib/haproxy  # 注释掉chroot项（取消chroot限制）

配置 Rsyslog 服务

[root@localhost ~]# vim /etc/rsyslog.d/99-haproxy.conf
# 捕获local0设备的日志，写入/var/log/haproxy.log
local0.* /var/log/haproxy.log

创建日志文件并设置权限

[root@localhost ~]# touch /var/log/haproxy.log
[root@localhost ~]# chmod 640 /var/log/haproxy.log
[root@localhost ~]# chown root:adm /var/log/haproxy.log

重启Rsyslog和 HAProxy 服务

[root@localhost ~]# systemctl restart rsyslog
[root@localhost ~]# systemctl restart haproxy

• 测试日志信息。

 在客户端访问 http://192.168.10.103/test.html 后，可以使用 tail -f/var/log/haproxy.log 即时査看 Haproxy 的访问请求日志信息。

[root@localhost ~]# tail -f /var/log/haproxy.log
Apr 11 22:06:20 localhost happyxy[2701]: 192.168.10.1:54483 [11/Apr/2025:22:06:20.941] webcluster webcluster/inst2 0/0/0/1/1 200 221 -- --- 2/2/0/0/0 0/0 "GET /test.html HTTP/1.1"
Apr 11 22:06:20 localhost happyxy[2701]: 192.168.10.1:54483 [11/Apr/2025:22:06:20.981] webcluster webcluster/inst1 0/0/0/1/1 404 3603 -- --- 2/2/0/0/0 0/0 "GET /favicon.ico HTTP/1.1"

6.haproxy的参数优化

关于 Haproxy 的参数优化，以下列举了几个关键的参数，并对各参数的生产环境的优化 建议做了说明，如表下表所示。

总结

HAProxy作为一款高性能且功能强大的开源负载均衡与代理服务器软件，在运维领域发挥着至关重要的作用。它凭借高效的请求转发机制、灵活的负载均衡算法(如轮询、最少连接、源地址哈希等)，能够智能地将客户端请求分配到后端多台服务器，有效提升系统整体性能与可用性;支持TCP和HTTP(S)等多种协议，适配各类应用场景，无论是 Web 服务、数据库代理还是 API网关等都能轻松应对;具备完善的健康检查功能，可实时监测后端服务器状态，自动隔离故障节
点，确保服务连续性;同时，其丰富的配置选项与动态重载能力，让运维人员能够根据业务需求灵活调整策略，且无需中断服务。在实际运维工作中，熟练掌握HAProxy 的部署、配置、监控与优化技巧，对于构建稳定、高效、可扩展的系统架构具有不可忽视的意义。

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