负载均衡群集---Haproxy
目录
一、HAproxy
一、概念
二、核心作用
三、主要功能特性
四、应用场景
五、优势与特点
二、 案例分析
1. 案例概述
2. 案例前置知识点
（1）HTTP 请求
（2）负载均衡常用调度算法
（3）常见的 web 群集调度器
三、实验案例（HAproxy 搭建Web群集）
一、HAproxy
一、概念
HAProxy 是一款 开源、高性能的负载均衡与反向代理工具，基于 C 语言 开发，支持 四层（传输层） 和 七层（应用层） 流量处理，广泛用于高并发场景下的服务调度、流量分发和系统高可用性保障。
- 核心定位：介于客户端和后端服务器之间的中间层，将客户端请求均匀分配到多个后端服务器，同时监控服务器状态，确保请求高效、可靠地处理。
- 官网：www.haproxy.org
二、核心作用
- 负载均衡（Load Balancing）
- 将客户端请求按预设算法（如轮询、最少连接、源 IP 哈希等）分发到多个后端服务器，避免单点压力过大，提升系统吞吐量。
- 高可用性（High Availability）
- 通过 健康检查（如定期发送心跳包）实时监测后端服务器状态，自动隔离故障节点，待节点恢复后重新纳入负载均衡池，保障服务连续性。
- 会话保持（Session Persistence）
- 基于 Cookie、源 IP 或请求头 等信息，将同一用户的请求固定路由到同一后端服务器，确保会话状态一致（如登录用户的请求始终由同一服务器处理）。
- 协议处理与转发
- 四层代理：处理 TCP/UDP 流量，基于 IP + 端口转发（如数据库、Redis 服务）。
- 七层代理：解析 HTTP/HTTPS 协议，基于 URL、Header、Cookie 等应用层信息精细化路由（如 Web 服务、API 网关）。
- 流量优化与安全
- 支持 HTTP 压缩、SSL 卸载（HTTPS 解密）、请求缓存，减少服务器负载；
- 提供基本的 ACL（访问控制列表），阻挡恶意流量（如限制特定 IP 访问）。
三、主要功能特性
| 特性 | 说明 |
|---|---|
| 多模式支持 | - TCP 模式（四层）：适用于任意基于连接的协议（如 MySQL、MQ）； - HTTP 模式（七层）：支持 HTTP/HTTPS 协议解析与处理。 |
| 负载均衡算法 | 支持轮询（Round Robin）、最少连接（Least Connections）、源 IP 哈希（Source Hash）、URI 哈希等多种算法。 |
| 健康检查机制 | 支持 HTTP/HTTPS、TCP、ICMP 等协议的健康检查，可自定义检查频率、超时时间。 |
| 动态配置与热更新 | 支持通过配置文件或 API 动态调整后端服务器列表，无需重启服务即可生效。 |
| 监控与统计 | 内置 stats 页面，实时展示请求量、错误率、服务器状态等指标，便于运维监控。 |
| 连接管理优化 | 支持连接复用（Keep-Alive）、连接队列管理，减少 TCP 三次握手开销，提升并发性能。 |
四、应用场景
- Web 服务负载均衡
- 作为 Web 服务器（如 Nginx、Tomcat）的前端代理，按 URL 路径、用户地域等规则分流请求。
- API 网关与微服务架构
- 在微服务架构中，对 API 请求进行路由、流量控制和熔断处理，保障服务稳定性。
- TCP 协议服务代理
- 为数据库（如 MySQL、PostgreSQL）、消息队列（如 Kafka、RabbitMQ）提供四层负载均衡，提升连接效率。
- 混合架构中的中间层
- 常与 LVS（四层负载均衡） 结合使用：LVS 作为流量入口进行初步分发，HAProxy 作为二级代理进行七层精细化处理。
五、优势与特点
- 高性能：单台服务器可支持数万并发连接，吞吐量接近硬件负载均衡器（如 F5）。
- 轻量级与灵活性：配置简单，支持复杂路由逻辑，适合中小规模集群和复杂业务场景。
- 稳定性：在金融、电商等对可用性要求高的行业中广泛使用（如 GitHub、Spotify 等）。
- 开源免费：社区活跃，文档丰富，支持二次开发。
典型架构 ：
客户端 <----> HAProxy（负载均衡与代理） <----> 后端服务器集群（Web/API/数据库）↑└── 健康检查 & 动态调度二、 案例分析
1. 案例概述
HAproxy 是目前比较流行的群集调度工具，同类群集调度有很多，如LVS和Nginx.
LVS性能最好，但部署复杂；Nginx的upstream 模块支持群集功能但对群集节点健康检查功能不强，高并发性能没有HAproxy好。
2. 案例前置知识点
（1）HTTP 请求
通过 URL 访问网站使用协议是HTTP协议，称为HTTP请求。
请求方式常见为GET和POST方式。当访问时，会根据请求URL返回状态码。
关键步骤：
-
客户端发送 HTTP 请求（方法 + URL + Headers + Body）
-
负载均衡器根据调度算法选择后端节点
-
Web 服务器解析请求，访问缓存/数据库
-
生成响应（状态码 + Headers + HTML/JSON）
（2）负载均衡常用调度算法
| 算法 | 原理 | 适用场景 | 案例选择 |
|---|---|---|---|
| 轮询 (RR) | 按序分配请求 | 服务器性能均衡 | 静态资源分发 |
| 加权轮询 (WRR) | 根据权重分配请求 | 服务器性能差异大 | Web 服务器集群 |
| 最小连接 (LC) | 优先选择当前连接数最少的节点 | 长连接服务（如数据库） | Redis 访问 |
| IP 哈希 (SH) | 相同 IP 固定分配到同一节点 | 需要会话保持的场景 | 用户购物车 |
（3）常见的 web 群集调度器
| 类型 | 代表工具 | 工作层级 | 案例应用 | 特点 |
|---|---|---|---|---|
| 四层调度器 | LVS | 传输层 | 入口流量分发 | 高性能，支持百万并发 |
| 七层调度器 | Nginx | 应用层 | HTTP/HTTPS 请求处理 | 支持 URL 重写、SSL 卸载 |
| 云原生调度 | Kubernetes Ingress | 应用层 | 容器化环境 | 自动扩缩容，服务发现 |
三、实验案例（HAproxy 搭建Web群集）
环境：Web：102 103 代理服务器：101
部署 ：
#web部署
102 103：
dnf -y install httpd
systemctl stop firewalld
systemctl distable firewalld
setenforce 0101：
echo "test2">/var/www/html/index.html
102：
echo "test3">/var/www/html/index.htmlsystemctl restart httpd
systemctl enable httpd#HA代理部署
-测试网站 curl 192.168.10.102/103
-安装haproxy
dnf -y install haproxy#日志文件 /var/log/messages-配置文件
vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
====================================
globallog 127.0.0.1 local2chroot /var/lib/haproxy //禁锢目录pidfile /var/run/haproxy.pid //pid文件，运行时生成user haproxy //用户group haproxy //用户组daemon //守护进程maxconn 4000 //最大连接数defaults //默认模式，决定haproxy工作在哪一层mode httplog global //日志记录为全局模式option httplog //开启 HTTP 格式的日志记录option dontlognull //不记录空值相关的日志retries 3 //默认重试次数timeout http-request 5s // HTTP 请求超时时间timeout queue 1m //等待时间timeout connect 5s //规定连接建立的超时时间timeout client 1m //客户端连接的超时时间timeout server 1m //服务器端连接的超时时间timeout http-keep-alive 5s //持久连接超时时间timeout check 5s //检查的超时时间maxconn 3000 //最大并发连接数#删除defaults下面内容
配置新内容------
listen myweb bind 0.0.0.0:80 //监听所有网卡的80端口（haproxy 的端口取决于监听的服务端口是多少它就是多少）option httpchk GET /index.html //通过发送请求到服务器来进行健康检查balance roundrobin //负载均衡算法 为 轮询算法server inst1 192.168.10.102:80 check inter 2000 fall 3 //用于服务器相关配置或监测server inst2 192.168.10.103:80 check inter 2000 fall 3 #启动服务
systemctl start haproxy#HA proxy 日志（默认在系统syslog日志中，不方便，单独定义出来）
配置文件
vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
globallog 127.0.0.1 local2log 127.0.0.1 local3配置Rsyslog服务
vim /etc/rsyslog.d/haproxy.conf //添加一个日志服务的配置文件
$ModLoad imudp
$UDPServerRun 514
local3.*/var/log/haproxy.log
&~ //标注参数的结束重启
systemctl restart haproxy
systemctl restart rsyslog测试日志信息
cat /var/log/haproxy.log
tail -f /var/log/haproxy.log （自动生成，重新访问网站会生成）会显示日志信息