负载均衡
负载均衡：Load Balance，简称LB，是一种服务或基于硬件设备等实现的高可用反向代理技术，负载均衡将特定的业务(web服务、网络流量等)分担给指定的一个或多个后端特定的服务器或设备，从而提高了公司业务的并发处理能力、保证了业务的高可用性、方便了业务后期的水平动态扩展。
负载均衡作用
Web服务器的动态水平扩展-->对用户无感知
增加业务并发访问及处理能力-->解决单服务器瓶颈问题
节约公网IP地址-->降低IT支出成本
隐藏内部服务器IP-->提高内部服务器安全性
配置简单-->固定格式的配置文件
功能丰富-->支持四层和七层，支持动态下线主机
性能较强-->并发数万甚至数十万
负载均衡类型
硬件：
F5 美国F5网络公司
Netscaler 美国思杰公司
Array 华耀
AD-1000 深信服
四层负载
1.通过ip+port决定负载均衡的去向。
2.对流量请求进行NAT处理，转发至后台服务器。
3.记录tcp、udp流量分别是哪台服务器处理，后续该请求连接的流量都通过该服务器处理。
4.支持四层的软件
lvs：重量级四层负载均衡器。
Nginx：轻量级四层负载均衡器，可缓存。（nginx四层是通过upstream模块）
Haproxy：模拟四层转发。
七层负载
1.通过虚拟ur|或主机ip进行流量识别，根据应用层信息进行解析，决定是否进行负载均衡。
2.代理后台服务器与客户端建立连接，如nginx可代理前后端，与前端客户端tcp连接，与后端服务器建立tcp连接,
3.支持7层代理的软件：
Nginx:基于http协议(nginx七层是通过proxy_pass)
Haproxy:七层代理，会话保持、标记、路径转移等。
四层与七层负载区别
所谓的四到七层负载均衡，就是在对后台的服务器进行负载均衡时，依据四层的信息或七层的信息来决定怎么样转发流量
四层的负载均衡，就是通过发布三层的IP地址（VIP），然后加四层的端口号，来决定哪些流量需要做负载均衡，对需要处理的流量进行NAT处理，转发至后台服务器，并记录下这个TCP或者UDP的流量是由哪台服务器处理的，后续这个连接的所有流量都同样转发到同一台服务器处理。
七层的负载均衡，就是在四层的基础上（没有四层是绝对不可能有七层的），再考虑应用层的特征，比如同一个Web服务器的负载均衡，除了根据VIP加80端口辨别是否需要处理的流量，还可根据七层的URL、浏览器类别、语言来决定是否要进行负载均衡。
1.分层位置:四层负载均衡在传输层及以下，七层负载均衡在应用层及以下
2.性能 :四层负载均衡架构无需解析报文消息内容，在网络吞吐量与处理能力上较高:七层可支持解析应用层报文消息内容，识别URL、Cookie、HTTP header等信息。、
3.原理 :四层负载均衡是基于ip+port;七层是基于虚拟的URL或主机IP等。
4.功能类比:四层负载均衡类似于路由器;七层类似于代理服务器。
5.安全性:四层负载均衡无法识别DDoS攻击;七层可防御SYN Cookie/Flood攻击
haproxy简介
HAProxy是法国开发者 威利塔罗(Willy Tarreau) 在2000年使用C语言开发的一个开源软件 ，是一款具备高并发(万级以上)、高性能的TCP和HTTP负载均衡器 ，支持基于cookie的持久性，自动故障切换，支持正则表达式及web状态统计
haproxy的安装和服务信息
haproxy]# dnf install haproxy -y
# haproxy -v 【查看版本】
环境配置
RS1，RS2，haproxy]# systemctl disable --now firewalld
haproxy]# systemctl start haproxy
RS1，RS2]# dnf install nginx -y
haproxy软件基本信息
软件安装包： haproxy-2.4.22-3.el9_3.x86_64.rpm
启动文件： /lib/systemd/system/haproxy.service
主配置目录： /etc/haproxy/
主配置文件： /etc/haproxy/haproxy.cfg
子配置目录： /etc/haproxy/conf.d
haproxy的基本配置信息
HAProxy 的配置文件haproxy.cfg由两大部分组成，分别是：
global：全局配置段
进程及安全配置相关的参数
性能调整相关参数
Debug参数
proxies：代理配置段
defaults：为frontend, backend, listen提供默认配置
frontend：前端，相当于nginx中的server {}
backend：后端，相当于nginx中的upstream {}
listen：同时拥有前端和后端配置,配置简单,生产推荐使用
proxies配置
proxies参数
defaults /etc/haproxy/haproxy.cfg 【代理参数，级别比集群参数低】
mode http # HAProxy实例使用的连接协议【tcp四层，http7层】
log global # 指定日志地址和记录日志条目的syslog/rsyslog日志设备
此处的global表示使用global配置段中设定的log值。
option httplog # 日志记录选项，httplog表示记录与 HTTP会话相关的各种属性值
包括 HTTP请求、会话状态、连接数、源地址以及连接时间等
option dontlognull # dontlognull表示不记录空会话连接日志
option http-server-close # 等待客户端完整HTTP请求的时间，此处为等待10s，也是默认情况的时间。
option forwardfor except 127.0.0.0/8 # 透传客户端真实IP至后端web服务器
在apache配置文件中加入:<br>%{XForwarded-For}i
option redispatch # 当server Id对应的服务器挂掉后，强制定向到其他健康的服务器，重新派发
option http-keep-alive # 开启与客户端的会话保持
retries 3 # 连接后端服务器失败次数
timeout http-request 10s # 等待客户端请求完全被接收和处理的最长时
timeout queue 1m # 设置删除连接和客户端收到503或服务不可用等提示信息前的等待时间
timeout connect 10s # 设置等待服务器连接成功的时间
timeout client 1m # 设置允许客户端处于非活动状态，即既不发送数据也不接收数据的时间
timeout server 1m # 设置服务器超时时间，即允许服务器处于既不接收也不发送数据的非活动时间
timeout http-keep-alive 10s # session 会话保持超时时间，此时间段内会转发到相同的后端服务器
timeout check 10s # 指定后端服务器健康检查的超时时间，是否活着
maxconn 3000 # 最大连接数
Proxies配置-frontend
frontend 配置参数：
bind：指定HAProxy的监听地址，可以是IPV4或IPV6，可以同时监听多个IP或端口，可同时用于listen字段中
#格式： bind [<address>]:<port_range> [, ...] [param*]
注意：如果需要绑定在非本机的IP，需要开启内核参数：net.ipv4.ip_nonlocal_bind=1
backlog <backlog> #针对所有server配置,当前端服务器的连接数达到上限后的后援队列长度，backlog 不支持backen
示例：
frontend webcluster
bind *:80
mode http
balance roundrobin
use_backend webserver
Proxies配置-listen 简化配置
haproxy]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 【更改主配置文件】
# systemctl restart haproxy.service 【重启检测无报错】
# netstat -antlupe | grep haproxy 查看结果：
haproxy]# for N in {1..4};do curl 172.25.254.100;done 检测查看：
RS]# cat /var/log/nginx/access.log
haproxy]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 【格式化，透传客户端真实IP至后端web服务器】
# systemctl restart haproxy.service
# curl 172.25.254.100
RS]# cat /var/log/nginx/access.log查看结果：
后面的信息是172.25.254.100告诉的，七层负载的TCP在haproxy出入都是独立链接的
global配置多线程
配置参数说明 /etc/haproxy/haproxy.cfg
global 【集群参数，级别最高】
log 127.0.0.1 local2 #定义全局的syslog服务器；日志服务器需要开启UDP协议，最多可以定义两个
chroot /var/lib/haproxy #锁定运行目录
pidfile /var/run/haproxy.pid #指定pid文件
maxconn 10000 #指定最大连接数
user haproxy #指定haproxy的运行用户
group haproxy #指定haproxy的运行组
daemon #指定haproxy以守护进程方式运行
turn on stats unix socket
#stats socket /var/lib/haproxy/stats #指定haproxy的套接子文件
#nbproc 2 #指定haproxy的work进程数量，默认是1个
#cpu-map 1 0 #指定第一个work绑定第一个cpu核心，加快访问
#cpu-map 2 1 #指定第二个work绑定第二个cpu核心
#nbthread 2 #指定haproxy的线程数量，默认每个进程一个线程，此参数与nbproc互斥【cpu-map 2 1 #2表示第二个进程，1表示第二个cpu核心】
#maxsslconn 100000 #每个haproxy进程ssl最大连接数,用于haproxy配置了证书的场景下
#maxconnrate 100 #指定每个客户端每秒建立连接的最大数量
多进程和线程配置
haproxy]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 【更改主配置文件】
# systemctl restart haproxy.service 【重启】
# pstree -p | grep haproxy 【查看线程】
# cat /proc / 3890 /status 【3890 是haproxy子进程id】
# cat /proc / 3892 /status
Proxies配置-backend
定义一组后端服务器，backend服务器将被frontend进行调用。
注意: backend 的名称必须唯一,并且必须在listen或frontend中事先定义才可以使用,否则服务无法启动
mode http|tcp #指定负载协议类型,和对应的frontend必须一致
option #配置选项
server #定义后端real server,必须指定IP和端口
注意：option后面加 httpchk，smtpchk,mysql-check,pgsql-check，ssl-hello-chk方法，可用于实现更多应用层检测功能。
haproxy]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 【更改主配置文件，设置新的server服务】
#针对一个server配置
check #对指定real进行健康状态检查，如果不加此设置，默认不开启检查,只有check后面没 有其它配置也可以启用检查功能
#默认对相应的后端服务器IP和端口,利用TCP连接进行周期性健康性检查,注意必须指定 端口才能实现健康性检查
addr <IP> #可指定的健康状态监测IP，可以是专门的数据网段，减少业务网络流量
port <num> #指定的健康状态监测端口
inter <num> #健康状态检查间隔时间，默认2000 ms
fall <num> #后端服务器从线上转为线下的检查的连续失效次数，默认为3
rise <num> #后端服务器从下线恢复上线的检查的连续有效次数，默认为2
weight <weight> #默认为1，最大值为256，0(状态为蓝色)表示不参与负载均衡，但仍接受持久连接
backup #将后端服务器标记为备份状态,只在所有非备份主机down机时提供服务，类似Sorry Server
disabled #将后端服务器标记为不可用状态，即维护状态，除了持久模式
#配置后将不再接受连接,状态为深黄色,优雅下线,不再接受新用户的请求
redirect prefix http://www.baidu.com/ #将请求临时(302)重定向至其它URL，只适用于http模式
maxconn <maxconn> #当前后端server的最大并发连接数
# systemctl restart haproxy.service 【重启】
# for N in {1..10};do curl 172.25.254.100;done 检测查看：
RS2 ~]# systemctl stop nginx.service
# for N in {1..10};do curl 172.25.254.100;done 检测查看：
RS2 ~]# systemctl st art nginx.service
设置RS1维护
# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
# systemctl restart haproxy.service 【重启】
# for N in {1..10};do curl 172.25.254.100;done 检测查看：
设置两个RS无法访问后访问别的服务器
【RS # systemctl stop nginx.service】
# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
# systemctl restart haproxy.service 【重启】
# dnf install httpd -y 【下载包】
# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf 【配置端口】
# systemctl enable --now httpd 【开启服务】
# echo "访问失败，请等一下访问" > /var/www/html/index.html
请求临时(302)重定向
# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
# systemctl restart haproxy.service
设置最大并发连接数
# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
# systemctl restart haproxy.service
这时有大量访问时候，访问少的出现20的会比较少，大量访问的20会频繁出现。
socat 工具
对服务器动态权重和其它状态可以利用 socat工具进行调整，Socat 是 Linux 下的一个多功能的网络工具，名字来由是Socket CAT，相当于netCAT的增强版.Socat 的主要特点就是在两个数据流之间建立双向通道，且支持众多协议和链接方式。如 IP、TCP、 UDP、IPv6、Socket文件等
范例：利用工具socat 对服务器动态权重调整
# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
# systemctl restart haproxy.service
# dnf install socat -y
# socat -h 【查看帮助】
# echo "help" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats 【查看对此文件做的动作】
# echo "show info" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats 【查看haproxy状态】
# echo "show servers state" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats 【查看集群状态】
# echo get weight webcluster/web 2 | socat stdio /var/lib/haproxy/stats 【查看集群权重】
# echo " set weight webcluster/web2 2 " | socat stdio /var/lib/haproxy/stats 【更改权重】
# echo "disable server webcluster/ web 2 " | socat stdio /var/lib/haproxy/stats 【下线web 2】
针对多进程处理方法
如果开启多进程那么我们在对进程的sock文件进行操作时其对进程的操作时随机的
如果需要指定操作进程那么需要用多soct文件方式来完成
# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
# systemctl restart haproxy.service
这样每个进程就会有单独的sock文件来进行单独管理
# ll /var/lib/haproxy/
