一.简介

HAProxy（High Availability Proxy）是一款开源、高性能的 TCP/HTTP 负载均衡器和反向代理软件。它的核心功能是将来自客户端的网络请求（流量）智能地分发到后端的多台服务器上，以提高应用程序的可用性、可靠性、性能和安全性。

核心功能：负载均衡

分发流量： HAProxy 接收客户端（如用户的浏览器、移动应用或其他服务）的请求。

后端服务器池：它配置了一个或多个后端服务器组（backend），这些服务器运行着实际提供服务的应用程序（如 Web 服务器、应用服务器、数据库等）。

智能调度：根据预设的负载均衡算法，HAProxy 决定将每个新请求转发到哪个后端服务器。常用算法包括：

轮询：依次分发请求。

最小连接数：将新请求发给当前连接数最少的服务器。

源 IP 哈希：基于客户端 IP 将请求固定到特定服务器（会话保持）。

URI 哈希：基于请求的 URI 进行分发。

加权算法：给不同能力的服务器分配不同权重（如 weight），处理能力强的服务器接收更多请求。

TCP 模式（第4层 - 传输层）：在 OSI 模型的传输层工作。基于 IP 地址和端口号进行流量转发。对上层协议（如 HTTP, MySQL, SSH, SMTP 等）完全透明，不解析应用层内容。

HTTP 模式（第7层 - 应用层）：在 OSI 模型的应用层工作。能够解析和理解 HTTP 请求和响应。优点：提供极其丰富的功能：

基于内容的路由：根据 URL 路径、Host 头、HTTP Headers、Cookie 等将请求分发到不同的后端服务器组。

Header 操作：添加、修改、删除 HTTP 请求头和响应头。

请求/响应重写与重定向：修改请求 URI 或重定向客户端。

高级健康检查：发送特定的 HTTP 请求并检查响应状态码或内容。

SSL/TLS 终止：在 HAProxy 处解密 HTTPS 流量，将明文的 HTTP 请求转发给后端服务器（减轻后端负担）。

HTTP 日志记录：记录详细的 HTTP 事务信息。

高性能：以极低的延迟处理海量并发连接（通常每秒可处理数万到数十万请求），是业界性能标杆之一。

高可用性：健康检查：主动定期检查后端服务器状态（TCP 连接检查、HTTP 请求检查等）。自动将故障服务器移出服务池，并在其恢复后重新加入。故障转移：结合 keepalived 或 VRRP 等技术，可以实现 HAProxy 自身的 Active/Standby 或 Active/Active 集群，消除单点故障。会话保持：通过 Cookie 插入/前缀或源 IP 哈希等方式，确保来自同一用户的后续请求被发送到同一台后端服务器，对于需要状态的应用（如购物车）至关重要。

SL/TLS 支持：终止：在 HAProxy 处卸载 SSL 加解密工作。透传：将加密流量直接透传给后端服务器处理。

双向 SSL：支持客户端证书验证。SNI：支持基于域名的虚拟主机。现代密码套件：支持最新的安全协议和加密算法。

日志与监控：提供详细的日志记录，方便故障排查和性能分析。支持多种监控协议和集成（如 Prometheus, Stats page）。

ACL：强大的访问控制列表系统，允许基于几乎任何条件（IP、端口、路径、Header、时间等）做出复杂的流量路由、阻止或修改决策。

可扩展性：轻松通过添加更多后端服务器或更强大的 HAProxy 节点来水平扩展应用容量。

开源与社区：拥有活跃的开源社区和良好的文档支持。同时也有商业支持版本（HAProxy Enterprise）提供额外功能和支持。

主要应用场景：

Web 应用负载均衡：将 HTTP/HTTPS 请求分发到多个 Web 服务器（如 Nginx, Apache, Tomcat）。

API 网关：管理、路由、保护和监控微服务 API 流量（利用 HTTP 模式的丰富功能）。

数据库负载均衡：分发只读数据库查询到多个副本（需数据库支持）。

TCP 服务负载均衡：如邮件服务器（SMTP, IMAP）、消息队列、自定义 TCP 服务等。

高可用集群入口：为 Active/Standby 或 Active/Active 的应用集群提供统一的访问入口和故障切换。

SSL 卸载中心：集中处理所有入站 SSL/TLS 加解密。

DDoS 缓解层：利用其连接速率限制、ACL 过滤等功能作为防御的第一道防线。

二.配置

1.搭建环境

准备3台主机：

主机1

主机名：haproxy

ip：172.25.254.100

主机2

主机名：hp-RS1

ip：172.25.254.10

主机3

主机名：hp-RS2

ip：172.25.254.20

两台RS安装nginx：

bash 复制代码

[haproxy-RS1]# dnf install nginx -y

[haproxy-RS2]# dnf install nginx -y

设置基本要求：

bash 复制代码

设置开机自启动
[haproxy-RS1]systemctl enable --now nginx.service
关闭火墙
[haproxy-RS1]systemctl disable --now firewalld.service
两台RS设置nginx的index.html内容
[haproxy-RS1]echo "RS1-172.25.254.10" > /usr/share/nginx/html/index.html
连通测试
[haproxy-haproxy]curl 172.25.254.10

2.安装haproxy

bash 复制代码

[haproxy-haproxy]dnf install haproxy -y

[haproxy-haproxy]systemctl enable --now haproxy.service

3.Proxies配置-frontend

bash 复制代码

进入haproxy配置文件
[haproxy-haproxy]vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
frontend webcluster
bind    *:80
mode    http
balance    roundrobinuse 
backend    webserver
backend    webserver
server webl 172.25.254.10:80
server web2 172.25.254.20:80
 
重启服务
[haproxy-haproxy]systemctl restart haproxy.service

4.global 配置

bash 复制代码

[haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

5.多进程多线程

bash 复制代码

查看多进程信息
haproxy haproxy]# pstree -p | grep haproxy
           |-haproxy(4816)-+-haproxy(4820)
           |               `-haproxy(4821)
 
启用多线程
 
haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
log         127.0.0.1 local2
    chroot     /var/lib/haproxy
   pidfile     /var/run/haproxy.pid
   maxconn     100000
   user       haproxy
   group       haproxy
   daemon
    # turn on stats unix socket
   stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock1 mode 600 level admin process 1 #
启用多个sock文件
   stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock2 mode 600 level admin process 2
    #nbproc 2 
    #cpu-map 1 0 
    #cpu-map 2 1 
   nbthread 2 #启用多线程
    
多线程对比
未开启多线程
haproxy ~]# cat /proc/xxxx(haproxy子进程id)/status
Threads:        1
开启后
haproxy ~]# cat /proc/xxxx(haproxy子进程id)/status
Threads:        2

6. socat工具

修改配置文件

bash 复制代码

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
stats socket /var/lib/haproxy/stats mode 600 level admin

查看haproxy状态

bash 复制代码

[root@haproxy ~]# echo "show info" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
Name: HAProxy
Version: 2.4.22-f8e3218
Release_date: 2023/02/14
Nbthread: 1
Nbproc: 1
Process_num: 1
Pid: 33542
Uptime: 0d 0h03m43s
Uptime_sec: 223
Memmax_MB: 0
PoolAlloc_MB: 0

查看集群状态

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[root@haproxy ~]# echo "show servers state" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
1
# be_id be_name srv_id srv_name srv_addr srv_op_state srv_admin_state srv_uweight 
srv_iweight srv_time_since_last_change srv_check_status srv_check_result 
srv_check_health srv_check_state srv_agent_state bk_f_forced_id srv_f_forced_id 
srv_fqdn srv_port srvrecord srv_use_ssl srv_check_port srv_check_addr 
srv_agent_addr srv_agent_port
2 webcluster 1 web1 172.25.254.20 2 0 2 2 188 6 3 7 6 0 0 0 - 80 - 0 0 - - 0
2 webcluster 2 web2 172.25.254.30 2 0 1 1 188 6 3 7 6 0 0 0 - 80 - 0 0 - - 0
4 static 1 static 127.0.0.1 0 0 1 1 187 8 2 0 6 0 0 0 - 4331 - 0 0 - - 0
5 app 1 app1 127.0.0.1 0 0 1 1 187 8 2 0 6 0 0 0 - 5001 - 0 0 - - 0
5 app 2 app2 127.0.0.1 0 0 1 1 187 8 2 0 6 0 0 0 - 5002 - 0 0 - - 0
5 app 3 app3 127.0.0.1 0 0 1 1 186 8 2 0 6 0 0 0 - 5003 - 0 0 - - 0
5 app 4 app4 127.0.0.1 0 0 1 1 186 8 2 0 6 0 0 0 - 5004 - 0 0 - - 0

查看集群权重

bash 复制代码

[root@haproxy ~]# echo get weight webcluster/web1 | socat stdio 
/var/lib/haproxy/stats
2 (initial 2)
[root@haproxy ~]# echo get weight webcluster/web2 | socat stdio 
/var/lib/haproxy/stats
1 (initial 1)#设置权重
[root@haproxy ~]# echo "set weight webcluster/web1 1 " | socat stdio 
/var/lib/haproxy/stats
[root@haproxy ~]# echo "set weight webcluster/web1 2 " | socat stdio 
/var/lib/haproxy/stats
#下线后端服务器
[root@haproxy ~]# echo "disable server webserver_80/webserver1 " | socat stdio 
/var/lib/haproxy/stats
#上线后端服务器
[root@haproxy ~]# echo "enable server webserver_80/webserver1 " | socat stdio 
/var/lib/haproxy/stats

7.haproxy的算法

静态算法

静态算法：按照事先定义好的规则轮询公平调度，不关心后端服务器的当前负载、连接数和响应速度

等，且无法实时修改权重(只能为0和1,不支持其它值)，只能靠重启HAProxy生效。

static-rr：基于权重的轮询调度

不支持运行时利用socat进行权重的动态调整(只支持0和1,不支持其它值)

不支持端服务器慢启动

其后端主机数量没有限制，相当于LVS中的 wrr

Note

慢启动是指在服务器刚刚启动上不会把他所应该承担的访问压力全部给它，而是先给一部分，当没

问题后在给一部分

示例：

haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

...上面内容省略...

listen webserver_80

bind 172.25.254.100:80

mode http

balance static-rr

server webserver1 192.168.0.101:80 weight 2 check inter 3s fall 3 rise 5

server webserver2 192.168.0.102:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5

...上面内容省略...

first

根据服务器在列表中的位置，自上而下进行调度

其只会当第一台服务器的连接数达到上限，新请求才会分配给下一台服务

其会忽略服务器的权重设置

不支持用socat进行动态修改权重,可以设置0和1,可以设置其它值但无效

示例：

haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

...上面内容省略...

listen webserver_80

bind 172.25.254.100:80

mode http

balance first

server webserver1 192.168.0.101:80 maxconn 3 check inter 3s fall 3 rise 5

server webserver2 192.168.0.102:80 check inter 3s fall 3 rise 5

...上面内容省略...

测试效果：

#在两台主机上分别执行此循环，可以观察是否102被调度到

while true;do curl 172.25.254.100 ; sleep 0.1;done

动态算法

基于后端服务器状态进行调度适当调整，

新请求将优先调度至当前负载较低的服务器

权重可以在haproxy运行时动态调整无需重启

roundrobin

基于权重的轮询动态调度算法，
支持权重的运行时调整，不同于lvs中的rr轮训模式，
HAProxy中的roundrobin支持慢启动(新加的服务器会逐渐增加转发数)，
其每个后端backend中最多支持4095个real server，
支持对real server权重动态调整，
roundrobin为默认调度算法,此算法使用广泛

示例：

haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg

...上面内容省略...

listen webserver_80

bind 172.25.254.100:80

mode http

balance roundrobin

server webserver1 192.168.0.101:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5

server webserver2 192.168.0.102:80 weight 1 check inter 3s fall 3 rise 5

...上面内容省略...

动态调整权重

什么动物生气最安静

大猩猩！！ ``` #### 11.HAProxy 四层负载对 MySQL 服务实现四层负载 ```bash haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg ``` listen mysql_port bind :3306 mode tcp balance leastconn server mysql1 192.168.0.101:3306 check server mysql2 192.168.0.102:3306 check #或者使用frontend和backend实现 ```bash haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg ``` frontend mysql_port bind :3306 mode tcp use_backend mysql_rs backend mysql_rs mode tcp balance leastconn server mysql1 192.168.0.101:3306 check server mysql2 192.168.0.102:3306 check ```bash haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service ``` #在后端服务器安装和配置mariadb服务 ```bash rs1 ~]# yum install mariadb-server -y rs2 ~]# yum install mariadb-server -y rs1 ~]# vim /etc/my.cnf ``` \[mysqld

server-id=1 #在另一台主机为

rs2 ~]# vim /etc/my.cnf

mysqld

server-id=2 #在另一台主机为

rs1 ~]# systemctl start mariadb

rs2 ~]# systemctl start mariadb

rs1 ~]# mysql -e "grant all on *.* to lee@'%' identified by 'lee';"

rs2 ~]# mysql -e "grant all on *.* to lee@'%' identified by 'lee';"

#测试

bash 复制代码

[root@node10 ~]# mysql -ulee -plee   -h 172.25.254.100 -e "show variables like 
'hostname'"
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| hostname     | rs2   |
+---------------+-------+
[root@node10 ~]# mysql -ulee -plee   -h 172.25.254.100 -e "show variables like 
'hostname'"
+---------------+-------+
| Variable_name | Value |
+---------------+-------+
| hostname     | rs1   |
+---------------+-------+
[root@node10 ~]# mysql -ulee -plee   -h172.25.254.100 -e "select @@server_id"
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|           1 |
+-------------+
[root@node10 ~]# mysql -ulee -plee   -h172.25.254.100 -e "select @@server_id"
+-------------+
| @@server_id |
+-------------+
|           2 |
+-------------+

12.证书

bash 复制代码

证书制作
haproxy ~]# mkdir /etc/haproxy/certs/
haproxy ~]# openssl req -newkey rsa:2048 \ 
-nodes -sha256 --keyout /etc/haproxy/certs/timinglee.org.key \ 
-x509 -days 365 -out /etc/haproxy/certs/timinglee.org.crt
 
https配置示例
haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
frontend webserver
   bind *:80
   redirect scheme https if !{ ssl_fc }
   mode http
   use_backend webcluster
frontend webserver-https
   bind *:443 ssl crt /etc/haproxy/timinglee.org.pem
   mode http
   use_backend webcluster
backend webcluster
   mode http
   balance roundrobin
   server web1 172.25.254.200:80 check inter 3s fall 3 rise 5
   server web2 172.25.254.201:80 check inter 3s fall 3 rise 5
[root@客户端 ~]#curl -IkL http://172.25.254.100
HTTP/1.1 302 Found
content-length: 0
location: https://www.timinglee.org/
cache-control: no-cache
HTTP/1.1 200 OK
date: Sat, 04 Apr 2020 02:31:31 GMT
server: Apache/2.4.6 (CentOS) PHP/5.4.16
last-modified: Thu, 02 Apr 2020 01:44:13 GMT
etag: "a-5a244f01f8adc"
accept-ranges: bytes
content-length: 10
content-type: text/html; charset=UTF-8
[root@centos6 ~]#curl -Ik https://www.timinglee.org
HTTP/1.1 200 OK
date: Sat, 04 Apr 2020 02:31:50 GMT
server: Apache/2.4.6 (CentOS) PHP/5.4.16
last-modified: Thu, 02 Apr 2020 01:44:28 GMT
etag: "a-5a244f0fd5175"
accept-ranges: bytes
content-length: 10
content-type: text/html; charset=UTF-8

HAProxy高可用负载均衡实战指南

一.简介

二.配置

1.搭建环境

2.安装haproxy

3.Proxies配置-frontend

4.global 配置

5.多进程多线程

6. socat工具

7.haproxy的算法

静态算法

first

动态算法

roundrobin

什么动物生气最安静

12.证书