文章目录
-
- 一、负载均衡
-
- [1.1 什么是负载均衡](#1.1 什么是负载均衡)
- [1.2 为什么用负载均衡](#1.2 为什么用负载均衡)
- [1.3 负载均衡类型](#1.3 负载均衡类型)
- 应用场景
- 四层和七层的核心区别
- 二、haproxy简介
- 三、haproxy安装和基本配置
-
- 3.1实验环境
- 3.2.软件安装
- 3.3.haproxy基本配置信息
-
- global全局配置段
- proxies代理配置段
-
- proxies参数说明
- [peoxies 的defaults配置](#peoxies 的defaults配置)
- proxies-frontend配置
- proxies-listen配置
- socat工具
一、负载均衡
1.1 什么是负载均衡
负载均衡：LoadingBalance，简称LB。
是一种讲网络流量或计算分发到多个服务器的技术，旨在优化资源使用、最大化吞吐量、最小化响应时间，并提高系统的可用性和可靠性。
简单说，负载均衡就像交通指挥员：
当大量车辆（用户请求）驶向目的地（服务器）时，指挥员（负载均衡器）将车辆分流到不同的道路（服务器），避免某条道路拥堵（单台服务器过载），确保所有车辆快速到达（用户请求及时响应）。
1.2 为什么用负载均衡
- Web服务器的动态水平扩展-->垂直扩展成本高
- 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
1.3 负载均衡类型
四层负载均衡
1.分析
- 转发依据：ip+port决定流量去向
- 可以记录tcp、udp流量分别有那台服务器处理，后续请求流量都由该服务器处理。
- 特点:
1.速度快，性能高
2.无法解析应用层内容
3.适合数据库，游戏，实时通信场景。
2.支持四层负载的软件：
- 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（通过upstream模块）
- Haproxy：tcp模式
七层负载均衡
1.转发依据：识别虚拟URL或者ip，并根据应用层信息进行解析，决定是否进行负载均衡。
特点：
- 功能丰富，提供URL，cookie，hearder，内容等转发依据。
- 可以解析和修改请求内容
- 适合web应用，api网关等场景
2.支持七层代理的软件
- Nginx：基于http协议（通过proxy_pass）
- Haproxy:（http模式）会话保持，标记
应用场景
场景1：web网站集群
用户请求 → 负载均衡器 → [Web服务器1, Web服务器2, Web服务器
场景2：微服务架构
客户端 → API网关（负载均衡）→ [用户服务, 订单服务, 支付服务]
场景3：数据库读写分离
应用 → 负载均衡器 → [主数据库（写）, 从数据库1（读）, 从数据库2（读）]
四层和七层的核心区别
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，依据四层的信息还是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。
核心区别
- 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、HTTPheader等信息。
- 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。
- 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。
- 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
二、haproxy简介
Haproxy 是一款开源的高性能、高可用性负载均衡和代理服务器，主要用于tcp和http应用的流量分发。它广泛应用于现代IT架构中，是构建可扩展，高可用服务的关键组件之一
核心功能
1.负载均衡
-
支持多种负载均衡算法（如轮询、最少连接、源IP哈希等），将客户端请求分发到后端多个服务器，避免单点过载。
-
适用于Web服务器、数据库、邮件服务等多种应用场景。
2.反向代理与SSL终结
-
作为反向代理隐藏后端服务器细节，提升安全性。
-
支持SSL/TLS，减轻后端服务器的加密计算压力。
3.流量控制与安全
-
提供连接限制、速率限制、ACL（访问控制列表）等功能，防御DDoS攻击或滥用。
-
支持基于URL、Header等条件的请求路由（七层代理）。
4.可观测性
-
内置统计页面，实时展示连接数、请求速率、服务器状态等指标。
-
支持日志输出，便于故障排查和性能分析
三、haproxy安装和基本配置
3.1实验环境
| 功能 | IP |
|---|---|
| 客户端 | 192.168.65.10 |
| haproxy | vip：192.168.65.65，dip：192.168.159.10 |
| RS1 | 192.168.159.100 |
| RS2 | 192.168.159.200 |
3.2.软件安装
bash
#安装
[root@haproxy ~] dnf install haproxy -y
#查看版本
[root@haproxy ~] haproxy -v
HAProxy version 2.4.22-f8e3218 2023/02/14 - https://haproxy.org/
Status: long-term supported branch - will stop receiving fixes around Q2 2026.
Known bugs: http://www.haproxy.org/bugs/bugs-2.4.22.html
Running on: Linux 5.14.0-362.8.1.el9_3.x86_64 #1 SMP PREEMPT_DYNAMIC Tue Oct 3 11:12:36 EDT 2023 x86_643.3.haproxy基本配置信息
haproxy官方文档 ：http://cbonte.github.io/haproxy-dconv/
Haproxy的配置文件haproxy.cfg由global和proxies组成。
global全局配置段
global全局配置段参数说明：
- 进程和安全配置相关参数
- 性能相关参数
- debug参数
bash
global
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 100000 #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的套接字文件
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
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
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多线程配置
多进程配置：
编辑/etc/haproxy/haproxy.cfg配置文件
在global段添加nbproc多进程，cpu-map进程和cpu绑定，添加多个socket文件
bash
global
# to have these messages end up in /var/log/haproxy.log you will
# need to:
#
# 1) configure syslog to accept network log events. This is done
# by adding the '-r' option to the SYSLOGD_OPTIONS in
# /etc/sysconfig/syslog
#
# 2) configure local2 events to go to the /var/log/haproxy.log
# file. A line like the following can be added to
# /etc/sysconfig/syslog
#
# local2.* /var/log/haproxy.log
#
log 127.0.0.1 local2
# nbproc 2
#nbthread 2
chroot /var/lib/haproxy
pidfile /var/run/haproxy.pid
maxconn 4000
user haproxy
group haproxy
daemon
nbproc 2
cpu-map 1 0 #进程和cpu核心绑定防止cpu抖动从而减少系统资源消耗
cpu-map 2 1 #2 表示第二个进程，1表示第二个cpu核心
# turn on stats unix socket
# stats socket /var/lib/haproxy/stats
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测试：
bash
[root@haproxy ~] vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
[root@haproxy ~] systemctl restart haproxy.service
[root@haproxy ~] pstree -p | grep haproxy
|-haproxy(1797)-+-haproxy(1799)
| `-haproxy(1800)多线程配置：
bash
global
# to have these messages end up in /var/log/haproxy.log you will
# need to:
#
# 1) configure syslog to accept network log events. This is done
# by adding the '-r' option to the SYSLOGD_OPTIONS in
# /etc/sysconfig/syslog
#
# 2) configure local2 events to go to the /var/log/haproxy.log
# file. A line like the following can be added to
# /etc/sysconfig/syslog
#
# local2.* /var/log/haproxy.log
#
log 127.0.0.1 local2
chroot /var/lib/haproxy
pidfile /var/run/haproxy.pid
maxconn 4000
user haproxy
group haproxy
daemon
# nbproc 2
# cpu-map 1 0 #进程和cpu核心绑定防止cpu抖动从而减少系统资源消耗
# cpu-map 2 1 #2 表示第二个进程，1表示第二个cpu核心
nbthread 2
# turn on stats unix socket
# stats socket /var/lib/haproxy/stats
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测试：
bash
[root@haproxy ~] vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
[root@haproxy ~] systemctl restart haproxy.service
[root@haproxy ~] pstree -p | grep haproxy
|-haproxy(1813)---haproxy(1815)---{haproxy}(1816)proxies代理配置段
proxies参数说明
| 参数 | 类型 | 作用 |
|---|---|---|
| defaults [name] | proxies | 默认配置项 |
| frontend [name] | proxies | 前端servername，类似于Nginx的一个虚拟主机 server和LVS服务集群。 |
| backend [ame] | proxies | 后端服务器组，相当于nginx的upstream和LVS中的RS服务器 |
| listen [name] | proxies | 将frontend和backend合并在一起配置，相对于frontend和backend配置更简洁，生产常用 |
name字段只能使用大小写字母，数字，严格区分大小写
peoxies 的defaults配置
bash
defaults
mode http #HAProxy实例使用的连接协议
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。
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>%{X-Forwarded-For}i
#后在webserver中看日志即可看到地址透传信息
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间
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 120s #设置等待服务器连接成功的时间
timeout client 600s #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 600s #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 60s #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
maxconn 3000
default-server inter 1000 weight 3 proxies-frontend配置
frontend配置参数：
- bind：定义监听的端口和ip
- mode：指定代理模式 http ，tcp
- acl：访问控制列表
Server配置：
bash
#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
addr <IP> #可指定的健康状态监测IP，可以是专门的数据网段
port <num> #指定的监测端口
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
#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frontend、server、backend配置示例：
bash
frontend webcluster
bind *:80
mode http
use_backend webserver-80
backend webserver-80
server web1 192.168.159.100:80 check inter 3s fall 3 rise 5
server web2 192.168.159.200:80 check inter 3s fall 3 rise 5测试：
bash
27/01/2026 22:34.34 /home/mobaxterm for n in {1..6};do curl 192.168.65.65 ;done
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100proxies-listen配置
使用listen替换 frontend和backend的配置方式，可以简化设置，通常只用于TCP协议的应用
listen配置示例：
bash
listen webcluster
bind *:80
balance roundrobin
server haha 192.168.159.100:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
server hehe 192.168.159.200:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1测试：
bash
✗
27/01/2026 22:35.40 /home/mobaxterm for n in {1..6};do curl 192.168.65.65 ;done
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
socat工具
socat是一个强大，多功能的网络工具，可以看作是netcat的增强版。它可以在两个数据流之间建立双向通道，支持多种协议和数据源，如tcp、udp、ssl、文件、管道等。
socat能够通过命令来与haproxy的管理socket交互。
在haproxy中，socat主要用于：
- 管理haproxy：通过Unixsocket或者tcp socket发送管理命令
- 故障排错和调式：直接与haproxy的socket交互
- 动态配置：可以在haproxy运行时修改haproxy的配置
修改配置文件，利用socat工具对服务器动态配置
bash
#修改配置文件
[root@haproxy ~]vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
stats socket /var/lib/haproxy/stats mode 600 level admin查看帮助：
bash
haproxy ~]socat -h
haproxy ~] echo "help" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
。。。省略 。。。
enable server : enable a disabled server (use 'set server' instead) #启用服务器
set maxconn server : change a server's maxconn setting
set server : change a server's state, weight or address #设置服务器
get weight : report a server's current weight #查看权重
set weight : change a server's weight (deprecated) #设置权重
show startup-logs : report logs emitted during HAProxy startup
how peers [peers section]: dump some information about all the peers or this peers section
set maxconn global : change the per-process maxconn setting
set rate-limit : change a rate limiting value
set severity-output [none|number|string] : set presence of severity level in
feedback information
set timeout : change a timeout setting
show env [var] : dump environment variables known to the process
show cli sockets : dump list of cli sockets
show cli level : display the level of the current CLI session
show fd [num] : dump list of file descriptors in use
。。。省略 。。。常用方法
查看haproxy状态
bash
[root@haproxy ~]# echo "show info" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
Name: HAProxy
Version: 2.4.22-f8e3218
Release_date: 2023/02/14
Nbthread: 2
Nbproc: 1
Process_num: 1
Pid: 1948
Uptime: 0d 0h06m21s
Uptime_sec: 381
Memmax_MB: 0
PoolAlloc_MB: 0
PoolUsed_MB: 0
PoolFailed: 0
Ulimit-n: 8038
Maxsock: 8038
Maxconn: 4000
Hard_maxconn: 4000
CurrConns: 0
CumConns: 1212
CumReq: 2
MaxSslConns: 0
。。。省略。。。查看集群状态
bash
[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
3 webcluster 1 haha 192.168.65.100 2 0 1 1 450 6 3 7 6 0 0 0 - 80 - 0 0 - - 0
3 webcluster 2 hehe 192.168.65.200 2 0 1 1 450 6 3 7 6 0 0 0 - 80 - 0 0 - - 0
4 static 1 static 127.0.0.1 0 0 1 1 449 8 2 0 6 0 0 0 - 4331 - 0 0 - - 0
5 app 1 app1 127.0.0.1 0 0 1 1 449 8 2 0 6 0 0 0 - 5001 - 0 0 - - 0
5 app 2 app2 127.0.0.1 0 0 1 1 449 8 2 0 6 0 0 0 - 5002 - 0 0 - - 0
5 app 3 app3 127.0.0.1 0 0 1 1 449 8 2 0 6 0 0 0 - 5003 - 0 0 - - 0
5 app 4 app4 127.0.0.1 0 0 1 1 448 8 2 0 6 0 0 0 - 5004 - 0 0 - - 0查看集群权重
bash
有两个后端服务器分别为haha和hehe
[root@haproxy ~] echo "get weight webcluster/haha" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
1 (initial 1)
当前权重（配置文件中权重）
[root@haproxy ~] echo "get weight webcluster/hehe" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
1 (initial 1)设置权重
bash
[root@haproxy ~] echo "set weight webcluster/hehe 2" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
[root@haproxy ~] echo "get weight webcluster/hehe" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
2 (initial 1)下线后端服务器
bash
[root@haproxy ~] echo "disable server webcluster/hehe" | socat stdio /var/lib/haproxy/state
#查看
31/01/2026 20:13.40 /home/mobaxterm for i in {1..6};do curl 192 .168.65.65;done
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
✓
31/01/2026 20:15.04 /home/mobaxterm for i in {1..6};do curl 192.168.65.65;done
RS1 - 192.168.159.100
RS1 - 192.168.159.100
RS1 - 192.168.159.100
RS1 - 192.168.159.100
RS1 - 192.168.159.100
RS1 - 192.168.159.100
上线后端服务器
bash
[root@haproxy ~] echo "enable server webcluster/hehe" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
测试 ✓
31/01/2026 20:39.15 /home/mobaxterm for i in {1..6};do curl 192.168.65.65;done
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS2 - 192.168.159.200
RS1 - 192.168.159.100
RS2 - 192.168.159.200
RS2 - 192.168.159.200 多进程的处理方法
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
bash
[root@haproxy ~] vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
#添加
nbproc 2
cpu-map 1 0 #进程和cpu核心绑定防止cpu抖动从而减少系统资源消耗
cpu-map 2 1 #2 表示第二个进程，1表示第二个cpu核心
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每个进程就有单独的socket文件来进行单独管理
bash
[root@haproxy ~] ll /var/lib/haproxy/
总用量 0
srw------- 1 root root 0 1月 31 20:14 haproxy.sock1
srw------- 1 root root 0 1月 31 20:14 haproxy.sock2
srw------- 1 root root 0 1月 31 20:24 stats
[root@haproxy ~]#