HAProxy 负载均衡算法全解析：从静态轮询到一致性哈希的实战指南

Kina_C2026-08-03 11:28

Haproxy算法实验

静态算法

1.static-rr

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

使用场景极少

!NOTE

如果后端服务器从故障恢复或新加入集群，健康检查变为 UP 后。

如果直接给到满权重流量服务器冷启动、缓存为空、连接池没预热，瞬间大量请求涌入，直接被压垮，再次宕机产生雪崩效应

而慢启动是在指定时间内，线性慢慢提升节点有效权重，从零逐步涨到所配置的 weight，流量缓慢爬坡，平滑预热

bash 复制代码 
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     static-rr
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1

[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

#测试
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100; done
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10


#检测是否支持热更新
[root@haproxy ~]# echo "get  weight webcluster/haha" | socat  stdio /var/lib/haproxy/stats
2 (initial 2)

[root@haproxy ~]# echo "set  weight  webcluster/haha 1  " | socat stdio /var/lib/haproxy/stats       Backend is using a static LB algorithm and only accepts weights '0%' and '100%'

2.first

first 顺序遍历 server

  • 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

使用场景较少一般用于测试

bash 复制代码 
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     first
    server haha 192.168.0.10:80 maxconn 1 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1

[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

#测试：在一个shell中执行持续访问
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ while true; do curl 172.25.254.100; done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
.... .....

#在其他设立了中建立持续访问并观察
Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤  while true; do curl 172.25.254.100; done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10						#此处出现10信息
webserver2 - 192.168.0.20

动态算法

3.roundrobin

roundrobin 【默认算法，生产最常用】

  • 加权动态轮询，支持 weight 权重
  • 支持运行时动态修改权重 不同于lvs中的wrr轮训模式
  • HAProxy中的roundrobin支持慢启动
  • 其每个后端backend中最多支持4095个real server

适用：HTTP 短连接网站、静态页面

不适合：长连接业务

bash 复制代码 
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     roundrobin
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
    
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

#测试
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100; done
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10


#动态权重更新

[root@haproxy ~]# echo "get  weight webcluster/haha" | socat  stdio /var/lib/haproxy/stats
2 (initial 2)

[root@haproxy ~]# echo "set  weight  webcluster/haha 1  " | socat stdio /var/lib/haproxy/stats       
[root@haproxy ~]# echo "get  weight webcluster/haha" | socat  stdio /var/lib/haproxy/stats
1 (initial 2)

#效果
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100; done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10

4.leastconn

leastconn加权的最少连接的动态

  • 特点：智能避开负载高的服务器
  • 支持权重的运行时调整和慢启动，即:根据当前连接最少的后端服务器而非权重进行优先调度(新客户端连接)

适用场景：MySQL等场景

bash 复制代码 
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     leastconn
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
    
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100; done
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20
webserver1 - 192.168.0.10
webserver2 - 192.168.0.20

混合算法

其它算法即可作为静态算法，又可以通过选项成为动态算法

5.source

source 源地址哈希

根据客户端源 IP做 hash 计算，同一个 IP 永远调度到同一台后端。

适用场景：四层 TCP 代理、无 cookie 的 TCP 业务，简单会话保持；

缺点：多个用户出口同一个公网 IP（公司内网），会挤到同一台服务器；

同时此方式当后端服务器数据量发生变化时，会导致很多用户的请求转发至新的后端服务器，默认为静态方式，但是可以通过hash-type支持的选项更改这个算法一般是在不插入Cookie的TCP模式下使用，也可给拒绝会话cookie的客户提供最好的会话粘滞性

该算法将客户端请求转发至后端节点时，存在两种服务器选取计算方式：普通取模哈希 和 一致性哈希

普通取模哈希局限性：

普通取模法，公式为哈希值对在线节点总数取模。一旦节点数量发生变化，模基数改变，绝大多数客户端映射关系失效，产生哈希震荡，大量会话断开

复制代码 
比如当源hash值时1111，1112，1113，三台服务器a b c的权重均为1，
即abc的调度标签分别会被设定为 0 1 2（1111%3=1，1112%3=2，1113%3=0）
1111 ----- > nodeb
1112 ------> nodec
1113 ------> nodea
如果a下线后，权重数量发生变化
1111%2=1，1112%2=0，1113%2=1
1112和1113被调度到的主机都发生变化，这样会导致会话丢失

一致性哈希核心原理：哈希环（圆环）

  1. 将哈希值空间抽象成一个 0 ~ 2³² 的环形空间
  2. 将每一台后端服务器 IP 做哈希，映射到环上的多个位置（虚拟节点）
  3. 客户端源 IP 算出哈希值，沿着圆环顺时针找到第一个遇到的后端节点

这样节点上下线时，仅一小部分流量发生迁移，最大限度保护已有会话，适合频繁扩缩容的长连接业务

bash 复制代码 
#默认静态算法
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     source  #无参数默认使用普通取模哈希
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
    
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service


#测试：
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100; done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20


#source动态算法
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     source
    hash-type 	consistent # 切换哈希实现
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
    
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service


#测试：
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100; done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20

6.uri（七层 HTTP 专用）

对请求 URL 路径做哈希

  • 基于对用户请求的URI的左半部分或整个uri做hash，再将hash结果对总权重进行取模后
  • 根据最终结果将请求转发到后端指定服务器
  • 默认是静态算法，也可以通过hash-type指定map-based和consistent，来定义使用取模法还是一致性hash

适用场景：缓存服务器集群 CDN服务商，蓝汛、百度、阿里云、腾讯

bash 复制代码 
#主备实验环境
[root@webserver1 ~]# echo RS1 - 192.168.0.10 > /var/www/html/index1.html
[root@webserver1 ~]# echo RS1 - 192.168.0.10 > /var/www/html/index2.html
[root@webserver2 ~]# echo RS2 - 192.168.0.20 > /var/www/html/index1.html
[root@webserver2 ~]# echo RS2 - 192.168.0.20 > /var/www/html/index2.html

#设定uri算法
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     uri
    hash-type 	consistent
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
    
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

#测试：
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100/index.html; done
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
                                                                                                    ✔
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
[2026-01-25 14:51.59]  ~
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100/index2.html; done
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20
RS2 - 172.168.0.20

7.url_param

抓取 URL GET 参数 进行 hash

  • 同一个 userid 固定访问同一后端

适用场景：根据用户 ID 保持会话 可以实现session保持

bash 复制代码 
#主备实验环境
[root@webserver1 ~]# echo RS1 - 192.168.0.10 > /var/www/html/index1.html
[root@webserver1 ~]# echo RS1 - 192.168.0.10 > /var/www/html/index2.html
[root@webserver2 ~]# echo RS2 - 192.168.0.20 > /var/www/html/index1.html
[root@webserver2 ~]# echo RS2 - 192.168.0.20 > /var/www/html/index2.html

#设定url_param算法
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     url_param name
    hash-type 	consistent
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
    
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

#测试：
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100/index.html?name=lee; done
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20
webserver2 - 192.168.0.20

[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ for i in {1..10}; do curl 172.25.254.100/index.html?name=redhat; done
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10
webserver1 - 192.168.0.10

8.hdr

hdr (header) 请求头哈希

  • 读取 HTTP 请求头的值进行哈希

常用：Cookie、token 实现会话粘性 基于客户端请求报文头部做下一步处理

bash 复制代码 
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
listen webcluster
    bind        *:80
    balance     hdr(User-Agent)
    hash-type 	consistent
    server haha 192.168.0.10:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 2
    server hehe 192.168.0.20:80 check inter 3s fall 3 rise 5 weight 1
    
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service


#测试：
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ curl -A "lee" 172.25.254.100
webserver2 - 192.168.0.20
                                                                                                    ✔
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
[2026-01-25 15:00.53]  ~
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ curl -A "lee" 172.25.254.100
webserver2 - 192.168.0.20
                                                                                                    ✔
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
[2026-01-25 15:00.54]  ~
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ curl -A "timinglee" 172.25.254.100
webserver2 - 192.168.0.20
                                                                                                    ✔
─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────
[2026-01-25 15:01.00]  ~
[Administrator.DESKTOP-VJ307M3] ➤ curl -A "timing" 172.25.254.100
webserver1 - 192.168.0.10
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