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haproxy最强攻略

news 2025/6/23 3:35:37

1、负载均衡

负载均衡（Load Balance，简称 LB）是高并发、高可用系统必不可少的关键组件，目标是尽力将网络流量平均分发到多个服务器上，以提高系统整体的响应速度和可用性。
负载均衡的主要作用如下：
高并发：负载均衡通过算法调整负载，尽力均匀的分配应用集群中各节点的工作量，以此提高应用集群的并发处理能力（吞吐量）。
伸缩性：添加或减少服务器数量，然后由负载均衡进行分发控制。这使得应用集群具备伸缩性。
高可用：负载均衡器可以监控候选服务器，当服务器不可用时，自动跳过，将请求分发给可用的服务器。这使得应用集群具备高可用的特性。
安全防护：有些负载均衡软件或硬件提供了安全性功能，如：黑白名单处理、防火墙，防 DDos 攻击等。

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。

2、基本实验环境部署

haproxy介绍

haproxy是一款开源、高性能的负载均衡器和代理服务器，专为TCP和HTTP应用而设计。它可以将客户端的请求分发到多台后端服务器，从而提高应用的可用性和性能。HAProxy支持多种负载均衡算法和健康检查机制，是构建高可用性系统的理想选择。

HAProxy的整体架构主要包括以下部分：

前端（Frontend）：接受客户端请求，并根据配置的规则进行处理。
后端（Backend）：定义一组服务器，处理前端转发的请求。
服务器（Server）：实际处理请求的后端服务器。
监听器（Listener）：在前端监听特定的IP和端口，等待客户端的连接请求。

haproxy的组件:

配置文件（haproxy.）：HAProxy的核心配置文件，定义了前端、后端和监听器等组件。
统计报告（Statistics Report）：HAProxy提供丰富的统计信息，便于监控和调试。
日志（Log）：HAProxy支持详细的日志记录，帮助分析和诊断问题。

haproxy的工作流程：

客户端发送请求到HAProxy的前端。
前端根据配置的规则，选择合适的后端。
后端将请求分发到具体的服务器进行处理。
服务器处理请求并返回结果，通过后端和前端返回给客户端。

详细配置

①主机：haproxy

添加ip地址

[root@apache hh]# vmset.sh  ens160 172.25.254.100 haproxy.zf.org

②主机：webserver1

添加ip地址

[root@apache hh]# vmset.sh ens160 172.25.254.10 webserver1.zf.org

③主机：webserver2

[root@apache hh]# vmset.sh ens160 172.25.254.20 webserver2.zf.org

在2个webserver上安装nginx

[root@webserver1 ~]# dnf install  nginx -y
[root@webserver2 ~]# dnf install  nginx -y

在2个webserver上将字符串“echo webserver1 - 172.25.254.10 ”的内容输出并重定向到“/usr/share/nginx/html/index.html”，并重启nginx服务

[root@webserver1 ~]# echo webserver1 - 172.25.254.10 > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@webserver1 ~]# systemctl enable --now nginx
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.[root@webserver2 ~]# echo webserver2 - 172.25.254.20 > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@webserver2 ~]# systemctl enable --now nginx
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.

环境检测：

3、haproxy基本部署

4、haproxy的全局配置

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

在系统进程树的显示结果中查找与“haproxy”相关的进程信息，为单进程

[root@haproxy ~]# pstree -p | grep haproxy

设定多线进程

再次在系统进程树的显示结果中查找与“haproxy”相关的进程信息

设定第一个进程使用第一个核心，第二个进程使用第二个核心

查看33142的进程信息

[root@haproxy ~]# cat /proc/33142/status | grep -i thread

注意：多线程和多进程的参数是互斥的

定向haproxy的日志

配置文件定义日志 local2

修改日志文件，打开UDP端口

[root@haproxy ~]# vim /etc/rsyslog.conf

5、haproxy的代理配置

proxies-defaults默认参数设置详解

mode http：表明工作模式为 HTTP 模式。
log global：意味着日志记录采用全局设置。
option httplog：启用了与 HTTP 日志相关的特定选项。
option dontlognull：可能表示不记录某些空值相关的内容。
option http-server-close：与 HTTP 服务器关闭的相关设置。
option forwardfor except 127.0.0.0/8：在进行 Forwarded-For 处理时，排除了 127.0.0.0/8 这个网段。
retries 3：表示重试次数为 3 次。
timeout http-request 10s：HTTP 请求的超时时间为 10 秒。
timeout queue 1m：队列的超时时间为 1 分钟。
timeout connect 10s：连接的超时时间为 10 秒。
timeout client 1m：客户端的超时时间为 1 分钟。
timeout server 1m：服务器的超时时间为 1 分钟。
timeout http-keep-alive 10s：HTTP 保持活动连接的超时时间为 10 秒。
timeout check 10s：检查的超时时间为 10 秒。
maxconn 3000：最大连接数为 3000 个。

proxies-frontend

bind [<address>]:<port_range>[,...][param*]

server配置参数

①利用check、inter、fall、rise、weight进行后端健康检测

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

server web1 172.25.254.10:80 check inter 2 fall 3 rise 5 weight 2：服务器 web1 的地址为 172.25.254.10:80，检查间隔为 2，故障阈值为 3，恢复阈值为 5，权重为 2server web2 172.25.254.20:80 check inter 2 fall 3 rise 5 weight 1：服务器 web2 的地址为 172.25.254.20:80，检查间隔、故障阈值、恢复阈值与 web1 相同，但其权重为 1。

②利用 backup实现Sorry server服务

断开2台server的nginx服务，使主机down机

systemctl stop nginx.service

本机检测和浏览器访问，服务不可达

此时利用 backup参数，开启sorry-server

在haproxy主机上安装httpd软件模拟sorry server主机，并修改其端口号为8080

[root@haproxy ~]# dnf install httpd -y
[root@haproxy ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
[root@haproxy ~]# systemctl enable --now httpd

[root@haproxy ~]# echo sorry 下班了,明天见 > /var/www/html/index.html
#向特定的网页文件写入指定的文本内容

浏览器测试sorry-server可用

编辑haproxy配置文件

本机测试

重启一个server2，再次测试，server2可用

③利用disable参数下线指定realserver

禁用server1

本机测试

④利用redirect参数重定向指定网站：www.baidu.com

浏览器测试

⑤利用maxconn设定最大连接数

服务器的最大连接数设置为 2

server测试

maxconn优化

6、haproxy的热更新方法

①利用mode调整scoket的参数设置，使其拥有管理员权限

②利用socat工具动态调整haproxy中的参数-----针对单进程

[root@haproxy ~]# dnf install socat -y
[root@haproxy ~]# echo "help" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats #查看帮助命令

[root@haproxy ~]# echo "show info" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
#查看haproxy的状态

[root@haproxy ~]# echo "show servers state" | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
#查看server状态

#查看server1的权重
[root@haproxy ~]# echo get weight webcluster/web1 | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
2 (initial 2)#修改server1的权重
[root@haproxy ~]# echo "set weight webcluster/web1 1 " | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
[root@haproxy ~]# echo get weight webcluster/web1 | socat stdio /var/lib/haproxy/stats
1 (initial 2)

测试

#下线某台主机
[root@haproxy ~]# echo "disable server webcluster/web1"  | socat stdio /var/lib/haproxy/stats

测试

#重启某台主机
[root@haproxy ~]# echo "enable server webcluster/web1"  | socat stdio /var/lib/haproxy/stats

测试

③haproxy多进程如何热处理

查看多进程文件

测试

7、haproxy的算法

静态算法

1、Static-RR（静态轮询）

与轮询类似，但可以为服务器设置权重。权重高的服务器会获得更多的请求分配机会。比如，S1 权重为 2，S2 权重为 1，S3 权重为 1，那么每 4 个请求中，S1 会分配到 2 个，S2 和 S3 各分配到 1 个。
测试结果
关闭多进程，并测试
注意：Static-RR不支持局部修改权重

2、First

总是将第一个可用的服务器用于处理请求。例如，如果有三个服务器 S1、S2、S3，第一次请求会分配给 S1，后续的请求也一直分配给 S1，除非 S1 不可用，才会考虑 S2 和 S3 。这种算法适用于某些特殊情况，比如已知某个服务器性能特别优越，希望优先使用它。
在多台主机中执行死循环
测试结果

动态算法

1、Round Robin（轮询）

以循环的方式依次将请求分配到后端的服务器。例如，有服务器 S1、S2、S3，第一个请求分配给 S1，第二个给 S2，第三个给 S3，然后再从 S1 开始循环。这种算法简单直观，适用于后端服务器性能相当且无需考虑请求特征的情况。
动态修改权重

2、Least Connections（最少连接）

新的请求会被分配到当前活动连接数最少的服务器。例如，有服务器 S1 有 10 个活动连接，S2 有 5 个活动连接，S3 有 8 个活动连接，那么新请求会分配给 S2。
测试结果

其他算法

其他算法既可作为静态算法，又可作为动态算法。

1、Source Hash 算法

根据客户端的源 IP 地址计算哈希值，然后基于该哈希值将请求始终分配到同一台后端服务器。例如，假设有三个后端服务器 S1、S2 和 S3，客户端 A 的 IP 地址经过哈希计算后对应到 S1，那么只要客户端 A 发送请求，都会被分配到 S1 处理。这种算法的优点在于：对于需要保持会话一致性的应用非常有用。比如，用户登录后的一系列操作都能在同一台服务器上处理，避免了会话数据在不同服务器之间传递导致的问题。可以减少服务器之间的状态同步开销。但它也有一定的局限性：如果某一客户端的流量过大，可能会导致对应服务器负载过高。当后端服务器数量发生变化时，可能会导致哈希结果的重新分布，影响负载均衡的效果。
测试结果

2、map-base 取模法

对 source 地址进行 hash 计算，再基于服务器总权重取模，决定请求转发的后端服务器。此方法是静态的，不支持在线调整权重和慢启动，可实现后端服务器均衡调度。缺点是服务器总权重变化（有服务器上线或下线）会导致调度结果整体改变，hash-type 指定的默认值为此算法。

3、一致性哈希

当服务器总权重变化时，对调度结果的影响是局部的，不会引起大的变动。该 hash 算法是动态的，支持使用 socat 等工具进行在线权重调整，支持慢启动。
修改后，支持局部修改权重

[root@webserver1 ~]# echo 172.25.254.10 -index.html > /usr/share/nginx/html/index1.html
[root@webserver2 ~]# echo 172.25.254.20 -index.html > /usr/share/nginx/html/index1.html

uri一致性hash：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，适用于后端是缓存服务器场景。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。

url-param：url_param对用户请求的url中的 params 部分中的一个参数key对应的value值作hash计算，并由服务器总权重相除以后派发至某挑出的服务器,后端搜索同一个数据会被调度到同一个服务器，多用与电商通常用于追踪用户，以确保来自同一个用户的请求始终发往同一个real server 。如果无没key，将按roundrobin算法。

测试结果：

hdr：针对用户每个http头部(header)请求中的指定信息做hash，此处由 name 指定的http首部将会被取出并做hash计算，然后由服务器总权重取模以后派发至某挑出的服务器，如果无有效值，则会使用默认的轮询调度。

使用curl -v 查看报文
测试：指定浏览器访问
在微软浏览器测试：

算法总结

static-rr--------->tcp/http 静态
first------------->tcp/http 静态
roundrobin-------->tcp/http 动态
leastconn--------->tcp/http 动态
random------------>tcp/http 动态
source------------>tcp/http
Uri--------------->http
url_param--------->http　　取决于hash_type是否consistent
hdr--------------->http
rdp-cookie-------->tcp

first #使用较少
static-rr #做了session共享的web集群
roundrobin
random
leastconn #数据库
source #基于客户端公网IP的会话保持
Uri--------------->http #缓存服务器，CDN服务商，蓝汛、百度、阿里云、腾讯
url_param--------->http
hdr #基于客户端请求报文头部做下一步处理
rdp-cookie #很少使用

8、haproxy的状态页

配置详情

设置监听端口为9999，每隔3秒刷新状态页，使用用户名zf,密码zf登陆该状态页。

浏览器测试

9、haproxy的高级功能及配置

1、基于cookie的会话保持

cookie value ：为当前 server 指定 cookie 值，实现基于 cookie 的会话黏性，相对于基于 source 地址 hash 调度算法对客户端的粒度更精准，但同时也加大了haproxy 负载，目前此模式使用较少，已经被 session共享服务器代替。

cookie配置详情

命令行测试

2、IP透传

web 服务器中需要记录客户端的真实 IP 地址，用于做访问统计、安全防护、行为分析、区域排行等场景。

2.1七层 IP透传

①还原实验环境

利用option forwardfor 参数

②在server1上做apache服务器

#apache 配置：

LogFormat "%{X-Forwarded-For}i %a %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%

{User-Agent}i\"" combined

#nginx 日志格式：

$proxy_add_x_forwarded_for ：包括客户端 IP 和中间经过的所有代理的 IP

$http_x_forwarded_For ：只有客户端 IP

log_format main '"$proxy_add_x_forwarded_for" - $remote_user [$time_local]

"$request" '

'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

'"$http_user_agent" $http_x_forwarded_For';

[root@webserver1 ~]# systemctl disable nginx
Removed "/etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service".
[root@webserver1 ~]# systemctl stop  nginx.service
[root@webserver1 ~]# dnf install httpd -y

编辑server1-日志文件的主配置文件

[root@webserver1 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
[root@webserver1 ~]# systemctl restart httpd
[root@webserver1 ~]# cat /etc/httpd/logs/access_log
172.25.254.100 - - [10/Aug/2024:14:11:50 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 27 "-" "curl/7.76.1"

命令行测试：

2.2 四层IP透传

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

利用send-porxy 做代理

测试后发现不通畅

编辑server2的配置文件

[root@webserver2 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
[root@webserver2 ~]# systemctl restart nginx.service

测试：

安装帮助手册

[root@webserver1 ~]# dnf install httpd -y
[root@webserver1 ~]# systemctl restart httpd

测试：

[root@webserver1 ~]# tail /etc/httpd/logs/access_log
172.25.254.100 172.25.254.100 - - [10/Aug/2024:15:14:56 +0800] "GET / HTTP/1.1" 200 27 "-" "curl/7.76.1"

10、haproxy的访问控制列表ACL

ACL相关参数示例

#用acl来定义或声明一个acl
acl <aclname> <criterion> [flags] [operator] [<value>]
acl 名称 匹配规范 匹配模式 具体操作符 操作对象类型

hdr_dom（[<name> [，<occ>]]）：域匹配，header中的dom（host）,hdr_dom(host) 请求的host名称

命令行测试

hdr_end（[<name> [，<occ>]]）：后缀匹配，header中指定匹配内容end,hdr_end(host) 请求的host结尾

编辑C:\Windows\System32\drivers\etc的内容

测试结果

hdr_beg（[<name> [，<occ>]]）：前缀匹配，header中指定匹配内容的begin，hdr_beg(host) 请求的host开头

访问测试

base : string

# 返回第一个主机头和请求的路径部分的连接，该请求从主机名开始，并在问号之前结束 , 对虚拟主机有用

<scheme>://<user>:<password>@#<host>:<port>/<path>;<params>#?<query>#<frag

下面使用base_sub : 字符串匹配做示例

测试：

[root@webserver1 ~]# mkdir /var/www/html/zf -p
[root@webserver1 ~]# echo 172.25.254.10 zf > /var/www/html/zf/index.html
[root@webserver1 ~]# curl 172.25.254.10/zf/index.html
172.25.254.10 zf

base_reg : 正则表达式匹配

测试

path : string

# 提取请求的 URL 路径，该路径从第一个斜杠开始，并在问号之前结束（无主机部分）

path_sub : substring match

测试：

ACL-value 操作对象

- Boolean #布尔值
- integer or integer range #整数或整数范围，比如用于匹配端口范围
- IP address / network #IP地址或IP范围, 192.168.0.1 ,192.168.0.1/24
- string--> www.timinglee.org
exact #精确比较
substring #子串
suffix #后缀比较
prefix #前缀比较
subdir #路径， /wp-includes/js/jquery/jquery.js
domain #域名，www.timinglee.org
- regular expression #正则表达式
- hex block #16进制

[root@webserver2 ~]# mkdir -p /usr/share/nginx/html/zf
[root@webserver2 ~]# echo 172.25.254.20 zf > /usr/share/nginx/html/zf/index.html

测试

多个ACL的逻辑处理

与：隐式（默认）使用
或：使用“or" 或 “||"表示
否定：使用 "!" 表示

ACL相关应用示例

基于域名的访问

测试结果：

基于源IP的访问

测试：

拒绝访问

测试

匹配浏览器类型

测试

基于后缀名实现动静分离

[root@webserver1 ~]# dnf install php -y
[root@webserver1 ~]# systemctl restart httpd
[root@webserver1 ~]# vim /var/www/html/index.php
[root@webserver1 ~]# cat /var/www/html/index.php
<?phpphpinfo();
?>

网页测试

编辑主配置文件

测试

基于访问路径实现动静分离

[root@webserver2 ~]# mkdir /usr/share/nginx/html/static -p
[root@webserver2 ~]# echo static - 172.25.254.20 > /usr/share/nginx/html/static/index.html
[root@webserver2 ~]# curl 172.25.254.20/static/
static - 172.25.254.20[root@webserver1 ~]# mkdir -p /var/www/html/php
[root@webserver1 ~]# cp /var/www/html/index.php  /var/www/html/php/

测试

11、自定义haproxy错误界面

基于自定义的错误页面

关闭server的服务，访问172.25.254.100

[root@haproxy ~]# mkdir /etc/haproxy/errorpage -p
[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/errorpage/503.http

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service

网页测试：

基于http重定向错误页面

[root@haproxy ~]# vim /etc/haproxy/haproxy.cfg 
[root@haproxy ~]# systemctl restart haproxy.service