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LB与HA解决方案:haproxy+keepalived

Linux操作系统 作者:安全剑客 时间:2019-08-18 10:07:06 0 删除 编辑
haproxy能够实现的功能

4层负载均衡,透明代理,7层负载均衡(会话保持,动静分离,多种轮询算法)

安装haproxy
centos7 自带HA-Proxy version 1.5
yum update -y && yum install epel* -y && yum update -y && yum install haproxy -y

配置使其能够进行转发(haproxy是基于nat模式的负载均衡需要打开系统的转发功能)

vim /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_forward = 1
sysctl -p #刷新配置
编辑haproxy的配置

vim /etc/haproxy/haproxy.conf,待会儿将详细介绍各种参数,现完成以下案例

1:利用tcp模式,实现ssl的代理与负载均衡
2:利用http模式,实现简单的web负载均衡,(后面会介绍利用frontend,backend实现负载的负载均衡,比如动静分离)
3:利用listen模块,实现配置整体监控页面
配置文件haproxy.conf的内容
#################################
global
  maxconn 20480 #默认最大连接数
  log 127.0.0.1 local3 notice
  chroot /var/lib/haproxy  #注意,这里的路径与1.4,1.3版本的路径不太一样
  user haproxy
  group haproxy
  daemon #以后台形式运行haproxy
  nbproc 1 #进程数量(可以设置多个进程提高性能)
  pidfile /var/run/haproxy.pid #haproxy的pid存放路径,启动进程的用户必须有权限访问此文件
  ulimit-n 65535 #ulimit的数量限制
defaults
  log global
  mode http #所处理的类别 (#7层 http;4层tcp )
  maxconn 20480 #最大连接数
  option httplog #日志类别http日志格式
  option httpclose #每次请求完毕后主动关闭http通道
  option dontlognull #不记录健康检查的日志信息
  option forwardfor #如果后端服务器需要获得客户端真实ip需要配置的参数,可以从Http Header中获得客户端ip
  option redispatch #当serverid对应的服务器挂掉后,强制定向到其他健康服务器
  #当使用了cookie时,haproxy将会将其请求的后端服务器的serverID插入到cookie中,以保证会话的SESSION持久性;而此时,如果后端的服务器宕掉了,但是客户端的cookie是不会刷新的,如果设置此参数,将会将客户的请求强制定向到另外一个后端server上,以保证服务的正常。
  option abortonclose #当服务器负载很高的时候,自动结束掉当前队列处理比较久的连接
  stats refresh 30 #统计页面刷新间隔
  retries 3 #3次连接失败就认为服务不可用,也可以通过后面设置
  balance roundrobin #默认的负载均衡的方式,轮询方式
  #balance source #默认的负载均衡的方式,类似nginx的ip_hash
  #balance leastconn #默认的负载均衡的方式,最小连接
  timeout connect 10s #连接超时,注意这里的关键词与1.3,1.4版本不一样
  timeout client 1m #客户端超时
  timeout server 1m #服务器超时
  timeout http-keep-alive 10s
  timeout check 10s #心跳检测超时
listen jiankong *:80 #利用listen模块,实现配置整体监控页面
  description web-jiqun
  mode http #http的7层模式
  log 127.0.0.1 local3 err #错误日志记录
  stats refresh 5s #每隔5秒自动刷新监控页面
  stats uri /admin #监控页面的url
  stats realm itnihao\ itnihao #监控页面的提示信息
  stats auth admin:admin #监控页面的用户和密码admin,可以设置多个用户名
  stats auth admin1:admin1 #监控页面的用户和密码admin1
  stats hide-version #隐藏统计页面上的HAproxy版本信息
  stats admin if TRUE #手工启用/禁用,后端服务器(haproxy-1.4.9以后版本)
########HAProxy的日志记录内容设置##########
  capture request header Host len 40
  capture request header Content-Length len 10
  capture request header Referer len 200
  capture response header Server len 40
  capture response header Content-Length len 10
  capture response header Cache-Control len 8
listen web *:100 #利用http模式,实现简单的web负载均衡
  description web
  mode http
  balance roundrobin
  server web1 192.168.10.188:80 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 1
  server web2 192.168.10.153:80 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 1
listen ssl *:200 #利用tcp模式,实现ssl的代理与负载均衡
  description ssl-web
  mode tcp
  balance roundrobin
  server web1 192.168.10.188:22
  server web2 192.168.10.153:22
**********************************

为haproxy配置log,实现记录日志的功能

vim /etc/rsyslog.conf #在这个文件里追加一行
local3.* /var/log/haproxy.log

重启rsyslog服务

systemctl restart rsyslog
haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -c #检查指定配置是否正确
haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -D #指定配置文件启动

在启动haproxy后,查看是否有/var/log/haproxy.log这个文件,若是没有,可以考虑禁止se linux

安装keepalived

keepalived不仅可以实现高可用(控制vip的漂移),还能实现负载均衡,我们这里只需要它实现vip漂移;keepalived采用官网下载的源码方式安装

先安装依赖
yum install openssl-devel.x86_64 -y
下载地址:http://www.keepalived.org/
./configure #若是这步出错,很可能是没安装openssl-devel.x86_64
make -j4
make install

(注意:编译时尽量别添加prefix参数,因为keepalived启动是默认的配置文件路径是/etc/keepalived/keepalived.conf,若路径或文件不存在,就无法实现vip的绑定)

安装完成后需要把配置文件cp /usr/local/etc/keepalived /etc -r
keepalived实现HA的原理

利用vrrp协议;(MASTER一直发送心跳给BACKUP,backup若收不到心跳则会接管vip)

keepalived配置文件vim /etc/keepalived/keepalived.conf(主与备)-(注意:主与备节点,只需改动state MASTER和priority 100这两个地方)

keepalived在启动时并不检查语法的正确性,需要特别注意,配置语法别错

#全局定义部分
global_defs {
   notification_email {
     root@wsfnk.com		#设置邮件报警地址,可以设置多个,每行一个
     112323250@qq.com
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc	#设置邮件的发送地址
   smtp_server 192.168.200.1					#设置smtp server
   smtp_connect_timeout 30					#设置连接smtp server的超时时间
   router_id LVS_DEVEL						#表示运行keepalived服务器的一个标示,发送邮件时显示在邮件主题中的信息
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_script chk_http_port {					#定义一个检查haproxy的脚本
                script "/root/check_haproxy.sh"
                interval 2
                weight 2
}
#vrrp实例定义部分
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER		#指定角色为主MASTER,备为BACKUP
    interface eth0		#指定HA监测网络的接口,注意网络设备的名字,要与系统一致
    virtual_router_id 51	#虚拟路由标示,这个标示是一个数字,同一个vrrp实例使用唯一的标示
    priority 100		#主权值必须设得比 back 高,数字越大越高
    advert_int 1		#设定keepalived-master与备节点的心跳间隔时间,单位是秒
    authentication {		#设置验证类型和密码
        auth_type PASS		#设置验证类型,由PASS与HA两种
        auth_pass 1111		#设置验证密码,同一vrrp实例下,keepalived-master与backup节点必须使用相同的密码才能正常通信
    }
    track_script {		#调用上面定义检查haproxy的脚本
        chk_http_port
    }
    virtual_ipaddress {		#设置虚拟ip,可以设置多个虚拟的vip,每行一个
        192.168.200.16
        192.168.200.18
    }
}
******************************************
keepalived控制haproxy的启动

下面脚本的意思是,当主备启动keepalived时,会分别启动haproxy,只要keepalived不停,haproxy程序就杀不死,用vip承载业务,两边haproxy都启动没有影响,只需要做好监控,当然完善一下也可以

cd /root
vim check_haproxy.sh
#!/bin/bash
if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ]; then
        /usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -D
fi
sleep 2
if [ $(ps -C haproxy --no-header | wc -l) -eq 0 ]; then
       keepalived stop
fi
chmod +x check_haproxy.sh
启动keepalived
keepalived start
***************************************
★★★stop若要深入研究haproxy与keepalived,下面是他们的配置示例
以下是haproxy的配置讲解,主要讲listen,acl,frontend,backend
##################全局配置信息#####################
#######参数是进程级的,通常和操作系统(OS)相关#########
global
###################默认的全局设置###################
##这些参数可以被利用配置到frontend,backend,listen组件##
defaults
##################网站监测listen配置################
#########此用法主要是监控haproxy后端服务器的监控状态#######
listen site_status
  bind 0.0.0.0:1081 #监听端口
  mode http #http的7层模式
  log 127.0.0.1 local3 err #[err warning info debug]
  monitor-uri /site_status #网站健康检测URL,用来检测HAProxy管理的网站是否可以用,正常返回200,不正常返回503
  acl site_dead nbsrv(server_web) lt 2 #定义网站down时的策略当挂在负载均衡上的指定backend的中有效机器数小于1台时返回true
  acl site_dead nbsrv(server_blog) lt 2
  acl site_dead nbsrv(server_bbs) lt 2
  monitor fail if site_dead #当满足策略的时候返回503,网上文档说的是500,实际测试为503
  monitor-net 192.168.16.2/32 #来自192.168.16.2的日志信息不会被记录和转发
  monitor-net 192.168.16.3/32
########frontend配置############
#####注意,frontend配置里面可以定义多个acl进行匹配操作########
frontend http_80_in
  bind 0.0.0.0:80 #监听端口,即haproxy提供web服务的端口,和lvs的vip端口类似
  mode http #http的7层模式
  log global #应用全局的日志配置
  option httplog #启用http的log
  option httpclose #每次请求完毕后主动关闭http通道,HA-Proxy不支持keep-alive模式
  option forwardfor #如果后端服务器需要获得客户端的真实IP需要配置次参数,将可以从Http Header中获得客户端IP
########acl策略配置#############
  acl itnihao_web hdr_reg(host) -i ^(www.itnihao.cn|ww1.itnihao.cn)$
  #如果请求的域名满足正则表达式中的2个域名返回true -i是忽略大小写
  acl itnihao_blog hdr_dom(host) -i blog.itnihao.cn
  #如果请求的域名满足www.itnihao.cn返回true -i是忽略大小写
  #acl itnihao hdr(host) -i itnihao.cn
  #如果请求的域名满足itnihao.cn返回true -i是忽略大小写
  #acl file_req url_sub -i killall=
  #在请求url中包含killall=,则此控制策略返回true,否则为false
  #acl dir_req url_dir -i allow
  #在请求url中存在allow作为部分地址路径,则此控制策略返回true,否则返回false
  #acl missing_cl hdr_cnt(Content-length) eq 0
  #当请求的header中Content-length等于0时返回true
  acl url_static path_beg -i /static /images /javascript /stylesheets
  acl url_static path_end -i .jpg .gif .png .css .js
  #use_backend static if url_static
  #default_backend app
########acl策略匹配相应#############
  #block if missing_cl
  #当请求中header中Content-length等于0阻止请求返回403
  #block if !file_req || dir_req
  #block表示阻止请求,返回403错误,当前表示如果不满足策略file_req,或者满足策略dir_req,则阻止请求
  use_backend server_web if itnihao_web
  #当满足itnihao_web的策略时使用server_web的backend
  use_backend server_blog if itnihao_blog
  #当满足itnihao_blog的策略时使用server_blog的backend
  #redirect prefix http://blog.itniaho.cn code 301 if itnihao
  #当访问itnihao.cn的时候,用http的301挑转到http://192.168.16.3
  default_backend server_bbs
  #以上都不满足的时候使用默认server_bbs的backend
##########backend的设置##############
#下面我将设置三组服务器 server_web,server_blog,server_bbs
#############backend server_web##############
backend server_web
  mode http #http的7层模式
  balance roundrobin #负载均衡的方式,roundrobin平均方式
  cookie SERVERID #允许插入serverid到cookie中,serverid后面可以定义
  option httpchk GET /index.html #心跳检测的文件
  server web1 192.168.16.2:80 cookie web1 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 1
  #服务器定义,cookie 1表示serverid为web1,check inter 1500是检测心跳频率rise 3是3次正确认为服务器可用,
  #fall 3是3次失败认为服务器不可用,weight代表权重
  server web2 192.168.16.3:80 cookie web2 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 2
  #服务器定义,cookie 1表示serverid为web2,check inter 1500是检测心跳频率rise 3是3次正确认为服务器可用,
  #fall 3是3次失败认为服务器不可用,weight代表权重
##############backend server_blog##############
backend server_blog
  mode http #http的7层模式
  balance roundrobin #负载均衡的方式,roundrobin平均方式
  cookie SERVERID #允许插入serverid到cookie中,serverid后面可以定义
  option httpchk GET /index.html #心跳检测的文件
  server blog1 192.168.16.2:80 cookie blog1 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 1
  #服务器定义,cookie 1表示serverid为blog1,check inter 1500是检测心跳频率rise 3是3次正确认为服务器可用,fall 3是3次失败认为服务器不可用,weight代表权重
  server blog2 192.168.16.3:80 cookie blog2 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 2
  #服务器定义,cookie 1表示serverid为blog2,check inter 1500是检测心跳频率rise 3是3次正确认为服务器可用,fall 3是3次失败认为服务器不可用,weight代表权重
###########backend server_bbs#################
backend server_bbs
  mode http #http的7层模式
  balance roundrobin #负载均衡的方式,roundrobin平均方式
  cookie SERVERID #允许插入serverid到cookie中,serverid后面可以定义
  option httpchk GET /index.html #心跳检测的文件
  server bbs1 192.168.16.2:80 cookie bbs1 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 1
  #服务器定义,cookie 1表示serverid为bbs1,check inter 1500是检测心跳频率rise 3是3次正确认为服务器可用,fall 3是3次失败认为服务器不可用,weight代表权重
  server bbs2 192.168.16.3:80 cookie bbs2 check inter 1500 rise 3 fall 3 weight 2
  #服务器定义,cookie 1表示serverid为bbs2,check inter 1500是检测心跳频率rise 3是3次正确认为服务器可用,fall 3是3次失败认为服务器不可用,weight代表权重
***************************************

下面是keepalived的详细参数介绍

#全局定义部分
global_defs {
   notification_email {
     root@wsfnk.com		#设置邮件报警地址,可以设置多个,每行一个
     1123323230@qq.com
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc	#设置邮件的发送地址
   smtp_server 192.168.200.1					#设置smtp server
   smtp_connect_timeout 30					#设置连接smtp server的超时时间
   router_id LVS_DEVEL						#表示运行keepalived服务器的一个标示,发送邮件时显示在邮件主题中的信息
   vrrp_skip_check_adv_addr
   vrrp_strict
   vrrp_garp_interval 0
   vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_script chk_http_port {					#定义一个检查haproxy的脚本
                script "/root/check_haproxy.sh"
                interval 2
                weight 2
}
#vrrp实例定义部分
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER		#指定角色为主MASTER,备为BACKUP
    interface eth0		#指定HA监测网络的接口,注意网络设备的名字,要与系统一致
    virtual_router_id 51	#虚拟路由标示,这个标示是一个数字,同一个vrrp实例使用唯一的标示
    priority 100		#主权值必须设得比 back 高,数字越大越高
    advert_int 1		#设定keepalived-master与备节点的心跳间隔时间,单位是秒
    authentication {		#设置验证类型和密码
        auth_type PASS		#设置验证类型,由PASS与HA两种
        auth_pass 1111		#设置验证密码,同一vrrp实例下,keepalived-master与backup节点必须使用相同的密码才能正常通信
    }
	track_script {		#调用上面定义检查haproxy的脚本
        chk_http_port
    		}
    virtual_ipaddress {		#设置虚拟ip,可以设置多个虚拟的vip,每行一个
        192.168.200.16
        192.168.200.18
    }
}
#虚拟服务器定义部分
virtual_server 192.168.200.100 443 {	#设置虚拟服务器,需要指定虚拟ip,端口,用空格分开
    delay_loop 6			#设置运行情况检查时间间隔,单位是秒
    lb_algo rr				#设置负载调度算法,rr是轮询算法
    lb_kind NAT				#设置lvs实现负载均衡的机制,有NAT,TUN,DR
    persistence_timeout 50		#会话保持时间,单位是秒,这个选项对动态网页非常有用,为集群中的session共享提供了一个很好的解决方案
					#有了这个会话保持功能,用户的请求会被一直分发到一台服务器上,直到超过这个会话保持时间,需要注意的是
					#这个会话保持时间是最大无响应超时时间,也就是说,用户在操作动态页面时,如果在50秒内没有执行任何操作
					#那么就会认为超时,以后的操作会被分发到别的节点上,以此类推
    protocol TCP			#指定转发的协议类型,有TCP,UDP两种
    real_server 192.168.201.100 443 {	#配置服务节点1,需要指定real_server的真实ip,端口
        weight 1			#配置权重,数字越大,权重越高,性能好的服务器可以设大些
        SSL_GET {
            url {
              path /
              digest ff20ad2481f97b1754ef3e12ecd3a9cc
            }
            url {
              path /mrtg/
              digest 9b3a0c85a887a256d6939da88aabd8cd
            }
            connect_timeout 3		#存活检测,表示3秒内无响应超时,单位是秒
            nb_get_retry 3		#表示检测次数
            delay_before_retry 3	#表示检测的时间间隔
        }
    }
}
virtual_server 10.10.10.3 1358 {
    delay_loop 3
    lb_algo rr
    lb_kind NAT
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
	real_server 192.168.200.4 1358 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /testurl/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url {
              path /testurl2/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url {
              path /testurl3/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
	real_server 192.168.200.5 1358 {
        weight 1
        HTTP_GET {
            url {
              path /testurl/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url {
              path /testurl2/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            url {
              path /testurl3/test.jsp
              digest 640205b7b0fc66c1ea91c463fac6334d
            }
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}


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