haproxy+keepalived实现web集群的高可用性 推荐

haproxy+keepalived实现web集群高可用性

负载均衡集群的概念负载均衡是设计分布式系统架构必须要考虑的因素之一，它指的是通过调度分发的方式尽可能将“请求”、“访问”的压力负载平均分摊到集群中的各个节点，避免有些节点负载太高导致访问延迟，而有些节点负载很小导致资源浪费。这样，每个节点都可以承担一定的访问请求负载压力，并且可以实现访问请求在各节点之间的动态分配，以实现负载均衡，从而为企业提供更高性能，更加稳定的系统架构解决方案。
高可用集群的概念高可用是指以减少服务中断时间或者避免服务中断为目标的技术，它也是分布式系统架构中必须要考虑的因素之一。集群中节点之间进行心跳检查，可以实现对整个集群中的节点健康状态的检测，如果某个节点失效，它的备节点将在几秒钟的时间内接管它的工作。因此对于用户而言，服务总是可以访问的。

haproxy是什么？
HAProxy是一个使用C语言编写的自由及开放源代码软件，其提供高可用性、负载均衡，以及基于TCP和HTTP的应用程序代理。HAProxy特别适用于那些负载特大的web站点（其实也适合数据库的负载均衡），这些站点通常又需要会话保持或七层处理。HAProxy运行在当前的硬件上，完全可以支持数以万计的并发连接。并且它的运行模式使得它可以很简单安全的整合进您当前的架构中， 同时可以保护你的web服务器不被暴露到网络上。
包括 GitHub、Bitbucket、Stack Overflow、Reddit、Tumblr、Twitter和 Tuenti在内的知名网站，及亚马逊网络服务系统都使用了HAProxy。

keepalived又是什么？
keepalived是一款轻量级的高可用软件，它只能实现对IP资源的高可用。主要通过虚拟路由冗余协议（VRRP）实现高可用的功能。在非双主keepalived集群中，会依靠优先级选举出一个主节点，IP资源会优先绑定到主节点，其他节点成为备节点，主节点与备节点之间会通过检查心跳线来检测对方的存活，一旦主节点宕机，备用节点就抢占IP资源，当主节点恢复正常，备节点又会释放IP资源给主节点。

下面通过一个简单的实验，来看看如何实现通过haproxy+keepalived实现web集群的高可用和负载均衡

环境设置

主机名	角色	IP
web1	real server-1	192.168.83.129/24
web2	real server-2	192.168.83.130/24
haproxy1	代理服务器-1	192.168.83.131/24
haproxy2	代理服务器-2	192.168.83.131/24
银河	客户端	192.168.43.159/24

//所有的服务器都要同步时间，集群的时间是很敏感的，在生产环境中建议用公司内部的ntp服务器，用外部的ntp服务器随着运行时间的增加，会逐渐出现时间偏移，一旦偏移量过大，集群便会出现非常严重的问题
ntpdate time.nist.gov
crontab -l

*/10 * * * * ntpdate time.nist.gov

在两台主机上部署apache作为real server

web1
[root@web1 ~]# yum -y install httpd
[root@web1 ~]# sed -i 's/Listen 80/Listen 8080/g' /etc/httpd/conf/httpd.conf #出于安全性考虑，把默认端口改成8080
[root@web1 ~]# systemctl start httpd
[root@web1 ~]# systemctl enable httpd
[root@web1 ~]# echo "web1" > /var//www/html/index.html
[root@web1 ~]# curl http://192.168.83.129:8080 web1

web2

[root@web2 ~]# yum -y install httpd
[root@web2 ~]# sed -i 's/Listen 80/Listen 8080/g' /etc/httpd/conf/httpd.conf #出于安全性考虑，把默认端口改成8080[root@web2 ~]# systemctl start httpd
[root@web2 ~]# systemctl enable httpd

[root@web2 ~]# echo "web2" > /var/www/html/index.html
[root@web2 ~]# curl http://192.168.83.130:8080 web2

设置代理服务器1
[root@haproxy1 ~]# yum -y install haproxy #安装haproxy
[root@haproxy1 ~]# cp /etc/haproxy/haproxy.cfg /etc/haproxy/haproxy.cfg.bak`date +%F-%T` #在实际工作中，修改文件一定要谨慎，最好事先做一个备份
[root@haproxy1 haproxy]# cat haproxy.cfg.bak2017-05-28-01\:16\:53 |egrep -v "(#|^$)" > haproxy.cfg #过滤注释和空行

[root@haproxy1 ~]# cat /etc/haproxy/haproxy.cfg #把配置文件修改如下
global #全局配置
log 127.0.0.1 local3 info #把发送到日志设备local3的info级别的日志记录在本地
chroot /var/lib/haproxy #绑定haproxy的工作路径
pidfile /var/run/haproxy.pid #pid文件路径
maxconn 4000 #最大连接数
user haproxy #运行进程的用户
group haproxy #运行进程的用户组
daemon #以后台方式运行
stats socket /var/lib/haproxy/stats #haproxy动态维护的套接字文件，下面会通过一个小实验看这个玩意的作用
defaults #除非有具体定义，否则default选项会加入到后面 选项，不适用的就不会被定义
mode http #默认的模式
log global #引用全局的日志配置
option httplog #启用日志记录http请求，haproxy默认不记录http请求日志
option dontlognull #日志中不记录健康检查的连接
option http-server-close #对于某些server端不支持http长连接的情况，利用这个参数可以使用客户端到haproxy是长连接，而haproxy到server端是短连接
option forwardfor except 127.0.0.0/8 #允许服务器记录发起请求的真实客户端的IP地址
option redispatch #当client从web服务器每获取一个资源的时候都需要建立一次tcp连接，为了保持会话的持久性在一定时间之内让tcp连接保持持久性，当再次访问相同的资源的时候就不再需要建立tcp连接，tcp的持久性依赖cookie，当你的一个realserver down了之后，会把访问过的http的缓存重定向到另外一个real server
retries 3 #连接真实服务器的失败重连次数，超过这个值后会将对应正式服务器标记为不可用
timeout http-request 10s #http请求超时时间
timeout queue 1m #请求在队列中的超时时间
timeout connect 10s #连接超时
timeout client 1m #客户端连接超时
timeout server 1m #服务端连接超时
timeout http-keep-alive 10s #http-keep-alive超时时间
timeout check 10s #检测超时时间
maxconn 3000 #每个进程最大的连接数
frontend www #定义前端
bind *:80 #绑定客户端访问的是哪个IP的80端口
mode http #指定模式为http
option httplog #记录http请求的日志
log global #应用全局的日志配置
stats uri /haproxy?stats #haproxy自带的监控页面
default_backend web #指定默认的后端
backend web #定义后端
mode http #模式为http
option redispatch
balance roundrobin #负载均衡算法指定为轮询
option httpchk GET /index.html #检测后端真实服务器的方法
server web1 192.168.83.129:8080 cookie web1 weight 1 check inter 2000 rise 2 fall 3
server web2 192.168.83.130:8080 cookie web2 weight 1 check inter 2000 rise 2 fall 3
#定义的真实服务器，权重为1，健康检测时间间隔为2秒，重试2次，失败3次标记为不可用

[root@haproxy1 ~]# haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg #检查配置文件是否正确
Configuration file is valid

开启远程记录日志的功能

[root@haproxy1 ~]# cat -n /etc/rsyslog.conf
15 $ModLoad imudp #删除注释
16 $UDPServerRun 514 #删除注释
73 local7.* /var/log/boot.log #在这一行下面添加下面的内容
74 local3.* /var/log/haproxy.log #把发送到local3日志设备的日志记录在/var/log/haproxy.log
[root@haproxy1 ~]# systemctl restart rsyslog

[root@haproxy1 ~]# systemctl start haproxy
[root@haproxy1 ~]# systemctl enable haproxy

验证





浏览器输入:http://192.168.83.131/haproxy?stats访问haproxy的监控页面



测试一下配置文件中设置的真实服务器监控状态检测的功能（ option httpchk GET /index.html ）

[root@haproxy1 haproxy]# sed -i 's/index\.html/test.html/g' haproxy.cfg #把检测页面更改为test.index
[root@haproxy1 haproxy]# systemctl reload haproxy #重载haproxy，生产中不建议重启haprox，因为这会断开所有现有的连接
Message from syslogd@localhost at May 29 10:30:23 ...
haproxy[3305]: backend web has no server available! #马上提示后端服务器不可用

在监控页面可以看到后端的真实服务器宕机


配置文件里面有一行是关于动态维护haproxy的，那么动态维护haproxy是什么回事呢，举一个小示例如下：
[root@haproxy1 ~]# yum -y install socat

[root@haproxy1 ~]# echo "show info"|socat stdio /var/lib/haproxy/stats #查看info的信息，里面的内容可以用于监控haproxy的状态
Name: HAProxy
Version: 1.5.14
Release_date: 2015/07/02
Nbproc: 1
Process_num: 1
Pid: 3390
Uptime: 0d 0h14m43s
Uptime_sec: 883
Memmax_MB: 0
Ulimit-n: 8033
Maxsock: 8033
Maxconn: 4000
Hard_maxconn: 4000
CurrConns: 0
CumConns: 19
CumReq: 37
MaxSslConns: 0
CurrSslConns: 0
CumSslConns: 0
Maxpipes: 0
PipesUsed: 0
PipesFree: 0
ConnRate: 0
ConnRateLimit: 0
MaxConnRate: 2
SessRate: 0
SessRateLimit: 0
MaxSessRate: 2
SslRate: 0
SslRateLimit: 0
MaxSslRate: 0
SslFrontendKeyRate: 0
SslFrontendMaxKeyRate: 0
SslFrontendSessionReuse_pct: 0
SslBackendKeyRate: 0
SslBackendMaxKeyRate: 0
SslCacheLookups: 0
SslCacheMisses: 0
CompressBpsIn: 0
CompressBpsOut: 0
CompressBpsRateLim: 0
ZlibMemUsage: 0
MaxZlibMemUsage: 0
Tasks: 8
Run_queue: 1
Idle_pct: 100
node: haproxy1
description:
动态维护haproxy的功能还有很多，比如关闭重启后端的真实服务器等等。

根据acl进行访问内容的重定向

haproxy有一个很实用的功能，可以根据acl进行访问内容的重定向，把配置文件中关于前端后端的配置更改如下：

frontend www
bind *:80
mode http
option httplog
log global
stats uri /haproxy?stats
acl web1 hdr_reg(host) -i www.web1.com #web1，acl的名字；hdr_reg（host），固定格式，用来识别host
acl web2 hdr_reg(host) -i www.web2.com
use_backend www1 if web1 #use_backend指定使用哪个后端，if用来识别acl
use_backend www2 if web2
backend www1
mode http
option redispatch
balance roundrobin
option httpchk GET /index.html
server web1 192.168.83.129:8080 cookie web1 weight 1 check inter 2000 rise 2 fall 3
backend www2
mode http
option redispatch
balance roundrobin
option httpchk GET /index.html
server web2 192.168.83.130:8080 cookie web2 weight 1 check inter 2000 rise 2 fall 3

不知道为什么我的手提电脑用谷歌火狐IE一直提示连接超时，域名解析我也配置了，就用代理1来验证





除了根据域名，还可以根据文件的后缀名实现访问内容重定向
frontend www
bind *:80
mode http
option httplog
option forwardfor
log global
stats uri /haproxy?stats
acl is_static_reg url_reg /*.(css|jpg|png|js)$
use_backend static_web if is_static_reg
default_backend web
backend web
mode http
option redispatch
balance roundrobin
option httpchk GET /index.html
server web1 192.168.83.129:8080 cookie web1 weight 1 check inter 2000 rise 2 fall 3
server web2 192.168.83.130:8080 cookie web2 weight 1 check inter 2000 rise 2 fall 3
backend static_web
mode http
option redispatch
balance roundrobin
option httpchk GET /index.html
server web2 192.168.83.130:8080 cookie web2 weight 1 check inter 2000 rise 2 fall 3

[root@web2 html]# echo test_static > index.jpg

验证




haproxy+keepalived
为了防止单点故障还有单台的haproxy无法承受大并发量，生产环境中一般会有两台或者以上的haproxy服务器做代理。
准备另外一台代理机haproxy2，配置和代理1大同小异[root@haproxy2 ~]# yum -y install haproxy[root@haproxy1 ~]# scp /etc/haproxy/haproxy.cfg haproxy2:/etc/haproxy/ #把haproxy1上的配置文件copy到haproxy2
[root@haproxy1 ~]# scp /etc/rsyslog.conf haproxy2:/etc/ ##把haproxy1上的配置文件copy到haproxy2[root@haproxy2 ~]# systemctl enable haproxy
[root@haproxy2 ~]# systemctl restart haproxy
[root@haproxy2 ~]# systemctl restart rsyslog
验证haproxy2功能正常




在haproxy1上配置keepalived[root@haproxy1 ~]# yum -y install keepalived #下载keepalived[root@haproxy1 ~]# tail -2 /etc/sysconfig/keepalived #设置keepalived的日志发送到日志设备6
KEEPALIVED_OPTIONS="-D -S 6"
修改配置文件如下
[root@haproxy1 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
global_defs {
notification_email {
root@localhost #告警邮件接收地址
}
notification_email_from keepalived@localhost #应该是邮件的标题
smtp_server 127.0.0.1 #smtp服务器地址
smtp_connect_timeout 30 #连接smtp服务器超时时间
router_id haproxy1 #每一个keepalived节点的router_id都是唯一的，不可以重复
vrrp_script haproxy{ #vrrp_script是为了防止keepalived节点宕机之后vip不会发生转移，
script "kiall -0 haproxy 用来检查keepalived服务的状态的模块，这个模块只关注脚本的返回值是0
weight -25 还是1，如果返回为1即时检查失败，把次节点的keepalived优先级减去25
}
}
vrrp_instance ha1 {
state MASTER #角色为MASTER
interface eno16777736 #指定haproxy检查网络的接口
virtual_router_id 51 #虚拟路由的ID，在所有的keepalived节点必须保持一致
priority 100 #优先级
advert_int 1 #心跳检查的时间间隔
authentication {
auth_type PASS #指定keepalived节点之间的验证方式为密码验证
auth_pass linux #keepalived节点的认证密码
}
virtual_ipaddress {
192.168.83.111/24 dev eno16777736 #vip地址
}
track_script{
haproxy #调用haproxy检查脚本
}
}

在haproxy2上配置keepalived
[root@haproxy1 ~]# scp /etc/keepalived/keepalived.conf ;scp /etc/rsyslog.conf;scp /etc/sysconfig/keepalived #把代理机1的配置文件传输到2

[root@haproxy2 ~]# cat /etc/keepalived/keepalived.conf #修改字段
router_id haproxy2 #修改虚拟路由的ID
state BACKUP #修改角色
priority 80 #修改优先级

重启haproxy1、2的服务
[root@haproxy1 ~]# systemctl restart keepalived
[root@haproxy1 ~]# systemctl restart haproxy
[root@haproxy1 ~]# systemctl restart rsyslog
[root@haproxy2 ~]# systemctl restart keepalived
[root@haproxy2 ~]# systemctl restart haproxy
[root@haproxy2 ~]# systemctl restart rsyslog

验证

[root@haproxy1 ~]# ip a |grep 111 #主节点haproxy1生成vip
inet 192.168.83.111/24 scope global secondary eno16777736
[root@haproxy2 ~]# ip a |grep 111 #而备节点还有vip

访问真实服务器
[root@haproxy1 ~]# curl http://192.168.83.111 web1
[root@haproxy1 ~]# curl http://192.168.83.111 web2

[root@haproxy1 ~]# systemctl stop keepalived #模拟代理1宕机，停服务模拟也OK,只要到1的心跳检查不通过，2就会认为1宕机，从而抢占vip
[root@haproxy2 ~]# ip a |grep 111 #vip漂移到2
inet 192.168.83.111/24 scope global secondary eno16777736

真实服务器依然可以访问







这就是通过haproxy+keepalived方式实现web集群高可用的简单实验，在工作中其实还有许许多多的配置，我暂时不是很明白，等我明白的差不多也会发上来和大家讨论，暂时就先不发上来误人子弟了，哈哈哈哈哈哈哈哈！
如有纰漏，欢迎指正。