HAproxy总结

一、haproxy调度算法汇总

静态算法

1. 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)及后端服务器慢启动，其后端主机数量没有限制，相当于LVS中的 wrr

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance static-rr
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

2. first

根据服务器在列表中的位置，自上而下进行调度，但是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，因此会忽略服务器的权重设置，此方式使用较少不支持用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

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance first
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5
动态算法

1. roundrobin

基于权重的轮询动态调度算法，支持权重的运行时调整，不同于lvs中的rr轮训模式，HAProxy中的roundrobin支持慢启动(新加的服务器会逐渐增加转发数)，其每个后端backend中最多支持4095个real server，支持对real server权重动态调整，roundrobin为默认调度算法,此算法使用广泛

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance roundrobin
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

支持动态调整权重：

[root@node-01 haproxy]# echo "get weight web_host/web1" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock
1 (initial 1)

[root@node-01 haproxy]# echo "set weight web_host/web1 3" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock

[root@node-01 haproxy]# echo "get weight web_host/web1" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock
3 (initial 1)

2. leastconn

leastconn加权的最少连接的动态，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)，比较适合长连接的场景使用，比如：MySQL等场景。

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance leastconn
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

3. random

在1.9版本开始增加 random的负载平衡算法，其基于随机数作为一致性hash的key，随机负载平衡对于大型服务器场或经常添加或删除服务器非常有用，支持weight的动态调整，weight较大的主机有更大概率获取新请求

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance random
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5
其它算法

1. source

源地址hash，基于用户源地址hash并将请求转发到后端服务器，后续同一个源地址请求将被转发至同一个后端web服务器。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性，适用于session会话保持但不支持cookie和缓存的场景。
源地址有两种转发客户端请求到后端服务器的服务器选取计算方式，分别是 取模法 和 一致性hash

1.1 map-base 取模法

对 source 地址进行 hash 计算，再基于服务器总权重的取模，最终结果决定将此请求转发至对应的后端服务器。此方法是静态的，即不支持在线调整权重，不支持慢启动，可实现对后端服务器均衡调度。缺点是当服务器的总权重发生变化时，即有服务器上线或下线，都会因总权重发生变化而导致调度结果整体改变，hash-type 指定的默认值为此算法。

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance source
    hash-type map-based
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

1.2 一致性hash

一致性哈希，当服务器的总权重发生变化时，对调度结果影响是局部的，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。

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance source
    hash-type consistent
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

2. uri

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 hashtype 指定 map-based 和 consistent，来定义使用取模法还是一致性hash。
注意：此算法基于应用层，所以只支持 mode http ，不支持 mode tcp

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance uri
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

uri 一致性hash配置示例

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance uri
    hash-type consistent
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

3. 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；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

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance url_param userid
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

url_param一致性hash配置示例

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance url_param userid keyword
    hash-type consistent
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

4. 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。

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance hdr(User-Agent)
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5

5. rdp-cookie

rdp-cookie对远windows远程桌面的负载，使用cookie保持会话，默认是静态，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。

rdp-cookie 取模法配置示例

listen RDP
    bind 10.0.0.21:3389
    balance rdp-cookie
    mode tcp
    server rdp0 10.0.0.200:3389 check fall 3 rise 5 inter 2000 weight 1

rdp-cookie 一致性hash配置

listen RDP_3389
    bind 10.0.0.21:3389
    balance rdp-cookie
    hash-type consistent
    mode tcp
    server rdp0 10.0.0.200:3389 check fall 3 rise 5 inter 2000 weight 1
算法总结

静态

static-rr ---------> tcp/http  #适用于做了session共享的web集群
first -------------> tcp/http

动态

roundrobin --------> tcp/http
leastconn ---------> tcp/http  多用于数据库调度
random ------------> tcp/http

以下静态和动态取决于hash_type是否consistent

source ------------> tcp/http
Uri --------------> http    缓存服务器，CDN服务商，蓝汛、百度、阿里云、腾讯
url_param ---------> http    可以实现session保持
hdr ---------------> http    基于客户端请求报文头部做下一步处理
rdp-cookie --------> tcp    基于Windows主机,很少使用

二、haproxy + nginx 实现四、七层IP透传

  1. 四层IP透传haproxy配置
listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode tcp
    log global
    balance roundrobin
    server web1 10.0.0.101:80 send-proxy check inter 3000 fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 send-proxy check inter 3000 fall 2 rise 5
  1. 四层IP透传nginx配置
server{
    listen  80  proxy_protocol;
    server_name www.tuntun.net;
    charset utf-8;
}
  1. nginx日志格式配置
log_format access_json '{"@timestamp":"$time_iso8601",'
        '"host":"$server_addr",'
        '"clientip":"$remote_addr",'
        '"size":$body_bytes_sent,'
        '"responsetime":$request_time,'
        '"upstreamtime":"$upstream_response_time",'
        '"upstreamhost":"$upstream_addr",'
        '"http_host":"$host",'
        '"uri":"$uri",'
        '"domain":"$host",'
        '"xff":"$http_x_forwarded_for",'
        '"referer":"$http_referer",'
        '"tcp_xff":"$proxy_protocol_addr",'
        '"http_user_agent":"$http_user_agent",'
        '"status":"$status"}';

访问haprox主机 http://10.0.0.21/，可在nginx日志查看到透传IP

image.png

4、七层IP透传haproxy配置

listen web_server
    bind 10.0.0.21:80
    mode http
    log global
    balance roundrobin
    option forwardfor
    server web1 10.0.0.101:80 check inter 3s fall 2 rise 5
    server web2 10.0.0.102:80 check inter 3s fall 2 rise 5
  1. 七层IP透传nginx配置
server{
    listen  80;
    server_name www.tuntun.net;
    charset utf-8;
}
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