HAProxy+keepalived实现负载均衡(系列三)

心已赠人 2022-02-28 05:22 229阅读 0赞

# HAProxy+keepalived实现负载均衡(系列三) #

> 本文介绍HAProxy+keepalived实现负载均衡的方案  
> [LVS+keepalived实现负载均衡 (系列一)][LVS_keepalived_];  
> [nginx+keepalived实现负载均衡 (系列二)][nginx_keepalived_]  
> [HAProxy+keepalived实现负载均衡(系列三)][HAProxy_keepalived]

### 软件环境 ###

本文是在如下环境进行安装

*  CentOS 6.9
 *  JDK 1.7
 *  Keepalived v1.2.13 (yum安装，版本随意)
 *  apache-tomcat-8.5.39.tar.gz (版本随意，主要用于启动web服务)
 *  HAProxy 1.5.18 (yum安装，版本随意)

### 服务器规划 ###

可以用虚拟机系统，分别用4台服务器，别名是

*  node1：作为主，安装HAProxy+keepalived，IP`192.168.1.101`
 *  node2：作为热备，安装HAProxy+keepalived，IP`192.168.1.102`
 *  web1：作为web服务器，安装Tomcat，IP`192.168.1.103`
 *  web2：同样是web服务器，安装Tomcat，IP`192.168.1.104`

VIP(虚拟IP)定为`192.168.1.200`

### 实验步骤 ###

如无特别说明，使用root帐号操作

#### 一、基础准备工作 ####

四台机器**都要**按如下操作

*  绑定静态IP
 *  设置主机名，设置完成后需要重启
 *  修改`hosts`，方便使用别名访问

vim /etc/hosts，添加如下
    192.168.80.101 node1
    192.168.80.102 node2
    192.168.80.103 web1
    192.168.80.104 web2

*  关闭防火墙，并禁止开机启动

service iptables stop
    chkconfig iptables off

#### 二、配置2台 Web 服务器 ####

以下仅针对2台 Web 服务器(`web1`、`web2`)操作

*  安装 JDK 并配置环境变量，版本随意，选择7或8都可以
 *  上传 `apache-tomcat-8.5.39.tar.gz`到服务器，位置随意
 *  解压，保持默认的8080端口，启动Tomcat
 *  检查是否可以访问：`curl http://127.0.0.1:8080`
 *  修改Tomcat的首页，增加标记，以便访问时可知道落到哪台服务器

vim TOMCAT_HOME/webapps/ROOT/index.jsp
    在 
        If you're seeing this, you've successfully installed Tomcat. Congratulations! 
    
    前面添加本机的标识，以便检验负载均衡效果的时候可以区分是什么机器，在这句话前面添加
        web1   或   web2

*  在宿主机的浏览器中访问如下URL并检查是否修改成功
    
     *  [http://192.168.1.103:8080][http_192.168.1.103_8080]
     *  [http://192.168.1.104:8080][http_192.168.1.104_8080]

#### 三、主备服务器安装 HAProxy (node1、node2) ####

对node1和node2操作

*  安装HAProxy：本文采用yum安装方式，`yum install haproxy`
 *  配置请求转发至web1和web2，编辑`/etc/haproxy/haproxy.cfg`

配置文件，两台机器的HAProxy配置相同，请详细阅读下面的**配置说明**

# 配置说明：本配置基于yum安装后默认的配置文件上修改而来的
    # 其中 `listen admin_stats` 的配置是启用haproxy的监控web界面，
    # 跟本次实验无关，是可选的
    # 修改 `backend app`，转到web1和web2的Tomcat即可
    global
        log         127.0.0.1 local2
    
        chroot      /var/lib/haproxy
        pidfile     /var/run/haproxy.pid
        maxconn     4000
        user        haproxy
        group       haproxy
        daemon
    
        # turn on stats unix socket
        stats socket /var/lib/haproxy/stats
    
    #---------------------------------------------------------------------
    # common defaults that all the 'listen' and 'backend' sections will
    # use if not designated in their block
    #---------------------------------------------------------------------
    defaults
        mode                    http
        log                     global
        option                  httplog
        option                  dontlognull
        option http-server-close
        option forwardfor       except 127.0.0.0/8
        option                  redispatch
        retries                 3
        timeout http-request    10s
        timeout queue           1m
        timeout connect         10s
        timeout client          1m
        timeout server          1m
        timeout http-keep-alive 10s
        timeout check           10s
        maxconn                 3000
    
    
    #---------------------------------------------------------------
    listen admin_stats
            bind 0.0.0.0:48800
    	bind-process 1
            stats enable
            mode http
            log global
            stats hide-version
            stats uri     /haproxy #访问的uri   ip:8888/haproxy
            stats realm   Haproxy\ Statistics
            stats auth    admin:admin  #访问帐密
            stats admin if TRUE # 管理界面，如果认证成功，是否可通过WebUI操作节点
            stats refresh 30s  #监控状态刷新频率
    #---------------------------------------------------------------------
    # main frontend which proxys to the backends
    #---------------------------------------------------------------------
    frontend  main *:5000
        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
    
    #---------------------------------------------------------------------
    # static backend for serving up images, stylesheets and such
    #---------------------------------------------------------------------
    backend static
        balance     roundrobin
        server      static 127.0.0.1:4331 check
    
    #---------------------------------------------------------------------
    # round robin balancing between the various backends
    #---------------------------------------------------------------------
    backend app
        balance     roundrobin
        server  app1 192.168.1.248:8080 check
        server  app2 192.168.1.244:8080 check

*  启动服务：`service haproxy start`
 *  配置好后验证一下是否能正常代理
    
     *  访问 [http://192.168.1.101:5000/][http_192.168.1.101_5000] ，是否会切换web1和web2?
     *  访问 [http://192.168.2.102:5000/][http_192.168.2.102_5000] ，是否会切换web1和web2?

#### 四、配置主负载服务器node1的keepalived ####

只针对`node1`进行操作

*  安装 keepalived 相关包：`yum install -y keepalived`
 *  编辑 keepalived.conf 配置文件：也可以备份原来的配置再修改，`vim /etc/keepalived/keepalived.conf`，修改内容如下：

vrrp_script chk_http_port {
    	script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"
    	interval 2
    	weight 2
    }
    vrrp_instance VI_1 {
    	state MASTER
    	interface eth0
    	virtual_router_id 51 
    	priority 100 	
    	advert_int 1
    	authentication {
    		auth_type PASS
    		auth_pass 1111
    	}
    
    	track_script {
    		chk_http_port
    	}
    
    	virtual_ipaddress {
    		192.168.1.200 
    	}
    }

配置文件说明：

1.  `vrrp_script` 是keepalived用于检测健康的脚本，脚本放在`/etc/keepalived/check_haproxy.sh`路径
2.  `state MASTER` 保证是 MASTER 的值
3.  `interface eth0` 的 eth0，要看你自己的网卡主要是用了什么名字，一般是eth0，有些人可能是eth1，请ifconfig查看
4.  `virtual_router_id`，虚拟路由编号，主备服务器要一致
5.  `priority`，优先级，主备配成不一致，主大点，备小点，例如主100，备99，或主101，备100
6.  `authentication`，不用改，不清楚是什么作用
7.  `virtual_ipaddress`，改成VIP，如果你不是用本文的VIP，请修改成自己的
8.  为了避免和上一篇文章《LVS+keepalived实现负载均衡 (系列一)》设置的`virtual_router_id`相同，**可能会出现问题**，所以这里改成了不一样的值

**注意**：网上其他教程贴的配置多`global_defs`的内容，实际上是不需要的，这样的例子展示出来容易误导人，让人不知道如何修改

global_defs {
        notification_email {
            997914490@qq.com
        }
        notification_email_from sns-lvs@gmail.com
        smtp_server smtp.hysec.com
        smtp_connection_timeout 30
        router_id nginx_backup              # 设置nginx backup的id，在一个网络应该是唯一的
    }

*  在`/etc/keepalived/`路径新建`check_haproxy.sh`文件，并`chmod 755 check_haproxy.sh`，文件内容如下

#!/bin/bash
    A=`ps -C haproxy --no-header |wc -l`
    	if [ $A -eq 0 ];then
    	/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
    	sleep 3
    	if [ `ps -C haproxy --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
    		/etc/init.d/keepalived stop
    	fi
    fi

**注意：** 根据你个人情况配置重启脚本`/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg`，另外重启haproxy失败则将keepalived关闭是正确的做法，会促使虚拟IP漂移到另一台热备机器(那台的haproxy正常)

*  配置好文件后，启动服务：`service keepalived start`

#### 五、配置备用负载服务器node2的keepalived ####

总体跟配置跟node1差不多，主要是配置文件有少许的差别，步骤如下

*  安装 keepalived 相关包：`yum install -y keepalived`
 *  编 辑keepalived.conf 配置文件：也可以备份原来的配置再修改，`vim /etc/keepalived/keepalived.conf`，修改内容如下：

vrrp_script chk_http_port {
    	script "/etc/keepalived/check_haproxy.sh"
    	interval 2
    	weight 2
    }
    vrrp_instance VI_1 {
    	state BACKUP
    	interface eth0
    	virtual_router_id 51 
    	priority 99 	
    	advert_int 1
    	authentication {
    		auth_type PASS
    		auth_pass 1111
    	}
    
    	track_script {
    		chk_http_port
    	}
    
    	virtual_ipaddress {
    		192.168.1.200 
    	}
    }

跟node1上的keepalived的配置区别是：

1.  `state` 改成了`BACKUP`
2.  `priority` 比主的小一点
3.  注意`virtual_router_id`保持一致

*  跟node1的操作一样，在`/etc/keepalived/`路径新建`check_haproxy.sh`文件，并`chmod 755 check_haproxy.sh`，文件跟node1的完全一样
 *  配置好文件后，启动服务：`service keepalived start`

### 验证和测试 ###

#### 一、理论验证 ####

*  检验是否配置正确：在`node1`使用`ip addr`查看eth0网卡必须有VIP存在，在`node2`上则无(这是因为是热备的原因)

# 在node1上查看，看到192.168.1.200，而在node2上查看不到
    2: eth0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP qlen 1000
        link/ether 00:0c:29:af:d6:1c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
        inet 192.168.0.107/24 brd 192.168.0.255 scope global eth0
        inet 192.168.1.201/32 scope global eth0
        inet6 fe80::20c:29ff:feaf:d61c/64 scope link 
           valid_lft forever preferred_lft forever

*  在`node1`上关闭keepalived：`service keepadlived stop`再使用`ip addr`查看，发现`node1`绑定的VIP没了，而在`node2`上出现了，说明了主备的架构生效了，实现了备用顶替主的情况
 *  重新在`node1`上将keepalived启动：`service keepalived start`，则`node1`重新抢回了主，这是因为其优先级比较高，恢复后抢回主动权
 *  尝试在宿主机打开命令行窗口，PING 一下VIP：`ping 192.168.1.200`，应该是能ping通的，如果不通，说明有其他问题，必须解决

#### 二、动手验证 ####

##### 1、在宿主机浏览器上输入VIP #####

*  [http://192.168.1.200][http_192.168.1.200]

可以观察到浏览器中显示Tomcat的欢迎页面，并且页面轮流转发到web1 和 web2 上

##### 2、当 Web 服务器其中一台发生故障 #####

关闭 web1 或 web2 的 Tomcat，会发现固定得转发请求到正常的机器，当关闭的服务器上线后，可以实现重新加入集群并接受转发

##### 3、当"主"宕机，"备"上线 #####

在"主"的服务器上执行`service keepalived stop` 模拟宕机，可以看到正常对外提供服务，在"备"的服务器上输入`ip addr`查看发现接管了VIP

当然也可以从keepalived 的日志看到主备更替，详细查看 `tail -f /etc/log/messages`，这里显示的主备更替的日志，更加准确反映了实时

#### 4、当HAProxy进程死掉，会重启 ####

service haproxy stop模拟haproxy进程宕掉，再次`ps -ef|grep haproxy`可以查看进程重新被起了起来，进程的uptime刷到最新

### 总结 ###

对比《nginx+keepalived实现负载均衡 (系列二)》，区别很小，仅仅是负责负载均衡的软件换成了HAProxy

HAProxy对比nginx，nginx比较适合web接口方面的负载均衡，而HAProxy除了web接口，对于socket连接的，比如mysql的负载均衡，也是适用的

HAProxy 是四层以上的代理，比起LVS配置丰富，比起nginx效率更高

**HAProxy带着HA的字眼，做的工作确是代理工作**

### 参考资料 ###

参考博客：

*  [https://blog.51cto.com/uppower/1783567][https_blog.51cto.com_uppower_1783567]

[LVS_keepalived_]: https://blog.csdn.net/w8y56f/article/details/88765811
[nginx_keepalived_]: https://blog.csdn.net/w8y56f/article/details/88776633
[HAProxy_keepalived]: https://blog.csdn.net/w8y56f/article/details/88782329
[http_192.168.1.103_8080]: http://192.168.1.103:8080
[http_192.168.1.104_8080]: http://192.168.1.104:8080
[http_192.168.1.101_5000]: http://192.168.1.101:5000/
[http_192.168.2.102_5000]: http://192.168.2.102:5000/
[http_192.168.1.200]: http://192.168.1.200
[https_blog.51cto.com_uppower_1783567]: https://blog.51cto.com/uppower/1783567