安裝、配置和運(yùn)行 HAProxy，在幾個網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用服務(wù)器之間分配網(wǎng)絡(luò)流量。

不是只有在一個大型公司工作才需要使用負(fù)載平衡器。你可能是一個業(yè)余愛好者，用幾臺樹莓派電腦自我托管一個網(wǎng)站。也許你是一個小企業(yè)的服務(wù)器管理員；也許你確實在一家大公司工作。無論你的情況如何，你都可以使用 ??HAProxy?? 負(fù)載平衡器來管理你的流量。

HAProxy 被稱為“世界上最快和使用最廣泛的軟件負(fù)載平衡器”。它包含了許多可以使你的應(yīng)用程序更加安全可靠的功能，包括內(nèi)置的速率限制、異常檢測、連接排隊、健康檢查以及詳細(xì)的日志和指標(biāo)。學(xué)習(xí)本教程中所涉及的基本技能和概念，將有助于你使用 HAProxy 建立一個更強(qiáng)大的、遠(yuǎn)為強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施。

為什么需要一個負(fù)載平衡器？

負(fù)載平衡器是一種在幾個網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用服務(wù)器之間輕松分配連接的方法。事實上，HAProxy 可以平衡任何類型的傳輸控制協(xié)議（??TCP??）流量，包括 RDP、FTP、WebSockets 或數(shù)據(jù)庫連接。分散負(fù)載的能力意味著你不需要因為你的網(wǎng)站流量比谷歌大就購買一個擁有幾十萬 G 內(nèi)存的大型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

負(fù)載平衡器還為你提供了靈活性。也許你現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不夠強(qiáng)大，無法滿足一年中繁忙時期的峰值需求，你想增加一個，但只是暫時的。也許你想增加一些冗余，以防一個服務(wù)器出現(xiàn)故障。有了 HAProxy，你可以在需要時向后端池添加更多的服務(wù)器，在不需要時刪除它們。

你還可以根據(jù)情況將請求路由到不同的服務(wù)器。例如，你可能想用幾個緩存服務(wù)器（如 ??Varnish??）來處理你的靜態(tài)內(nèi)容，但把任何需要動態(tài)內(nèi)容的東西，如 API 端點，路由到一個更強(qiáng)大的機(jī)器。

在這篇文章中，我將通過設(shè)置一個非常基本的 HAProxy 環(huán)境，使用 HTTPS 來監(jiān)聽安全端口 443，并利用幾個后端 Web 服務(wù)器。它甚至?xí)⑺羞M(jìn)入預(yù)定義 URL（如 ??/api/??）的流量發(fā)送到不同的服務(wù)器或服務(wù)器池。

安裝 HAProxy

要開始安裝，請啟動一個新的 CentOS 8 服務(wù)器或?qū)嵗⑹瓜到y(tǒng)達(dá)到最新狀態(tài)：

$ sudo yum update -y

這通常會持續(xù)一段時間。在等待的時候給自己拿杯咖啡。

這個安裝有兩部分：第一部分是安裝 yum 版本的 HAProxy，第二部分是編譯和安裝你的二進(jìn)制文件，用最新的版本覆蓋以前的 HAProxy。用 yum 安裝，在生成 systemd 啟動腳本等方面做了很多繁重的工作，所以運(yùn)行 ??yum install??，然后從源代碼編譯，用最新的版本覆蓋 HAProxy 二進(jìn)制：

$ sudo yum install -y haproxy

啟用 HAProxy 服務(wù)：

$ sudo systemctl enable haproxy

要升級到最新版本（??版本 2.2??，截至本文寫作為止），請編譯源代碼。許多人認(rèn)為從源代碼編譯和安裝一個程序需要很高的技術(shù)能力，但這是一個相當(dāng)簡單的過程。首先，使用 ??yum?? 安裝一些提供編譯代碼工具的軟件包：

$ sudo yum install dnf-plugins-core
$ sudo yum config-manager --set-enabled PowerTools
$ sudo yum install -y git ca-certificates gcc glibc-devel \
    lua-devel pcre-devel openssl-devel systemd-devel \
    make curl zlib-devel 

使用 ??git?? 獲得最新的源代碼，并改變到 ??haproxy?? 目錄：

$ git clone http://git.haproxy.org/git/ haproxy
$ cd haproxy

運(yùn)行以下三個命令來構(gòu)建和安裝具有集成了 Prometheus 支持的 HAProxy：

$ make TARGET=linux-glibc USE_LUA=1 USE_OPENSSL=1 USE_PCRE=1 \
    PCREDIR= USE_ZLIB=1 USE_SYSTEMD=1 \
    EXTRA_OBJS="contrib/prometheus-exporter/service-prometheus.o"

$ sudo make PREFIX=/usr install # 安裝到 /usr/sbin/haproxy

通過查詢版本來測試它：

$ haproxy -v

你應(yīng)該看到以下輸出：

HA-Proxy version 2.2.4-b16390-23 2020/10/09 - https://haproxy.org/

創(chuàng)建后端服務(wù)器

HAProxy 并不直接提供任何流量，這是后端服務(wù)器的工作，它們通常是網(wǎng)絡(luò)或應(yīng)用服務(wù)器。在這個練習(xí)中，我使用一個叫做 ??Ncat?? 的工具，它是網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的“瑞士軍刀”，用來創(chuàng)建一些極其簡單的服務(wù)器。安裝它：

$ sudo yum install nc -y

如果你的系統(tǒng)啟用了 ??SELinux??，你需要啟用端口 8404，這是用于訪問 HAProxy 統(tǒng)計頁面的端口（下面有解釋），以及你的后端服務(wù)器的端口：

$ sudo dnf install policycoreutils-python-utils
$ sudo semanage port -a -t http_port_t  -p tcp 8404
$ sudo semanage port -a -t http_port_t  -p tcp 10080
$ sudo semanage port -a -t http_port_t  -p tcp 10081
$ sudo semanage port -a -t http_port_t  -p tcp 10082

創(chuàng)建兩個 Ncat 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和一個 API 服務(wù)器：

$ while true ;
do
nc -l -p 10080 -c 'echo -e "HTTP/1.1 200 OK\n\n This is Server ONE"' ;
done &

$ while true ;
do
nc -l -p 10081 -c 'echo -e "HTTP/1.1 200 OK\n\n This is Server TWO"' ;
done &

$ while true ;
do
nc -l -p 10082 -c 'echo -e "HTTP/1.1 200 OK\nContent-Type: application/json\n\n { \"Message\" :\"Hello, World!\" }"' ;
done &

這些簡單的服務(wù)器打印出一條信息（如“This is Server ONE”），并運(yùn)行到服務(wù)器停止為止。在現(xiàn)實環(huán)境中，你會使用實際的網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序服務(wù)器。

修改 HAProxy 的配置文件

HAProxy 的配置文件是 ??/etc/haproxy/haproxy.cfg??。你在這里進(jìn)行修改以定義你的負(fù)載平衡器。這個 ??基本配置?? 將讓你從一個工作的服務(wù)器開始：

global
    log         127.0.0.1 local2
    user        haproxy
    group       haproxy

defaults 
    mode                    http
    log                     global
    option                  httplog

frontend main
    bind *:80
        
    default_backend web
    use_backend api if { path_beg -i /api/ }
    
    #-------------------------
    # SSL termination - HAProxy handles the encryption.
    #    To use it, put your PEM file in /etc/haproxy/certs  
    #    then edit and uncomment the bind line (75)
    #-------------------------
    # bind *:443 ssl crt /etc/haproxy/certs/haproxy.pem ssl-min-ver TLSv1.2
    # redirect scheme https if !{ ssl_fc }

#-----------------------------
# Enable stats at http://test.local:8404/stats
#-----------------------------

frontend stats
    bind *:8404
    stats enable
    stats uri /stats
#-----------------------------
# round robin balancing between the various backends
#-----------------------------

backend web
    server web1 127.0.0.1:10080 check
    server web2 127.0.0.1:10081 check

#-----------------------------

# API backend for serving up API content
#-----------------------------
backend api
    server api1 127.0.0.1:10082 check

重啟并重新加載 HAProxy

HAProxy 可能還沒有運(yùn)行，所以發(fā)出命令 ??sudo systemctl restart haproxy?? 來啟動（或重新啟動）它。“重啟” 的方法在非生產(chǎn)情況下是很好的，但是一旦你開始運(yùn)行，你要養(yǎng)成使用 ??sudo systemctl reload haproxy?? 的習(xí)慣，以避免服務(wù)中斷，即使你的配置中出現(xiàn)了錯誤。

例如，當(dāng)你對 ??/etc/haproxy/haproxy.cfg?? 進(jìn)行修改后，你需要用 ??sudo systemctl reload haproxy?? 來重新加載守護(hù)進(jìn)程，使修改生效。如果有錯誤，它會讓你知道，但繼續(xù)用以前的配置運(yùn)行。用 ??sudo systemctl status haproxy?? 檢查 HAProxy 的狀態(tài)。

如果它沒有報告任何錯誤，你就有一個正在運(yùn)行的服務(wù)器。在服務(wù)器上用 ??curl?? 測試，在命令行輸入 ??curl http://localhost/??。如果你看到 “This is Server ONE”，那就說明一切都成功了！運(yùn)行 ??curl?? 幾次，看著它在你的后端池中循環(huán)，然后看看當(dāng)你輸入 ??curl http://localhost/api/?? 時會發(fā)生什么。在 URL 的末尾添加 ??/api/?? 將把所有的流量發(fā)送到你池子里的第三個服務(wù)器。至此，你就有了一個正常運(yùn)作的負(fù)載平衡器

檢查你的統(tǒng)計資料

你可能已經(jīng)注意到，配置中定義了一個叫做 ??stats?? 的前端，它的監(jiān)聽端口是 8404：

frontend stats
    bind *:8404
    stats uri /stats
    stats enable

在你的瀏覽器中，加載 ??http://localhost:8404/stats??。閱讀 HAProxy 的博客 ??學(xué)習(xí) HAProxy 的統(tǒng)計頁面??，了解你在這里可以做什么。

一個強(qiáng)大的負(fù)載平衡器

雖然我只介紹了 HAProxy 的幾個功能，但你現(xiàn)在有了一個服務(wù)器，它可以監(jiān)聽 80 和 443 端口，將 HTTP 流量重定向到 HTTPS，在幾個后端服務(wù)器之間平衡流量，甚至將匹配特定 URL 模式的流量發(fā)送到不同的后端服務(wù)器。你還解鎖了非常強(qiáng)大的 HAProxy 統(tǒng)計頁面，讓你對你的系統(tǒng)有一個很好的概覽。

這個練習(xí)可能看起來很簡單，不要搞錯了，你剛剛建立和配置了一個非常強(qiáng)大的負(fù)載均衡器，能夠處理大量的流量。

為了你方便，我把本文中的所有命令放在了 ??GitHub Gist?? 中。