一、HAProxy简介
(1)HAProxy 是一款提供高可用性、负载均衡以及基于TCP(第四层)和HTTP(第七层)应用的代理软件,支持虚拟主机,它是免费、快速并且可靠的一种解决方案。 HAProxy特别适用于那些负载特大的web站点,这些站点通常又需要会话保持或七层处理。HAProxy运行在时下的硬件上,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。
(2)HAProxy 实现了一种事件驱动、单一进程模型,此模型支持非常大的并发连接数。多进程或多线程模型受内存限制 、系统调度器限制以及无处不在的锁限制,很少能处理数千并发连接。事件驱动模型因为在有更好的资源和时间管理的用户端(User-Space) 实现所有这些任务,所以没有这些问题。此模型的弊端是,在多核系统上,这些程序通常扩展性较差。这就是为什么他们必须进行优化以 使每个CPU时间片(Cycle)做更多的工作。
(3)HAProxy 支持连接拒绝 : 因为维护一个连接的打开的开销是很低的,有时我们很需要限制攻击蠕虫(attack bots),也就是说限制它们的连接打开从而限制它们的危害。 这个已经为一个陷于小型DDoS攻击的网站开发了而且已经拯救
了很多站点,这个优点也是其它负载均衡器没有的。
(4)HAProxy 支持全透明代理(已具备硬件防火墙的典型特点): 可以用客户端IP地址或者任何其他地址来连接后端服务器. 这个特性仅在Linux 2.4/2.6内核打了cttproxy补丁后才可以使用. 这个特性也使得为某特殊服务器处理部分流量同时又不修改服务器的地址成为可能。
性能
HAProxy借助于OS上几种常见的技术来实现性能的最大化。
1,单进程、事件驱动模型显著降低了上下文切换的开销及内存占用。
2,O(1)事件检查器(event checker)允许其在高并发连接中对任何连接的任何事件实现即时探测。
3,在任何可用的情况下,单缓冲(single buffering)机制能以不复制任何数据的方式完成读写操作,这会节约大量的CPU时钟周期及内存带宽;
4,借助于Linux 2.6 (>= 2.6.27.19)上的splice()系统调用,HAProxy可以实现零复制转发(Zero-copy forwarding),在Linux 3.5及以上的OS中还可以实现零复制启动(zero-starting);
5,内存分配器在固定大小的内存池中可实现即时内存分配,这能够显著减少创建一个会话的时长;
6,树型存储:侧重于使用作者多年前开发的弹性二叉树,实现了以O(log(N))的低开销来保持计时器命令、保持运行队列命令及管理轮询及最少连接队列;
7,优化的HTTP首部分析:优化的首部分析功能避免了在HTTP首部分析过程中重读任何内存区域;
8,精心地降低了昂贵的系统调用,大部分工作都在用户空间完成,如时间读取、缓冲聚合及文件描述符的启用和禁用等;
所有的这些细微之处的优化实现了在中等规模负载之上依然有着相当低的CPU负载,甚至于在非常高的负载场景中,5%的用户空间占用率和95%的系统空间占用率也是非常普遍的现象,这意味着HAProxy进程消耗比系统空间消耗低20倍以上。因此,对OS进行性能调优是非常重要的。即使用户空间的占用率提高一倍,其CPU占用率也仅为10%,这也解释了为何7层处理对性能影响有限这一现象。由此,在高端系统上HAProxy的7层性能可轻易超过硬件负载均衡设备。
在生产环境中,在7层处理上使用HAProxy作为昂贵的高端硬件负载均衡设备故障故障时的紧急解决方案也时长可见。硬件负载均衡设备在“报文”级别处理请求,这在支持跨报文请求(request across multiple packets)有着较高的难度,并且它们不缓冲任何数据,因此有着较长的响应时间。对应地,软件负载均衡设备使用TCP缓冲,可建立极长的请求,且有着较大的响应时间。
HAProxy目前主要有三个版本: 1.3 , 1.4 ,1.5,CentOS6.6 自带的RPM包为 1.5 的。
二,安装配置HAProxy
以下实验环境均为CentOS6.6 i686平台。
1,安装haproxy
us: 微秒(microseconds),即1/1000000秒;
ms: 毫秒(milliseconds),即1/1000秒;
s: 秒(seconds);
m: 分钟(minutes);
h:小时(hours);
d: 天(days);
2.3 全局配置
* 进程管理及安全相关的参数
– chroot <jail dir>:修改haproxy的工作目录至指定的目录并在放弃权限之前执行chroot()操作,可以提升haproxy的安全级别,不过需要注意的是要确保指定的目录为空目录且任何用户均不能有写权限;
– daemon:让haproxy以守护进程的方式工作于后台,其等同于“-D”选项的功能,当然,也可以在命令行中以“-db”选项将其禁用;
– gid <number>:以指定的GID运行haproxy,建议使用专用于运行haproxy的GID,以免因权限问题带来风险;
– group <group name>:同gid,不过指定的组名;
– log <address> <facility> [max level [min level]]:定义全局的syslog服务器,最多可以定义两个;
– log-send-hostname [<string>]:在syslog信息的首部添加当前主机名,可以为“string”指定的名称,也可以缺省使用当前主机名;
– nbproc <number>:指定启动的haproxy进程的个数,只能用于守护进程模式的haproxy;默认只启动一个进程,鉴于调试困难等多方面的原因,一般只在单进程仅能打开少数文件描述符的场景中才使用多进程模式;
– pidfile:
– uid:以指定的UID身份运行haproxy进程;
– ulimit-n:设定每进程所能够打开的最大文件描述符数目,默认情况下其会自动进行计算,因此不推荐修改此选项;Linux默认单进程打开文件数为1024个
– user:同uid,但使用的是用户名;
– stats:用户访问统计数据的接口
– node:定义当前节点的名称,用于HA场景中多haproxy进程共享同一个IP地址时;
– description:当前实例的描述信息;
* 性能调整相关的参数
– maxconn <number>:设定每个haproxy进程所接受的最大并发连接数,其等同于命令行选项“-n”;“ulimit -n”自动计算的结果正是参照此参数设定的;
– maxpipes <number>:haproxy使用pipe完成基于内核的tcp报文重组,此选项则用于设定每进程所允许使用的最大pipe个数;每个pipe会打开两个文件描述符,因此,“ulimit -n”自动计算时会根据需要调大此值;默认为maxconn/4,其通常会显得过大;
– noepoll:在Linux系统上禁用epoll机制;
– nokqueue:在BSE系统上禁用kqueue机制;
– nopoll:禁用poll机制;
– nosepoll:在Linux禁用启发式epoll机制;
– nosplice:禁止在Linux套接字上使用内核tcp重组,这会导致更多的recv/send系统调用;不过,在Linux 2.6.25-28系列的内核上,tcp重组功能有bug存在;
– spread-checks <0..50, in percent>:在haproxy后端有着众多服务器的场景中,在精确的时间间隔后统一对众服务器进行健康状况检查可能会带来意外问题;此选项用于将其检查的时间间隔长度上增加或减小一定的随机时长;
– tune.bufsize <number>:设定buffer的大小,同样的内存条件小,较小的值可以让haproxy有能力接受更多的并发连接,较大