第十八周学习内容：haproxy

第十八周作业：

1、简述四层和七层负载均衡的特点及Haproxy与LVS之间的对比 。

      四层负载均衡工作在OSI模型中的四层，即传输层。四层负载均衡只能根据报文中目标地址和源地址对请求进行转发，而无法修改或判断所请求资源的具体类型，然后经过负载均衡内部的调度算法转发至要处理请求的服务器。四层负载均衡单纯的提供了终端到终端的可靠连接，并将请求转发至后端，连接至始至终都是同一个。LVS就是很典型的四层负载均衡。

      七层负载均衡工作在OSI模型的第七层应用层，所以七层负载均衡可以基于请求的应用层信息进行负载均衡，例如根据请求的资源类型分配到后端服务器，而不再是根据IP和端口选择。七层负载均衡的功能更丰富更灵活，也能使整个网络更智能。如上图所示，在七层负载均衡两端(面向用户端和服务器端)的连接都是独立的。

      总之，四层负载均衡就是基于IP+端口实现的，七层负载均衡就是通过应用层资源实现的。

      LVS优点：（1）抗负载能力强，因为是工作在四层之上，没有流量的产生，这个特点也决定了其性能是最强的，对内存和cpu资源消耗比较低。（2）工作稳定，因其本身抗负载能力很强，自身有完整的双机热备方案，如LVS+Keepalived等。（3）应用范围比较广，因为LVS工作在四层，所以它几乎可以对所有应用做负载均衡。

      LVS缺点：（1）不支持正则表达式。（2）面对大型应用，排错困难。

      HAproxy优点：（1）支持两种代理模式：TCP（四层）和HTTP（七层），支持虚拟主机。（2）负载均衡策略比较多。（3）支持会话保持，Cookie引导，同时支持通过获取指定的url来检测后端服务器的状态。

      HAproxy缺点：（1）性能不及LVS。（2）多进程模式支持不够好。

2、简述Haproxy常见的负载均衡调度算法及应用场景详解 。

      准备实验环境：一台主机xiaomao1运行HAproxy，后端两台主机xiaomao2和xiaomao3运行httpd，提供简单的web服务。

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      HAproxy安装完成后核心程序是/usr/sbin/haproxy，主配置文件是/etc/haproxy/haproxy.cfg。

      主配置文件分成两部分：全局配置和代理配置。前者用来描述程序自身的运行参数，安全参数，性能参数等，后者包含了defaults，frontend，backend，listen四块配置内容。其中frontend用来定义前端，即面向客户的配置；banckend用来定义后端，即面向真实服务器的配置，在frontend中可以调用backend；listen是可以在一个配置中包含前端和后端，以上三种配置有些参数是公用的，就可以在defaults段中定义了。

      先定义前端：frontend+名字，给前端起一个名字，haproxy的所有配置都需要起名字；bind表示绑定的端口，也就是监听的端口；default_backend+名字，表示调用的后端的主机

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      再定义后端：backend+名字，为后端起一个名字；server表示后端主机的真实地址，当然也要有一个名字；balance表示调度算法，这里是最基础的调度算法，轮询。

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      这样最简单的haproxy配置就完成了，可以启动服务实验了。

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      加权轮询：balance还是选择roundrobin，在server后加上weight+权重。

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      静态轮询（static-rr）：轮询的静态版，不支持权重运行时调整，也不支持慢启动，优势在于对后端服务器的数量无限制，而普通的轮询最多支持4095个。

      最少连接（leastconn）：计算后端负载，分配给负载最小的，也可以加上权重。

      first：表示按顺序依次把服务器打满，只有在某些特殊环境下才会使用。

      源地址哈希（source）：工作原理和lvs、nginx的源地址哈希轮询规则一样，只是要靠hash-type参数来设定具体的哈希方式，consistent是一致性哈希，map-based是取模法。在需要保持会话的情况下，可以使用。

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      uri：绑定uri，特别能提高缓存命中率，童谣可以由hash-type参数调整哈希算法。

      url-param：通过url中的某个参数进行调度，只要这个参数相同就会被调往同一台服务器，这个参数必须跟在配置命令之后。

      hdr：根据首部名称进行调度，首部名称必须跟在配置命令之后，也有hash-type可调。

3、通过Haproxy的ACL规划实现智能负载均衡，并简述tcp、http、health的配置示例。

      ACL：访问控制列表，此为haproxy的核心组件，功能十分强大。基本格式：acl+名字+检查项+[标记]+[条件判断]+[值]，比如acl xiaomao src 10.0.0.8，表示抓取或叫匹配源地址为10.0.0.8的数据包。

      值：有布尔型、整数、IP地址、字符串、正则表达式、十六进制数据块等。

      标记：有-i忽略大小写；-n禁止主机名反解；-u不可重名，默认是可以的，重名的acl做或运算；--表示结束标记位。

      条件难断：有eq，ge，gt，le，lt，exact match，substring match，prefix match，suffix match等。

      检查项：有dst，目标地址；dst-port，目标端口；src，源地址；src-port，源端口；dst-conn，目标套接字连接数量；path，相对路径，在path下还有许多变种，path-beg表示前缀匹配，path-end表示后缀匹配，path-sub表示子串匹配等；url，匹配url，也有各种变种；hdr，请求报文的指定首部等。

      当定义好ACL，可以调用他们了，调用相关的指令有use_bakcend+后端名字+if或unless+ACL名字，表示仅当匹配到此ACL才启用此后端；block+if或unless+ACL名字，表示组织匹配到的报文；http_request+allow或deny+if或unless+ACL名字表示基于7层的访问控制；tcp_request+allow或deny+if或unless+ACL名字表示基于4层的访问控制。

      上面的例子，在配置段中添加上ACL和访问控制列表就可以阻止某台设备的访问。

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      haproxy的工作模式：tcp：基于layer4实现代理；可代理mysql, pgsql, ssh, ssl等协议；http：仅当代理的协议为http时使用；health：只做健康状态检查。默认是tcp，但如果使用编译好的包进行安装，会发现在default段的默认配置中把工作模式又定义成为了http。

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4、LNMT实现动静分离实战。

      准备实验环境：一台主机xiaomao1运行HAproxy，后端两台主机xiaomao2和xiaomao3，一台运行httpd提供静态web服务，一台运行httpd-php提供动态web服务。

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      配置HAproxy配置文件

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      重启服务后可以测试

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      动静分离实现，生产环境中一般动和静的后端都将多部署几台主机，并做合理的调度算法，在测试环境下就是用一台设备代替了。