HAProxy实现高级负载均衡实战和ACL控制

 haproxy实现高级负载均衡实战

 环境：随着公司业务的发展，公司负载均衡服务已经实现四层负载均衡，但业务的复杂程度提升，公司要求把mobile手机站点作为单独的服务提供，不在和pc站点一起提供服务，此时需要做7层规则负载均衡，运维总监要求，能否用一种服务同既能实现七层负载均衡，又能实现四层负载均衡，并且性能高效，配置管理容易，而且还是开源。

实验前准备：

① 两台服务器都使用yum 方式安装haproxy

yum -y install haproxy

② iptables -F && setenforing 清空防火墙策略，关闭selinux

实战一：实现haproxy的Https协议

配置HAProxy支持https协议：

支持ssl会话；

bind *:443 ssl crt /PATH/TO/SOME_PEM_FILE
crt 后证书文件为PEM格式，且同时包含证书和所有私钥
cat demo.crt demo.key > demo.pem

把80端口的请求重向定443

bind *:80
redirect   scheme   https   if   !{ ssl_fc }

向后端传递用户请求的协议和端口（frontend或backend）

http_request set-header X-Forwarded-Port %[dst_port]
http_request add-header X-Forwared-Proto https if { ssl_fc }

 1、https-证书制作　

[_17~]#mkdir /usr/local/haproxy/certs
[_17~]#cd /usr/local/haproxy/certs
[_17certs]#openssl genrsa -out haproxy.key 2048
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
.....................................+++
.....................................+++
e is 65537 (0x10001)
[_17certs]#openssl req -new -x509 -key haproxy.key -out haproxy.crt -subj "/CN=www.magedu.net"
[_17certs]#cat haproxy.key haproxy.crt > haproxy.pem

 2、在HAProxy主机配置http跳转至https网站

listen WEB_PORT_80
        bind 192.168.37.17:80
        mode http  当访问是http网址时
        redirect scheme https if !{ ssl_fc }  直接跳转至https网址上
        server web1 192.168.37.27:80 check inter 3000 fall 3 rise 5

listen WEB_PORT_443
        bind 192.168.37.17:443  ssl crt /usr/local/haproxy/certs/haproxy.pem  监听443端口，并指定ssl的证书路径。
        mode tcp
        server web1  192.168.37.27:80  check inter 3000 fall 3 rise 5  当访问HAProxy主机时，跳转至后端服务器27
        server web2  192.168.37.37:80  check inter 3000 fall 3 rise 5  当访问HAProxy主机时，跳转至后端服务器37

 网页访问效果：

实战二：基于ACL控制实现动静分离

原理：acl：访问控制列表，用于实现基于请求报文的首部、响应报文的内容或其它的环境状态信息来做出转发决策，这大大增强了其配置弹性。其配置法则通常分为两步，首先去定义ACL ，即定义一个测试条件，而后在条件得到满足时执行某特定的动作，如阻止请求或转发至某特定的后端

1、环境准备：

2、在RS2安装nginx和php-fpm包，并配置nginx服务

 1、安装nginx和php-fpm包

[_page]#yum install php-fpm nginx -y

 2、配置nginx服务

location ~ \.php$ {
            root           html;
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index  index.php;
            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME   $document_root$fastcgi_script_name;
            include        fastcgi_params;
        }

 3、在nginx默认的访问页面下新建一个index.php文件，作为访问php的页面

[]#vim /usr/share/nginx/html/index.php
<?php                                                                                                                                            
    phpinfo();
?>

 3、在RS1服务器上安装httpd服务，并做相关配置

[]#yum install httpd -y  安装httpd服务
[]#cd /var/www/html   在此目录下存放一张图片

4、配置haproxy调度服务器

listen stats   监听状态页
        bind :9527
        stats enable
        stats hide-version
        stats uri /haproxy-status
        stats realm HAPorxy\Stats\Page
        stats auth haadmin:123456
        stats auth admin:123456
        stats refresh 30s
        stats admin if TRUE

frontend web      frontend 自定义ACL
        bind 192.168.37.17:80
        mode http
        acl php_server path_end -i  .php
        use_backend  php_server_host if php_server
        acl  image_server  path_end  -i  .jpg .png  .jpeg .gif
        use_backend  image_server_host if image_server

backend php_server_host   后端集群服务
        balance roundrobin
        server web1 192.168.37.37:80 weight 1 check  port 80 inter 3s fall 3 rise 5

backend image_server_host  后端集群服务
        balance roundrobin      
        server web2 192.168.37.47:80 weight 1 check  port 80 inter 3s fall 3 rise 5

 5、最后启动web端服务　　

[~]#systemctl start httpd 
[~]#systemctl start haproxy  nginx  php-fpm

  6、在网页上验证效果　　

  当访问php后缀的文件页面时，haproxy就会调度到php程序的服务上去。

  当访问jgp后缀格式的网页时，haproxy就会调度到图片服务器上

ACL也可以定义匹配文件路径

在HAProxy机器上配置

listen stats   监听状态页
        bind :9527
        stats enable
        stats hide-version
        stats uri /haproxy-status
        stats realm HAPorxy\Stats\Page
        stats auth haadmin:123456
        stats auth admin:123456
        stats refresh 30s
        stats admin if TRUE

frontend web      frontend 自定义ACL
        bind 192.168.37.17:80
        mode http
        acl php_server path_end -i  .php
        use_backend  php_server_host if php_server
        acl image_path path_beg -i /static /images /javascript  /tfs  也可以将静态页面进行定义匹配文件路径
        use_backend  image_server_host if image_server

backend php_server_host   后端集群服务
        balance roundrobin
        server web1 192.168.37.37:80 weight 1 check  port 80 inter 3s fall 3 rise 5

backend image_server_host  后端集群服务
        balance roundrobin      
        server web2 192.168.37.47:80 weight 1 check  port 80 inter 3s fall 3 rise 5

此时将http服务的图片放至新建的tfs目录下，也可以访问到图片内容。

 实战三：实现HAProxy调度mysql数据库

1、在HAProxy调度器上修改配置文件

 vim  /etc/haproxy/haproxy.cfg

listen WEB_PORT_80 将http或nginx调度到192.168.37.27服务器上
        bind 192.168.37.17:80
        mode tcp
        server web1 192.168.37.27:443 check inter 3000 fall 3 rise 5



listen mysql_port  将mysql调度到192.168.37.37
        bind 12.168.37.17:3306
        mode tcp
        server web1 192.168.37.37:3306 check insert 3000 fall 3 rise 5

2、在后端服务器RS3安装mariadb-server数据库

[]#yum install mariadb-server -y
[]#systemctl start mariadb
[]#mysql -e "grant all on *.* to ‘192.168.37.%‘ identified by ‘centos‘"   创建一个数据库账号

3、在客户端开始用创建的数据库账号进行访问

 在客户端修改/etc/hosts配置文件，解析HAProxy域名

 在客户端进行域名访问HAProxy域名，此时HAProxy会进行调度到后端的mysql数据库。

[~]#yum install mysql -y  在客户端安装一个mysql客户端软件
[~]#mysql -utest -pcentos -hwww.magedu.net   此时在客户端通过域名解析就可以登录后端
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 4
Server version: 5.5.60-MariaDB MariaDB Server

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.

Type ‘help;‘ or ‘\h‘ for help. Type ‘\c‘ to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]>

 实战四：四层访问控制

1、在HAProxy配置四层拒绝访问的配置

listen mysql_port
        bind 192.168.37.17:3306
        mode tcp
        acl invalid_src src 192.168.1.0/24 192.168.37.7  拒绝37.7以及1.0网段的地址访问数据库
        tcp-request  connection reject if invalid_src     如果使用的是invalid_src，就会被拒绝，而invalid_src使用的是192.168.37.7地址。
        server web1  192.168.37.37:3306  check inter 3000 fall 3 rise 5

 2、在37.7的客户端访问数据库

[~]#mysql -utest -pcentos -hwww.magedu.net   由于拒绝了此IP地址的访问，就无法登陆数据库
ERROR 2013 (HY000): Lost connection to MySQL server at ‘reading initial communication packet‘, system error: 104

 实战五：实现将配置文件分离存放

 当我们再haproxy主配置文件中存放文件时，会出现配置文件过多，导致haproxy主配置文件比较大，书写不方便，我们可以将重要的配置文件存放在一个固定的目录下，并分离存放，指明每个配置文件的信息，方便管理。

1、在haproxy主配置文件下新建一个目录，并将主要的配置文件存放在新建目录下

[_17conf]#mkdir /etc/haproxy/conf

 将mysql的配置文件存放在conf目录下

[_17conf]#cat mysql.cfg  存放的文件必须是cfg后缀文件
listen mysql_port
       bind 192.168.37.17:3306
       mode tcp
       acl invalid_src src 192.168.1.0/24 192.168.37.7 
       tcp-request  connection reject if invalid_src  
       server web1  192.168.37.37:3306  check inter 3000 fall 3 rise 5

将web配置文件也存放在conf目录下

[_17conf]#cat web.cfg  存放的文件后缀，必须是cfg后缀
listen WEB_PORT_80
        bind 192.168.37.17:80
        mode http
        redirect scheme https if !{ ssl_fc }
        server web1 192.168.37.27:80 check inter 3000 fall 3 rise 5

listen WEB_PORT_443
        bind 192.168.37.17:443  ssl crt /usr/local/haproxy/certs/haproxy.pem
        mode tcp
        server web1  192.168.37.27:80  check inter 3000 fall 3 rise 5
        server web2  192.168.37.37:80  check inter 3000 fall 3 rise 5

2、在haproxy配置文件中添加上关联存放的配置文件路径

  vim /usr/lib/systemd/system/haproxy.service

[Unit]
Description=HAProxy Load Balancer
After=syslog.target network.target

[Service]
ExecStartPre=/usr/sbin/haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg -f /etc/haproxy/conf  -c -q   添加一个-f /etc/haproxy/conf，与haproxy主配置文件关联起来。
ExecStart=/usr/sbin/haproxy -Ws -f /etc/haproxy/haproxy.cfg  -f /etc/haproxy/conf  -p /run/haproxy.pid
ExecReload=/bin/kill -USR2 $MAINPID

[Install]
WantedBy=multi-user.target

 添加完关联目录路径后，进行重新加载，并重新启动haproxy服务

[_17conf]#systemctl daemon-reload
[_17conf]#systemctl restart haproxy

 3、查看存放在指定目录的文件效果：　

实战六：实现HAProxy-服务器动态上下线

yum install socat
 echo "show info" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock
 echo "get  weight web_host/192.168.7.101" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock
 echo "disable  server web_host/192.168.7.101" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock
 echo "enable  server web_host/192.168.7.101" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock

 当我们配置haproxy主机多线程时，我们将一个主机下线，此时如果主机是双线程时，就会有一个主机的另一个线程还会在后端提供服务，这种情况，我们该怎么解决呢？如下图：

 模拟宕机掉192.168.37.27主机：

[_17haproxy]# echo "disable  server WEB_PORT_443/192.168.37.27" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock

 此时可以看到PID=8537的进程宕机了，而PID=8538的主机还是存活状态，此时就还会为后端服务器进行代理转发。

解决办法：

主要的原因是跟socket配置文件有关，只需要在haproxy主配置文件中添加socket配置文件信息。

1、此时先查看haproxy服务器的配置文件

 vim  /etc/haproxy/haproxy.cfg

global
maxconn 100000
chroot /usr/local/haproxy
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock1 mode 600 level admin  process 1  如果有两个进程，就配置两个sock配置文件，而且两个文件名称要不一样，有N个线程，就写入N个sock文件。
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock2 mode 600 level admin  process 2
user haproxy
group haproxy
daemon
nbproc 2   可以看到CPU有两个，此时开启的是双线程。
cpu-map 1 0
cpu-map 2 1
#cpu-map 3 2
#cpu-map 4 3
pidfile /run/haproxy.pid
log 127.0.0.1 local3 info

defaults
option http-keep-alive
option forwardfor
maxconn 100000
mode http
timeout connect 300000ms
timeout client 300000ms
timeout server 300000ms


listen stats
bind :9527
stats enable
stats hide-version
stats uri /haproxy-status
stats realm HAPorxy\Stats\Page
stats auth haadmin:123456
stats auth admin:123456
stats refresh 30s
stats admin if TRUE


listen WEB_PORT_80
        bind 192.168.37.17:80
        mode http
        redirect scheme https if !{ ssl_fc }
        server web1 192.168.37.27:80 check inter 3000 fall 3 rise 5

listen WEB_PORT_443
        bind 192.168.37.17:443  ssl crt /usr/local/haproxy/certs/haproxy.pem
        mode tcp
        server web1  192.168.37.27:80  check inter 3000 fall 3 rise 5
        server web2  192.168.37.37:80  check inter 3000 fall 3 rise 5　　

 2、新建sock配置文件目录

由于sock配置文件无法自动生成，需要新建一个存放sock目录文件　　

[_17conf]#mkdir /usr/lib/haproxy
[_17conf]#systemctl restart haproxy　

 3、模拟下线后端服务器

 下线后端服务器不同的sock后缀文件，此时就会将多线程的服务器进行下线。

[_17haproxy]# echo "disable  server WEB_PORT_443/192.168.37.27" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock1

[_17haproxy]# echo "disable  server WEB_PORT_443/192.168.37.27" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock2

  此时可以看到此服务器的两个线程PID=8700/8701都已经下线。

 批量实现一个1-128的sock后缀文件，方便在配置文件中写入多个文件。

  脚本如下：

[_17~]#vim sock.sh

#!/bin/bash

for i in  `seq 1 128`;do
     echo "stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock$i mode 600 level admin  process $i"
done

执行脚本，生成的结果，直接可以复制到haproxy配置文件中即可。

[_17~]#bash sock.sh 
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock1 mode 600 level admin  process 1
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock2 mode 600 level admin  process 2
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock3 mode 600 level admin  process 3
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock4 mode 600 level admin  process 4
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock5 mode 600 level admin  process 5
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock6 mode 600 level admin  process 6
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock7 mode 600 level admin  process 7
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock8 mode 600 level admin  process 8
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock9 mode 600 level admin  process 9
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock10 mode 600 level admin  process 10
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock11 mode 600 level admin  process 11
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock12 mode 600 level admin  process 12
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock13 mode 600 level admin  process 13
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock14 mode 600 level admin  process 14
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock15 mode 600 level admin  process 15
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock16 mode 600 level admin  process 16
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock17 mode 600 level admin  process 17
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock18 mode 600 level admin  process 18
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock19 mode 600 level admin  process 19
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock20 mode 600 level admin  process 20
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock21 mode 600 level admin  process 21
stats socket /var/lib/haproxy/haproxy.sock22 mode 600 level admin  process 22