HAProxy必知必会

什么是HAProxy

HAProxy是一款提供高可用性、负载均衡以及基于TCP和HTTP应用的高性能代理。典型的用于作为MySQL的负载均衡，还可以用于保持Seesion会话的Http应用，甚至还可以用于自定义的API网关。

实现原理

前端 (frontend)

用于定义需要监听的sockets(套接字)以及接受客户端的连接。

控制列表(ACL Access Control Lists)

通过acl定义frontend的请求如何转发给后端的服务器。

后端(backend)

用于定义一组服务器，代理将客户端的请求转发到这些服务器。

健康检查

HAProxy可以定时对后端的服务器进行健康状态检查。

高可用性

HAProxy通过多种策略算法对后端服务进行负载均衡，保证后端服务的高可用性。常见的策略有：

roundrobin 轮询算法，可以支持权重，支持运行时调整权重。
static-rr 基于权重的轮询，不支持运行时调整权重。
leastconn 适用于长连接的会话，将新情求转发至后端连接数最少的服务。
first 顺序算法，按照服务器id最少的负载，最大连接已满，就请求至下一个服务，必须设置maxconn参数，否则无效。
source 将请求的原地址进行hash运算，根据后端服务权重转发指定的服务器。常用与五cookie功能的基于TCP协议的负载均衡。
uri 对问号之前的uri进行hash路由，加上服务器权重，使得同一个uri总是路由到相同的服务器。仅仅用于Http后端服务场景。
uri_param 根据Http GET请求的参数，即问号之后的参数，加上服务器权重进行路由。设置了check_post参数才会检查post请求。
hdr 查找Http Header请求头信息并路由。相当于ACL的hdr函数，请求头不区分大小写。
random 通过一致性hash函数随机到一台服务器，可以同时采用服务器权重。常用于大量后端服务或者添加删除频繁的场景。hash-balance-factor参数可进一步提升在响应时间经常变化场景下的公平性。
rdp-cookie(name) 根据cookie(name)进行哈希，适用于持久化请求，将同一个用户或者同一个session路由到同一台服务器。如果没有cookie，默认采用roundrobin。服务器权重在此场景不起作用。

但HAProxy服务自身的可用性是如何保证的呢？你想想，这么请求都是通过HAProxy负责转发，万一HAProxy挂掉了呢？所以针对HAProxy本身，也是有高可用的需求。常用的方案是使用Keeplived实现。首先设置内网VIP(Virtual IP/Floating IP)，提供对外的服务，Keeplived服务对每一个master和slave进行心跳检测，发现master挂掉了话，会通过ARP协议更新VIP对应的MAC地址。这里有一张图，可以很清晰的了解整个过程。

how floating ip working

高性能

HAProxy是一个单线程，事件驱动，基于优先级调度的高速IO层的非阻塞引擎。它从设计之初就考虑到了数据转发，其架构进行了优化，使其用尽可能少的操作可以快速移动数据。它实现了一个分层模型，在每一个级别提供旁路机制，确保数据除非必要，否则不需要转发到更高的级别。最后发现处理时间的花费，大约85%在内核，15%在HAProxy。

常用配置

代理服务名称的正则表达式为[a-zA-Z0-9-_.:]

为什么选择HAProxy

还有一些其他的选择，比如：

Nginx : 实际上Nginx已经成为第二个事实上标准的Http服务器。
LVS 是工作在Linux内核的第四层网络上，基于包的负载均衡服务。
Varnish是一个智能缓存反向代理，可能是最好的Web应用加速器。

将这些常用的服务进行对比，看看为什么没有选择它们。

特点	Nginx	LVS	Varnish	HAProxy	备注
10K Problem	✓	✓	✓	✓	1w并发
TCP load balancer/TCP Proxy	✗	✓	✗	✓
UDP load balancer	✗	✓	✗	✗
Http load balancer	✓	✗	✓	✓
Https load balancer	✓	✗	✗	✓
Http Server/Web Server	✓	✗	✗	✗
Cache Server/Cache Proxy	✗	✗	✓	✗	缓存代理
Http Reverse Proxy/Gateway	✓	✗	✗	✓	反向代理
Sticky Sessions	✗	—	—	✓	会话保持
load balancing algorithms	4	—	—	9	负载均衡策略
health check	✗	✗	✓	✓	健康检查
Http Proxy	—	—	—	—	正向代理 Squid

HAProxy最佳实践

官方发布了PPT介绍HAProxy主要功能，非常清楚的介绍了HAProxy最佳实践。