第十八週學習內容：haproxy
第十八週作業：
1、簡述四層和七層負載均衡的特點及Haproxy與LVS之間的對比 。
四層負載均衡工作在OSI模型中的四層，即傳輸層。四層負載均衡只能根據報文中目標地址和源地址對請求進行轉發，而無法修改或判斷所請求資源的具體類型，然後經過負載均衡內部的調度算法轉發至要處理請求的服務器。四層負載均衡單純的提供了終端到終端的可靠連接，並將請求轉發至後端，連接至始至終都是同一個。LVS就是很典型的四層負載均衡。
七層負載均衡工作在OSI模型的第七層應用層，所以七層負載均衡可以基於請求的應用層信息進行負載均衡，例如根據請求的資源類型分配到後端服務器，而不再是根據IP和端口選擇。七層負載均衡的功能更豐富更靈活，也能使整個網絡更智能。如上圖所示，在七層負載均衡兩端(面向用戶端和服務器端)的連接都是獨立的。
總之，四層負載均衡就是基於IP+端口實現的，七層負載均衡就是通過應用層資源實現的。
LVS優點：（1）抗負載能力強，因爲是工作在四層之上，沒有流量的產生，這個特點也決定了其性能是最強的，對內存和cpu資源消耗比較低。（2）工作穩定，因其本身抗負載能力很強，自身有完整的雙機熱備方案，如LVS+Keepalived等。（3）應用範圍比較廣，因爲LVS工作在四層，所以它幾乎可以對所有應用做負載均衡。
LVS缺點：（1）不支持正則表達式。（2）面對大型應用，排錯困難。
HAproxy優點：（1）支持兩種代理模式：TCP（四層）和HTTP（七層），支持虛擬主機。（2）負載均衡策略比較多。（3）支持會話保持，Cookie引導，同時支持通過獲取指定的url來檢測後端服務器的狀態。
HAproxy缺點：（1）性能不及LVS。（2）多進程模式支持不夠好。
2、簡述Haproxy常見的負載均衡調度算法及應用場景詳解 。
準備實驗環境：一臺主機xiaomao1運行HAproxy，後端兩臺主機xiaomao2和xiaomao3運行httpd，提供簡單的web服務。
HAproxy安裝完成後核心程序是/usr/sbin/haproxy，主配置文件是/etc/haproxy/haproxy.cfg。
主配置文件分成兩部分：全局配置和代理配置。前者用來描述程序自身的運行參數，安全參數，性能參數等，後者包含了defaults，frontend，backend，listen四塊配置內容。其中frontend用來定義前端，即面向客戶的配置；banckend用來定義後端，即面向真實服務器的配置，在frontend中可以調用backend；listen是可以在一個配置中包含前端和後端，以上三種配置有些參數是公用的，就可以在defaults段中定義了。
先定義前端：frontend+名字，給前端起一個名字，haproxy的所有配置都需要起名字；bind表示綁定的端口，也就是監聽的端口；default_backend+名字，表示調用的後端的主機
再定義後端：backend+名字，爲後端起一個名字；server表示後端主機的真實地址，當然也要有一個名字；balance表示調度算法，這裏是最基礎的調度算法，輪詢。
這樣最簡單的haproxy配置就完成了，可以啓動服務實驗了。
加權輪詢：balance還是選擇roundrobin，在server後加上weight+權重。
靜態輪詢（static-rr）：輪詢的靜態版，不支持權重運行時調整，也不支持慢啓動，優勢在於對後端服務器的數量無限制，而普通的輪詢最多支持4095個。
最少連接（leastconn）：計算後端負載，分配給負載最小的，也可以加上權重。
first：表示按順序依次把服務器打滿，只有在某些特殊環境下才會使用。
源地址哈希（source）：工作原理和lvs、nginx的源地址哈希輪詢規則一樣，只是要靠hash-type參數來設定具體的哈希方式，consistent是一致性哈希，map-based是取模法。在需要保持會話的情況下，可以使用。
uri：綁定uri，特別能提高緩存命中率，童謠可以由hash-type參數調整哈希算法。
url-param：通過url中的某個參數進行調度，只要這個參數相同就會被調往同一臺服務器，這個參數必須跟在配置命令之後。
hdr：根據首部名稱進行調度，首部名稱必須跟在配置命令之後，也有hash-type可調。
3、通過Haproxy的ACL規劃實現智能負載均衡，並簡述tcp、http、health的配置示例。
ACL：訪問控制列表，此爲haproxy的核心組件，功能十分強大。基本格式：acl+名字+檢查項+[標記]+[條件判斷]+[值]，比如acl xiaomao src 10.0.0.8，表示抓取或叫匹配源地址爲10.0.0.8的數據包。
值：有布爾型、整數、IP地址、字符串、正則表達式、十六進制數據塊等。
標記：有-i忽略大小寫；-n禁止主機名反解；-u不可重名，默認是可以的，重名的acl做或運算；--表示結束標記位。
條件難斷：有eq，ge，gt，le，lt，exact match，substring match，prefix match，suffix match等。
檢查項：有dst，目標地址；dst-port，目標端口；src，源地址；src-port，源端口；dst-conn，目標套接字連接數量；path，相對路徑，在path下還有許多變種，path-beg表示前綴匹配，path-end表示後綴匹配，path-sub表示子串匹配等；url，匹配url，也有各種變種；hdr，請求報文的指定首部等。
當定義好ACL，可以調用他們了，調用相關的指令有use_bakcend+後端名字+if或unless+ACL名字，表示僅當匹配到此ACL才啓用此後端；block+if或unless+ACL名字，表示組織匹配到的報文；http_request+allow或deny+if或unless+ACL名字表示基於7層的訪問控制；tcp_request+allow或deny+if或unless+ACL名字表示基於4層的訪問控制。
上面的例子，在配置段中添加上ACL和訪問控制列表就可以阻止某臺設備的訪問。
haproxy的工作模式：tcp：基於layer4實現代理；可代理mysql, pgsql, ssh, ssl等協議；http：僅當代理的協議爲http時使用；health：只做健康狀態檢查。默認是tcp，但如果使用編譯好的包進行安裝，會發現在default段的默認配置中把工作模式又定義成爲了http。
4、LNMT實現動靜分離實戰。
準備實驗環境：一臺主機xiaomao1運行HAproxy，後端兩臺主機xiaomao2和xiaomao3，一臺運行httpd提供靜態web服務，一臺運行httpd-php提供動態web服務。
配置HAproxy配置文件
重啓服務後可以測試
動靜分離實現，生產環境中一般動和靜的後端都將多部署幾臺主機，並做合理的調度算法，在測試環境下就是用一臺設備代替了。