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HAProxy调度算法

HAProxy通过固定参数 balance 指明对后端服务器的调度算法,该参数可以配置在listen或backend选项中。

HAProxy的调度算法分为静态和动态调度算法,但是有些算法可以根据参数在静态和动态算法中相互转换。

官方文档:http://cbonte.github.io/haproxy-dconv/2.1/configuration.html#4-balance

静态算法

静态算法:按照事先定义好的规则轮询公平调度,不关心后端服务器的当前负载、链接数和响应速度等,且无法实时修改权重,只能靠重启HAProxy生效。

可以利用 socat工具对服务器动态权重和其它状态的调整,Socat 是 Linux 下的一个多功能的网络工具,名字来由是Socket CAT,Socat 的主要特点就是在两个数据流之间建立通道,且支持众多协议和链接方式。如 IP、TCP、 UDP、IPv6、Socket文件等

范例:利用工具socat 对服务器动态权重调整

static-rr

static-rr:基于权重的轮询调度,不支持权重的运行时利用socat进行动态调整及后端服务器慢启动,其后端主机数量没有限制,相当于LVS中的 wrr

first

first:根据服务器在列表中的位置,自上而下进行调度,但是其只会当第一台服务器的连接数达到上限,新请求才会分配给下一台服务,因此会忽略服务器的权重设置,此方式使用较少

测试访问效果

动态算法

动态算法:基于后端服务器状态进行调度适当调整,优先调度至当前负载较低的服务器,且权重可以在haproxy运行时动态调整无需重启。

roundrobin

roundrobin:基于权重的轮询动态调度算法,支持权重的运行时调整,不同于lvs中的rr轮训模式,HAProxy中的roundrobin支持慢启动(新加的服务器会逐渐增加转发数),其每个后端backend中最多支持4095个real server,支持对real server权重动态调整,roundrobin为默认调度算法

支持动态调整权重:

leastconn

leastconn加权的最少连接的动态,支持权重的运行时调整和慢启动,即当前后端服务器连接最少的优先调度(新客户端连接),比较适合长连接的场景使用,比如:MySQL等场景。

random

在1.9版本开始增加一个叫做random的负载平衡算法,其基于随机数作为一致性hash的key,随机负载平衡对于大型服务器场或经常添加或删除服务器非常有用,支持weight的动态调整,weight较大的主机有更大概率获取新请求

random配置实例

其他算法

其它算法即可作为静态算法,又可以通过选项成为动态算法

source

源地址hash,基于用户源地址hash并将请求转发到后端服务器,后续同一个源地址请求将被转发至同一个后端web服务器。此方式当后端服务器数据量发生变化时,会导致很多用户的请求转发至新的后端服务器,默认为静态方式,但是可以通过hash-type支持的选项更改

这个算法一般是在不插入Cookie的TCP模式下使用,也可给拒绝会话cookie的客户提供最好的会话粘性,适用于session会话保持但不支持cookie和缓存的场景

源地址有两种转发客户端请求到后端服务器的服务器选取计算方式,分别是取模法和一致性hash

map-base取模法

map-based:取模法,对source地址进行hash计算,再基于服务器总权重的取模,最终结果决定将此请求转发至对应的后端服务器。此方法是静态的,即不支持在线调整权重,不支持慢启动,可实现对后端服务器均衡调度。缺点是当服务器的总权重发生变化时,即有服务器上线或下线,都会因总权重发生变化而导致调度结果整体改变,hash-type 指定的默认值为此算法

取模法配置示例:

一致性hash

一致性哈希,当服务器的总权重发生变化时,对调度结果影响是局部的,不会引起大的变动,hash(o)mod n ,该hash算法是动态的,支持使用 socat等工具进行在线权重调整,支持慢启动

算法:

hash环偏斜问题

hash对象

Hash对象到后端服务器的映射关系:

Haproxy-调度算法详解插图

一致性hash示意图

后端服务器在线与离线的调度方式

Haproxy-调度算法详解插图(1)
Haproxy-调度算法详解插图(2)

一致性hash配置示例

uri

基于对用户请求的URI的左半部分或整个uri做hash,再将hash结果对总权重进行取模后,根据最终结果将请求转发到后端指定服务器,适用于后端是缓存服务器场景,默认是静态,也可以通过hash-type指定map-based和consistent,来定义使用取模法还是一致性hash。

注意:此算法是应用层,所有只支持 mode http ,不支持 mode tcp

Haproxy-调度算法详解插图(3)

uri 取模法配置示例

uri 一致性hash配置示例

访问测试

访问不同的uri,确认可以将用户同样的请求转发至相同的服务器

url_param

url_param对用户请求的url中的 params 部分中的一个参数key对应的value值作hash计算,并由服务器总权重相除以后派发至某挑出的服务器;通常用于追踪用户,以确保来自同一个用户的请求始终发往同一个real server,如果无没key,将按roundrobin算法

url_param取模法配置示例

url_param一致性hash配置示例

测试访问

hdr

针对用户每个http头部(header)请求中的指定信息做hash,此处由 name 指定的http首部将会被取出并做hash计算,然后由服务器总权重取模以后派发至某挑出的服务器,如无有效的值,则会使用默认的轮询调度。

hdr取模法配置示例

一致性hash配置示例

测试访问

rdp-cookie

rdp-cookie对远windows远程桌面的负载,使用cookie保持会话,默认是静态,也可以通过hash-type指定map-based和consistent,来定义使用取模法还是一致性hash。

rdp-cookie取模法配置示例

rdp-cookie一致性hash配置示例

Haproxy-调度算法详解插图(4)
Haproxy-调度算法详解插图(5)

基于iptables实现RDP协议转发

必须开启ip转发功能:net.ipv4.ip_forward = 1

在windows 可以看到以下信息

Haproxy-调度算法详解插图(6)

算法总结

各算法使用场景

本文链接:http://www.yunweipai.com/35268.html

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