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HAProxy 最佳实践

本文介绍 HAProxy 在 TiDB 中的最佳配置和使用方法。HAProxy 提供 TCP 协议下的负载均衡能力,TiDB 客户端通过连接 HAProxy 提供的浮动 IP 即可对数据进行操作,实现 TiDB Server 层的负载均衡。

HAProxy 简介

HAProxy 是由 C 语言编写的自由开放源码的软件,为基于 TCP 和 HTTP 协议的应用程序提供高可用性、负载均衡和代理服务。因为 HAProxy 能够快速、高效使用 CPU 和内存,所以目前使用非常广泛,许多知名网站诸如 GitHub、Bitbucket、Stack Overflow、Reddit、Tumblr、Twitter 和 Tuenti 以及亚马逊网络服务系统都在使用 HAProxy。

HAProxy 由 Linux 内核的核心贡献者 Willy Tarreau 于 2000 年编写,他现在仍然负责该项目的维护,并在开源社区免费提供版本迭代。最新的稳定版本 2.0.0 于 2019 年 8 月 16 日发布,带来更多优秀的特性。

HAProxy 部分核心功能介绍

  • 高可用性:HAProxy 提供优雅关闭服务和无缝切换的高可用功能;
  • 负载均衡:L4(TCP)和 L7(HTTP)负载均衡模式,至少 9 类均衡算法,比如 roundrobin,leastconn,random 等;
  • 健康检查:对 HAProxy 配置的 HTTP 或者 TCP 模式状态进行检查;
  • 会话保持:在应用程序没有提供会话保持功能的情况下,HAProxy 可以提供该项功能;
  • SSL:支持 HTTPS 通信和解析;
  • 监控与统计:通过 web 页面可以实时监控服务状态以及具体的流量信息。

准备环境

在部署 HAProxy 之前,需准备好以下环境。

硬件要求

根据官方文档,对 HAProxy 的服务器硬件配置有以下建议,也可以根据负载均衡环境进行推算,在此基础上提高服务器配置。

硬件资源 最低配置
CPU 2 核,3.5 GHz
内存 16 GB
存储容量 50 GB(SATA 盘)
网卡 万兆网卡

依赖软件

根据官方文档,对操作系统和依赖包有以下建议,如果通过 yum 源部署安装 HAProxy 软件,依赖包无需单独安装。

操作系统

  • Linux 2.4 操作系统,支持 x86、x86_64、Alpha、SPARC、MIPS 和 PA-RISC 架构。
  • Linux 2.6 或 3.x 操作系统,支持 x86、x86_64、ARM、SPARC 和 PPC64 架构。
  • Solaris 8 或 9 操作系统,支持 UltraSPARC II 和 UltraSPARC III 架构。
  • Solaris 10 操作系统,支持 Opteron 和 UltraSPARC 架构。
  • FreeBSD 4.10~10 操作系统,支持 x86 架构。
  • OpenBSD 3.1 及以上版本操作系统,支持 i386、AMD64、macppc、Alpha 和 SPARC64 架构。
  • AIX 5.1~5.3 操作系统,支持 Power™ 架构。

依赖包

  • epel-release
  • gcc
  • systemd-devel
yum -y install epel-release gcc systemd-devel

部署 HAProxy

HAProxy 配置 Database 负载均衡场景操作简单,以下部署操作具有普遍性,不具有特殊性,建议根据实际场景,个性化配置相关的配置文件。

HAProxy 在 TiDB 中的使用方法

安装 HAProxy

  1. 使用 yum 安装 HAProxy

    yum -y install haproxy
  2. 验证 HAProxy 安装是否成功

    which haproxy

HAProxy 命令介绍

haproxy --help
参数 描述
-v 显示简略的版本信息
-vv 显示详细的版本信息
-d debug 模式开启
-db 仅禁止后台模式
-dM [<byte>] 执行分配内存
-V 启动过程显示配置和轮询信息
-D 开启守护进程模式
-C <dir> 在加载配置文件之前更改目录位置
-W 主从模式
-q 静默模式,不输出信息
-c 只检查配置文件并在尝试绑定之前退出
-n 设置最大总连接数为 2000
-m 限制最大可用内存(单位:MB)
-N 设置单点最大连接数,默认为 2000
-L 本地实例对等名称
-p 将 HAProxy 所有子进程的 PID 信息写入该文件
-de 禁止使用 speculative epoll,epoll 仅在 Linux 2.6 和某些定制的 Linux 2.4 系统上可用。
-dp 禁止使用 epoll,epoll 仅在 Linux 2.6 和某些定制的 Linux 2.4 系统上可用。
-dS 禁止使用 speculative epoll,epoll 仅在 Linux 2.6 和某些定制的 Linux 2.4 系统上可用。
-dR 禁止使用 SO_REUSEPORT
-dr 忽略服务器地址解析失败
-dV 禁止在服务器端使用 SSL
-sf/-st <unix_socket> 在启动后,在 pidlist 中发送 FINISH 信号给 PID。收到此信号的进程将等待所有会话在退出之前完成,即优雅停止服务。此选项必须最后指定,后跟任意数量的 PID,SIGTTOU 和 SIGUSR1 都被发送。
-x <unix_socket>,[<bind options>…] 获取 socket 信息
-S <unix_socket>,[<bind options>…] 分配新的 socket

配置 HAProxy

yum 安装过程中会生成配置模版,你也可以根据实际场景自定义配置如下配置项。

global                                     # 全局配置
   log         127.0.0.1 local2            # 定义全局的 syslog 服务器,最多可以定义两个
   chroot      /var/lib/haproxy            # 将当前目录为指定目录,设置超级用户权限启动进程,提高安全性
   pidfile     /var/run/haproxy.pid        # 将 HAProxy 进程写入 PID 文件
   maxconn     4000                        # 设置每个 HAProxy 进程锁接受的最大并发连接数
   user        haproxy                     # 同 uid 参数,使用是用户名
   group       haproxy                     # 同 gid 参数,建议专用用户组
   nbproc      40                          # 启动多个进程来转发请求,需要调整到足够大的值来保证 HAProxy 本身不会成为瓶颈
   daemon                                  # 让 HAProxy 以守护进程的方式工作于后台,等同于“-D”选项的功能。当然,也可以在命令行中用“-db”选项将其禁用。
   stats socket /var/lib/haproxy/stats     # 定义统计信息保存位置

defaults                                   # 默认配置
   log global                              # 日志继承全局配置段的设置
   retries 2                               # 向上游服务器尝试连接的最大次数,超过此值就认为后端服务器不可用
   timeout connect  2s                     # HAProxy 与后端服务器连接超时时间,如果在同一个局域网内可设置成较短的时间
   timeout client 30000s                   # 定义客户端与 HAProxy 连接后,数据传输完毕,不再有数据传输,即非活动连接的超时时间
   timeout server 30000s                   # 定义 HAProxy 与上游服务器非活动连接的超时时间

listen admin_stats                         # frontend 和 backend 的组合体,监控组的名称,按需自定义名称
   bind 0.0.0.0:8080                       # 配置监听端口
   mode http                               # 配置监控运行的模式,此处为 `http` 模式
   option httplog                          # 表示开始启用记录 HTTP 请求的日志功能
   maxconn 10                              # 最大并发连接数
   stats refresh 30s                       # 配置每隔 30 秒自动刷新监控页面
   stats uri /haproxy                      # 配置监控页面的 URL
   stats realm HAProxy                     # 配置监控页面的提示信息
   stats auth admin:pingcap123             # 配置监控页面的用户和密码 admin,可以设置多个用户名
   stats hide-version                      # 配置隐藏统计页面上的 HAProxy 版本信息
   stats  admin if TRUE                    # 配置手工启用/禁用,后端服务器(HAProxy-1.4.9 以后版本)

listen tidb-cluster                        # 配置 database 负载均衡
   bind 0.0.0.0:3390                       # 配置浮动 IP 和 监听端口
   mode tcp                                # HAProxy 中要使用第四层的应用层
   balance leastconn                       # 连接数最少的服务器优先接收连接。`leastconn` 建议用于长会话服务,例如 LDAP、SQL、TSE 等,而不是短会话协议,如 HTTP。该算法是动态的,对于实例启动慢的服务器,权重会在运行中作调整。
   server tidb-1 10.9.18.229:4000 check inter 2000 rise 2 fall 3       # 检测 4000 端口,检测频率为 2000 毫秒。如果检测出 2 次正常就认定机器已恢复正常使用,如果检测出 3 次失败便认定该服务器不可用。
   server tidb-2 10.9.39.208:4000 check inter 2000 rise 2 fall 3
   server tidb-3 10.9.64.166:4000 check inter 2000 rise 2 fall 3

使用 systemd 启动 HAProxy

  • 方法一:执行 haproxy

    haproxy -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
  • 方法二:使用 systemd 启动 HAProxy,默认读取 /etc/haproxy/haproxy.cfg(推荐)

    systemctl start haproxy.service

使用 systemd 停止 HAProxy

  • 方法一:执行 kill -9

    ps -ef | grep haproxy

    终止 HAProxy 相关的 PID 进程:

    kill -9 ${haproxy.pid}
  • 方法二:使用 systemd 停止 HAProxy

    systemctl stop haproxy.service
"HAProxy 最佳实践" 更新于 Oct 9 2019: reference/best-practices: update HAProxy doc (#1920) (7bf58e2)
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