haproxy调度算法详解一

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。

haproxy基于socat动态调整权重

socat是linux下的一个多功能网络工具，socat的主要特点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。
使用echo把命令打印出来，通过管道传送给socat；socat需要添加stdio，以标准io（标准输入输出）的方式接收管道传送过来的指令，把传送过来的指令发送socket文件，socket文件会调用进程处理发送过来的请求；unix socket只能用于本地通讯，不能跨服务器通信

[root@localhost ~]# yum install socat
[root@localhost ~]# echo "help" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock         #查看haproxy的socket帮助信息
[root@localhost ~]# echo "show info" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock    #查看haproxy的状态信息
[root@localhost ~]# echo "disable server yewu-service-80/web1" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock #以动态的方式禁用web1这个后端服务器；指定listen的name及需要禁用的后端服务器的name
[root@localhost ~]# echo "get weight yewu-service-80/web1" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock    #查看后端web1服务器的权重
[root@localhost ~]# echo "set weight yewu-service-80/web1 3" | socat stdio /var/lib/haproxy/haproxy.sock  #修改后端web1服务器的权重为3，只能修改动态算法的权重；静态算法修改权重只能修改配置文件

注：使用命令行修改的信息，只是临时修改，只要重启服务就会失效，所以以配置文件为准。

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。

static-rr静态轮询

static-rr：基于权重的轮询调度，不支持权重的运行时调整及后端服务器慢启动（慢启动是新增加的服务器会逐渐增加请求数，而不会一次性添加流量），其后端主机数量没有限制。

示例：

listen yewu-service-80
 bind 192.168.38.37:80
 mode http
 balance static-rr
 option forwardfor
 server web1 192.168.38.27:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5
 server web2 192.168.38.47:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5

只能通过修改配置文件修改权重，修改完重启服务或者reload

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（TCP连接）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。

示例：

listen yewu-service-80
 bind 192.168.38.37:80
 mode http
 balance first
 option forwardfor
 server web1 192.168.38.27:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5
 server web2 192.168.38.47:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5

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，比如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，不完全等于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（每个listen）最多支持4095个real server，roundrobin为默认调度算法，且支持对real server权重动态调整。

示例：

listen yewu-service-80
 bind 192.168.38.37:80
 mode http
 balance roundrobin           #默认设置，可以不添加
 option forwardfor
 server web1 192.168.38.27:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5
 server web2 192.168.38.47:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5

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。

示例：

listen yewu-service-80
 bind 192.168.38.37:80
 mode http
 balance leastconn
 option forwardfor
 server web1 192.168.38.27:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5
 server web2 192.168.38.47:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5

其他算法

其他部分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，默认为静态即取模方式，但是可以通过hash-type支持的选项更改，后续同一个源地址请求将被转发至同一个后端web服务器，比较适用于session保持/缓存业务等场景。
用户第一次请求会通过hash被分配到一台服务器，第二次请求则也会通过对用户的源地址做hash运算，然后对后端服务器的总权重进行取模，根据取得的模，分配到对应权重的后端服务器，以此实现会话保持（取模的得数是不可能等于总权重的，如果取模的得数等于总权重，则会进1，就会取不到模，所以取模的得数只会小于总权重）。
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，基于服务器总权重的hash数组取模，该hash是静态的即不支持在线调整权重，不支持慢启动，其对后端服务器调度均衡，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，都会因权重发生变化而导致调度结果整体改变，不推荐使用此算法
所谓取模运算，就是计算两个数相除之后的余数，10%7=3, 7%4=3，(2^32-1)%(1+1+2)

一致性hash

haproxy会把用户请求的源地址做hash，并且把hash后的值存放到内存中的一个虚拟表中，虚拟表中记录了一个范围内的hash值所对应的后端服务器；haproxy会根据hash值顺序寻找所对应的主机，当一个后端服务器宕机，haproxy会把代理到宕机服务器的请求顺序重定向到宕机服务器的hash范围后面的主机上。不会影响宕机服务器的hash范围前的请求，只会影响宕机服务器当前hash范围内的请求。 一致性哈希，该hash是动态的，支持在线调整权重，支持慢启动，优点在于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 。

示例：

listen yewu-service-80
 bind 192.168.38.37:80
 mode http
 balance source
 hash-type consistent          #必须添加此项，不添加此项算法将会为取模法，并且不支持动态修改权重
 option forwardfor
 server web1 192.168.38.27:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5
 server web2 192.168.38.47:80 weight 1 check inter 3000 fall 3 rise 5