HAProxy负载均衡——掌握原理和基本概念

一、HAProxy简介

1、什么是HAProxy？

HAProxy 是一款提供高可用性、负载均衡以及基于TCP（第四层）和HTTP（第七层）应用的代理软件（负载均衡器），支持虚拟主机，它是免费、快速并且可靠的一种解决方案。 HAProxy特别适用于那些负载特大的web站点，这些站点通常又需要会话保持或七层处理。HAProxy运行在时下的硬件上，完全可以支持数以万计的 并发连接。并且它的运行模式使得它可以很简单安全的整合进您当前的架构中， 同时可以保护你的web服务器不被暴露到网络上。

2、HAProxy支持两种主要的代理模式

TCP 即4层 （大多用于邮件服务器、内部协议通信服务器等），在4层模式下，HAProxy仅在客户端和服务器之间转发双向流量。

• 它主要是通过分析IP层及TCP/UDP层的流量实现的基于IP加端口的负载均衡。
  * 仅建立一次TCP连接。

HTTP 即7层模式，HAProxy会分析协议，并且能通过允许、拒绝、交换、增加、修改或删除请求 (request)或者回应(response)里指定内容来控制协议， 七层负载均衡器可以根据报文内容，再配合负载均衡算法来选择后端服务器，因此也称为“内容交换器”。

• 负载均衡器与客户端及后端的服务器会分别建立一次TCP连接

七层负载均衡对负载均衡设备的要求更高，而七层负载均衡的处理能力也必然低于四层模式的负载均衡。

3、四层和七层负载均衡的区别

所谓的四层就是ISO参考模型中的第四层。四层负载均衡也称为四层交换机，它主要是通过分析IP层及TCP/UDP层的流量实现的基于IP加端口的负载均衡。常见的基于四层的负载均衡器有LVS、F5等。
以常见的TCP应用为例，负载均衡器在接收到第一个来自客户端的SYN请求时，会通过设定的负载均衡算法选择一个最佳的后端服务器，同时将报文中目标IP地址修改为后端服务器IP，然后直接转发给该后端服务器，这样一个负载均衡请求就完成了。从这个过程来看，一个TCP连接是客户端和服务器直接建立的，而负载均衡器只不过完成了一个类似路由器的转发动作。在某些负载均衡策略中，为保证后端服务器返回的报文可以正确传递给负载均衡器，在转发报文的同时可能还会对报文原来的源地址进行修改。整个过程下图所示。
同理，七层负载均衡器也称为七层交换机，位于OSI的最高层，即应用层，此时负载均衡器支持多种应用协议，常见的有HTTP、FTP、SMTP等。七层负载均衡器