Installation du répartiteur de charge HAProxy sur CentOS

La traduction de l'article a été préparée en prévision du lancement du cours «Administrateur Linux. Virtualisation et clustering»

La répartition de charge est une solution courante pour le dimensionnement horizontal des applications web sur plusieurs hôtes tout en fournissant aux utilisateurs un point d'accès unique au service. HAProxy est l'un des logiciels de répartition de charge les plus populaires et open source, offrant également une haute disponibilité et des fonctionnalités de proxy.

HAProxy vise à optimiser l'utilisation des ressources, à maximiser le débit, à minimiser le temps de réponse et à éviter la surcharge de chaque ressource individuelle. Il peut être installé sur de nombreuses distributions Linux, telles que CentOS 8, que nous aborderons dans ce guide, ainsi que sur des systèmes Debian 8 et Ubuntu 16.

HAProxy est particulièrement adapté aux sites web à très fort trafic et est donc souvent utilisé pour améliorer la fiabilité et les performances des configurations de services web à plusieurs serveurs. Ce guide décrit les étapes pour configurer HAProxy en tant que répartiteur de charge sur un hôte cloud CentOS 8, qui dirige ensuite le trafic vers vos serveurs web.

Pour obtenir les meilleurs résultats, vous devez disposer d'au moins deux serveurs web et d'un serveur de répartition de charge. Les serveurs web doivent exécuter au moins un service web de base, tel que nginx ou httpd, afin de pouvoir vérifier la répartition de charge entre eux.

Installation de HAProxy sur CentOS 8

Étant donné que HAProxy est une application à code source ouvert en rapide évolution, la distribution disponible dans les dépôts standards de CentOS peut ne pas être la version la plus récente. Pour connaître la version actuelle, exécutez la commande suivante :

sudo yum info haproxy

HAProxy propose toujours trois versions stables : les deux dernières versions prises en charge et une troisième version plus ancienne qui reçoit toujours des mises à jour critiques. Vous pouvez toujours vérifier la dernière version stable sur le site d'HAProxy, puis décider avec quelle version vous souhaitez travailler.

Dans ce guide, nous allons installer la dernière version stable 2.0, qui n'était pas encore disponible dans les dépôts standard au moment de la rédaction du guide. Vous devrez l'installer depuis la source. Mais d'abord, vérifiez si vous remplissez les conditions nécessaires pour télécharger et compiler le programme.

sudo yum install gcc pcre-devel tar make -y

Téléchargez le code source à l'aide de la commande ci-dessous. Vous pouvez vérifier s'il existe une version plus récente disponible sur la page de téléchargement de HAProxy.

wget http://www.haproxy.org/download/2.0/src/haproxy-2.0.7.tar.gz -O ~/haproxy.tar.gz

Une fois le téléchargement terminé, décompressez les fichiers à l'aide de la commande ci-dessous :

tar xzvf ~/haproxy.tar.gz -C ~/

Accédez au répertoire décompressé contenant les sources :

cd ~/haproxy-2.0.7

Ensuite, compilez le programme pour votre système :

make TARGET=linux-glibc

Et enfin, installez HAProxy :

sudo make install

Maintenant, HAProxy est installé, mais certaines manipulations supplémentaires sont nécessaires pour son fonctionnement. Continuons la configuration du logiciel et des services ci-dessous.

Configuration de HAProxy pour votre serveur

Ajoutez maintenant les répertoires suivants et le fichier statistiques pour les entrées de HAProxy :

sudo mkdir -p /etc/haproxy
sudo mkdir -p /var/lib/haproxy 
sudo touch /var/lib/haproxy/stats

Créez un lien symbolique pour les fichiers exécutables, afin que vous puissiez exécuter les commandes HAProxy en tant qu'utilisateur normal :

sudo ln -s /usr/local/sbin/haproxy /usr/sbin/haproxy

Si vous souhaitez ajouter le proxy à votre système en tant que service, copiez le fichier haproxy.init du dossier examples vers votre répertoire /etc/init.d. Modifiez les permissions du fichier pour que le script puisse s'exécuter, puis redémarrez le service systemd :

sudo cp ~/haproxy-2.0.7/examples/haproxy.init /etc/init.d/haproxy
sudo chmod 755 /etc/init.d/haproxy
sudo systemctl daemon-reload

Vous devez également autoriser le service à se redémarrer automatiquement au démarrage du système :

sudo chkconfig haproxy on

Pour plus de commodité, il est également recommandé d'ajouter un nouvel utilisateur pour exécuter HAProxy :

sudo useradd -r haproxy

Après cela, vous pouvez vérifier à nouveau le numéro de la version installée à l'aide de la commande suivante :

haproxy -v
HA-Proxy version 2.0.7 2019/09/27 - https://haproxy.org/

Dans notre cas, la version doit être 2.0.7, comme indiqué dans l'exemple de sortie ci-dessus.

Enfin, le pare-feu sur CentOS 8 est par défaut assez restrictif pour ce projet. Utilisez les commandes suivantes pour autoriser les services nécessaires et recharger le pare-feu :

sudo firewall-cmd --permanent --zone=public --add-service=http
sudo firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=8181/tcp
sudo firewall-cmd --reload

Configuration du répartiteur de charge

La configuration de HAProxy est un processus assez simple. En gros, tout ce que vous devez faire est d'informer HAProxy des connexions qu'il doit écouter et où il doit les retransmettre.

Cela se fait en créant un fichier de configuration /etc/haproxy/haproxy.cfg avec les paramètres définissants. Vous pouvez lire sur les options de configuration HAProxy sur la page de documentation, si vous voulez en savoir plus à ce sujet.

Répartition de charge au niveau de transport (couche 4)

Commençons par une configuration de base. Créez un nouveau fichier de configuration, par exemple, en utilisant vi avec la commande suivante :

sudo vi /etc/haproxy/haproxy.cfg

Ajoutez les sections suivantes au fichier. Remplacez server_name par ce qui doit appeler vos serveurs sur la page de statistiques, et private_ip par les adresses IP privées des serveurs vers lesquels vous souhaitez diriger le trafic web. Vous pouvez vérifier les adresses IP privées sur le tableau de bord UpCloud et sur l'onglet Réseau privé dans le menu Réseau.

global
   log /dev/log local0
   log /dev/log local1 notice
   chroot /var/lib/haproxy
   stats timeout 30s
   user haproxy
   group haproxy
   daemon

defaults
   log global
   mode http
   option httplog
   option dontlognull
   timeout connect 5000
   timeout client 50000
   timeout server 50000

frontend http_front
   bind *:80
   stats uri /haproxy?stats
   default_backend http_back

backend http_back
   balance roundrobin
   server server_name1 private_ip1:80 check
   server server_name2 private_ip2:80 check

Cela définit le répartiteur de charge au niveau de transport (couche 4) avec le nom externe http_front, écoutant le port 80, qui dirige ensuite le trafic vers le backend par défaut nommé http_back. Des statistiques supplémentaires /haproxy?stats se connectent à la page de statistiques à l'adresse indiquée.

Différents algorithmes de répartition de charge.

La spécification des serveurs dans la section backend permet à HAProxy d'utiliser ces serveurs pour la répartition de charge en fonction de l'algorithme de round-robin lorsque c'est possible.

Les algorithmes de répartition de charge sont utilisés pour déterminer quel serveur du backend reçoit chaque connexion. Voici quelques options utiles :

• Roundrobin : chaque serveur est utilisé à son tour selon son poids. C'est l'algorithme le plus fluide et le plus équilibré, lorsque le temps de traitement des serveurs reste uniformément réparti. Cet algorithme est dynamique, ce qui permet d'ajuster le poids du serveur à la volée.
• Leastconn: un serveur avec le nombre de connexions le plus bas est sélectionné. Une itération cyclique est effectuée entre les serveurs ayant la même charge. L'utilisation de cet algorithme est recommandée pour les sessions longues, telles que LDAP, SQL, TSE, etc., mais il n'est pas très adapté pour les sessions courtes comme HTTP.
• Premier : le premier serveur avec des slots disponibles pour se connecter reçoit la connexion. Les serveurs sont choisis de l'identifiant numérique le plus bas au plus élevé, ce qui correspond par défaut à la position du serveur dans le parc. Une fois que le serveur atteint la valeur maxconn, le serveur suivant est utilisé.
• Source : L'adresse IP source est hachée et divisée par le poids total des serveurs en cours d'exécution afin de déterminer quel serveur recevra la demande. Ainsi, la même adresse IP client sera toujours affectée au même serveur, tant que les serveurs restent inchangés.

Configuration de l'équilibrage de charge au niveau de l'application (couche 7)

Une autre possibilité disponible est de configurer l'équilibreur de charge pour fonctionner au niveau de l'application (couche 7), ce qui est utile lorsque des parties de votre application Web sont réparties sur différents hôtes. Cela peut être réalisé en régulant le passage de la connexion, par exemple, selon l'URL.

Ouvrez le fichier de configuration HAProxy avec un éditeur de texte :

sudo vi /etc/haproxy/haproxy.cfg

Ensuite, configurez les segments frontend et backend conformément à l'exemple ci-dessous :

frontend http_front
   bind *:80
   stats uri \/haproxy?stats
   acl url_blog path_beg \/blog
   use_backend blog_back if url_blog
   default_backend http_back

backend http_back
   balance roundrobin
   server server_name1 private_ip1:80 check
   server server_name2 private_ip2:80 check

backend blog_back
   server server_name3 private_ip3:80 check

Le frontend déclare une règle ACL nommée url_blog, qui s'applique à toutes les connexions avec des chemins commençant par \/blog. Use_backend définit que les connexions correspondant à la condition url_blog doivent être traitées par le backend nommé blog_back, tandis que toutes les autres requêtes sont gérées par le backend par défaut.

Du côté backend, la configuration définit deux groupes de serveurs : http_back, comme auparavant, et un nouveau, appelé blog_back, qui traite les connexions avec example.com\/blog.

Après avoir modifié les paramètres, enregistrez le fichier et redémarrez HAProxy avec la commande suivante :

sudo systemctl restart haproxy

Si vous avez reçu des avertissements ou des messages d'erreur lors du démarrage, vérifiez la configuration pour déceler leur présence et assurez-vous d'avoir créé tous les fichiers et dossiers nécessaires, puis réessayez de redémarrer.

Test de la configuration

Lorsque HAProxy est configuré et lancé, ouvrez l'adresse IP publique du serveur d'équilibrage de charge dans votre navigateur et vérifiez si vous vous êtes correctement connecté en arrière-plan. Le paramètre stats uri dans la configuration crée une page de statistiques à l'adresse spécifiée.

http://load_balancer_public_ip/haproxy?stats

Lorsque vous téléchargez la page de statistiques, si tous vos serveurs s'affichent en vert, la configuration a réussi !

La page de statistiques contient des informations utiles pour suivre vos hébergeurs web, y compris le temps de fonctionnement/d'arrêt et le nombre de sessions. Si un serveur est marqué en rouge, assurez-vous qu'il est allumé et que vous pouvez le pinger depuis la machine d'équilibrage de charge.

Si votre équilibrage de charge ne répond pas, assurez-vous que les connexions HTTP ne sont pas bloquées par le pare-feu. Vérifiez également que HAProxy fonctionne à l'aide de la commande ci-dessous :

sudo systemctl status haproxy

Protection de la page de statistiques par mot de passe

Cependant, si la page de statistiques est simplement indiquée dans le frontend, elle est ouverte à tous, ce qui peut ne pas être une très bonne idée. Au lieu de cela, vous pouvez lui attribuer son propre numéro de port en ajoutant l'exemple ci-dessous à la fin de votre fichier haproxy.cfg. Remplacez username et password par quelque chose de sécurisé :

listen stats
   bind *:8181
   stats enable
   stats uri /
   stats realm Haproxy Statistics
   stats auth username:password

Après avoir ajouté le nouveau groupe d'écoute, supprimez l'ancienne référence à stats uri du groupe frontend. Lorsque vous avez terminé, enregistrez le fichier et redémarrez HAProxy.

sudo systemctl restart haproxy

Ensuite, rouvrez l'équilibrage de charge avec le nouveau numéro de port et connectez-vous avec le nom d'utilisateur et le mot de passe que vous avez indiqués dans le fichier de configuration.

http://load_balancer_public_ip:8181

Assurez-vous que tous vos serveurs s'affichent toujours en vert, puis ouvrez uniquement l'IP de l'équilibrage de charge sans aucun numéro de port dans votre navigateur.

http://load_balancer_public_ip/

Si vos serveurs internes présentent une certaine variété de pages cibles, vous remarquerez qu'à chaque fois que vous rechargez la page, vous recevez une réponse d'un autre hôte. Vous pouvez essayer différents algorithmes de répartition dans la section de configuration ou consulter la documentation complète.

Conclusion : le répartiteur de charge HAProxy

Félicitations pour la configuration réussie du répartiteur de charge HAProxy ! Même avec une configuration de base, vous pouvez considérablement améliorer la performance et la disponibilité de votre application web. Ce guide n'est qu'une introduction à la répartition de charge avec HAProxy, qui offre bien plus que ce que l'on peut décrire dans un court manuel de configuration. Nous recommandons d'expérimenter avec différentes configurations en utilisant la documentation exhaustive, disponible pour HAProxy, puis de commencer à planifier la répartition de charge pour votre environnement de production.

En utilisant plusieurs hôtes pour protéger votre service web avec une marge de puissance, le répartiteur de charge lui-même peut néanmoins constituer un point de défaillance. Vous pouvez encore améliorer la haute disponibilité en établissant une IP flottante entre plusieurs répartiteurs de charge. Vous pouvez en apprendre davantage à ce sujet dans notre article sur les adresses IP flottantes sur UpCloud.

En savoir plus sur le cours «Administrateur Linux. Virtualisation et clustering»***

Source : habr.com