HAProxy负载均衡：深入理解原理和基本概念

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，适用于负载特大的web站点，这些站点通常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地整合进您当前的架构中，同时可以保护您的web服务器不被暴露到网络上。
HAProxy支持两种主要的代理模式：TCP（四层）和HTTP（七层）。在四层模式下，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。在七层模式下，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”。
四层和七层负载均衡的区别在于，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。
而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”。比如，对于Web服务器的负载均衡，七层负载均衡器不但可以根据“IP+端口”的方式进行负载分流，还可以根据网站的URL、访问域名、浏览器类别、语言等决定负载均衡的策略。
HAProxy与LVS的异同如下：

1. LVS是基于Linux操作系统实现的一种软负载均衡，而HAProxy是基于第三应用实现的软负载均衡。
2. LVS是基于四层的IP负载均衡技术，而HAProxy是基于四层和七层技术、可提供TCP和HTTP应用的负载均衡综合解决方案。
3. LVS工作在ISO模型的第四层，因此其状态监测功能单一，而HAProxy在状态监测方面功能强大，可支持端口、URL、脚本等多种状态检测方式。
4. HAProxy虽然功能强大，但是整体处理性能低于四层模式的LVS负载均衡，而LVS拥有接近硬件设备的网络吞吐和连接负载能力。
   除了实现均衡负载外，HAProxy还可以做到访问重定向、读写分离等。它可以结合上一节的keepalive或者下一节的pacemaker,coresync实现高可用。适应于电商这种多台服务器进行反向代理，利用此模式进行高可用和均衡访问，保证安全性和合理分配资源。
   HAProxy的优点如下：
5. 支持两种代理模式：TCP（四层）和HTTP（七层），支持虚拟主机；
6. 支持Session的保持和Cookie的引导；同时支持通过获取指定的url来检测后端服务器的状态；能够补充Nginx的一些缺点；
7. HAProxy跟LVS类似，本身就只是一款负载均衡软件；单纯从效率上来讲HAProxy会比Nginx有更出色的负载均衡速度，在并发处理上也是优于Nginx的；
8. HAProxy可以对Mysql进行负载均衡,对后端的DB节点进行检测和负载均衡；
9. HAProxy负载均衡策略非常多,比如:动态加权轮循(Dynamic Round Robin),加权源地址哈希(Weighted Source Hash),加权URL哈希和加权参数哈希(Weighted Parameter Hash)；
10. 免费开源,稳定性也是非常好,可以与LVS相媲美；
11. 自带强大的监控服务器状态的页面,实际环境中我们结合Nagios进行