MySQL高阶讲座之：`MySQL`集群的`Load Balancer`：`HAProxy`与`LVS`的选型与配置。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷们，晚上好！我是老码农，今天给大家带来的MySQL高阶讲座，主题是“MySQL集群的Load Balancer：HAProxy与LVS的选型与配置”。别怕，虽然是高阶，但保证通俗易懂，让大家听完都能回去撸起袖子直接干！

咱们都知道，MySQL单机再牛逼，也有扛不住的时候。为了应对高并发、高可用，搞MySQL集群那是必须的。集群有了，问题也来了，一大堆MySQL服务器，客户端怎么知道该连哪一台？这时候，就需要一个“带路党”，也就是Load Balancer（负载均衡器）。今天就来说说两个常用的带路党：HAProxy和LVS。

第一回合：HAProxy vs LVS，谁是你的菜？

首先，咱们先来个简单的对比，让大家对这两个家伙有个初步的印象。

特性	HAProxy	LVS
工作层次	应用层（HTTP/HTTPS） & 传输层（TCP）	传输层（TCP/UDP）
功能	负载均衡、健康检查、会话保持、HTTP头部修改等	负载均衡、健康检查
性能	相对LVS较低，但足够应对大部分场景	性能极高，尤其擅长处理大规模并发连接
配置复杂度	相对LVS较高，但更灵活可配置	相对LVS较低，但配置灵活性稍差
适用场景	Web应用、API接口等，需要HTTP层面处理的场景	高并发、高吞吐量的TCP/UDP应用，如数据库、缓存等
健康检查方式	HTTP/TCP/SSL等多种方式	TCP/HTTP等方式

简单来说，HAProxy更像一个“万金油”，什么都能干一点，HTTP层面的特性支持得更好。LVS则像一个“肌肉猛男”，专注于TCP/UDP流量的转发，性能是它的强项。

第二回合：HAProxy，小巧玲珑，功能强大

HAProxy，全称High Availability Proxy，听名字就知道它的目标是“高可用”。它是一个开源的、高性能的TCP/HTTP负载均衡器。

1. HAProxy的安装

这个就比较简单了，根据你的系统选择合适的安装方式。比如，在CentOS上：

sudo yum install -y haproxy

或者在Ubuntu上：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y haproxy

2. HAProxy的配置

HAProxy的配置文件是/etc/haproxy/haproxy.cfg。咱们来个简单的配置示例，假设有两台MySQL服务器，IP分别是192.168.1.101和192.168.1.102，端口都是3306。

global
    log         127.0.0.1 local2
    chroot      /var/lib/haproxy
    pidfile     /var/run/haproxy.pid
    maxconn     4000
    user        haproxy
    group       haproxy
    daemon

defaults
    mode        tcp  # 使用TCP模式，因为是MySQL
    log         global
    option      tcplog
    option      dontlognull
    retries     3
    timeout connect  5000
    timeout client  50000
    timeout server  50000

frontend mysql_frontend
    bind *:3306  # 监听所有IP的3306端口
    default_backend mysql_backend # 默认后端服务器组

backend mysql_backend
    balance     roundrobin # 轮询算法
    server  mysql1 192.168.1.101:3306 check inter 2000 rise 2 fall 3 # MySQL服务器1
    server  mysql2 192.168.1.102:3306 check inter 2000 rise 2 fall 3 # MySQL服务器2

global: 全局配置，比如日志、进程ID等。
defaults: 默认配置，比如超时时间、日志等。
frontend: 前端配置，定义HAProxy监听的端口和默认后端服务器组。
backend: 后端配置，定义实际的MySQL服务器，以及负载均衡算法。

配置解释：

mode tcp: 指定使用TCP模式，因为MySQL是基于TCP协议的。
balance roundrobin: 指定使用轮询算法，HAProxy会依次将请求转发给后端服务器。
server mysql1 192.168.1.101:3306 check inter 2000 rise 2 fall 3: 定义一个MySQL服务器，mysql1是服务器的名称，192.168.1.101:3306是服务器的IP地址和端口，check表示开启健康检查，inter 2000表示每2000毫秒检查一次，rise 2表示连续2次健康检查成功才认为服务器恢复正常，fall 3表示连续3次健康检查失败才认为服务器不可用。

3. HAProxy的常用命令

配置好之后，需要重启HAProxy服务：

sudo systemctl restart haproxy

查看HAProxy状态：

sudo systemctl status haproxy

还可以通过HAProxy的统计页面查看服务器的运行状态。需要在配置文件中添加以下内容：

listen stats
    bind *:8080  # 监听8080端口
    mode http
    stats enable
    stats uri /stats  # 统计页面URL
    stats refresh 5s
    stats realm Haproxy Statistics
    stats auth admin:password  # 用户名和密码

然后，重启HAProxy服务，在浏览器中输入http://你的IP:8080/stats，就可以看到HAProxy的统计页面了。

4. HAProxy的高级玩法

会话保持（Session Persistence）: 如果你的应用需要会话保持，可以使用cookie insert指令。例如：

backend mysql_backend
    balance     roundrobin
    cookie      SRV insert indirect nocache  # 插入Cookie
    server  mysql1 192.168.1.101:3306 check inter 2000 rise 2 fall 3 cookie mysql1
    server  mysql2 192.168.1.102:3306 check inter 2000 rise 2 fall 3 cookie mysql2

这样，HAProxy会在客户端的Cookie中插入服务器的信息，下次客户端请求时，HAProxy会根据Cookie将请求转发到同一台服务器。

HTTP Header修改: HAProxy可以修改HTTP头部，比如添加X-Forwarded-For头，方便后端服务器获取客户端的真实IP地址。

frontend web_frontend
    bind *:80
    http-request add-header X-Forwarded-For %[src]
    default_backend web_backend

第三回合：LVS，性能怪兽，简单粗暴

LVS，全称Linux Virtual Server，是Linux内核自带的负载均衡器。它工作在传输层，直接转发TCP/UDP流量，性能非常高。

1. LVS的工作模式

LVS有三种常用的工作模式：

DR（Direct Routing）： 直接路由模式，Real Server直接将响应返回给客户端，性能最高。
NAT（Network Address Translation）： 网络地址转换模式，Real Server的IP地址可以和VIP（Virtual IP）不在同一个网段。
TUN（Tunneling）： 隧道模式，Real Server将响应通过隧道返回给客户端。

咱们这里主要介绍DR模式，因为它性能最好，也是最常用的。

2. LVS的安装

LVS依赖ipvsadm工具进行配置。在CentOS上：

sudo yum install -y ipvsadm

或者在Ubuntu上：

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y ipvsadm

3. LVS的配置

LVS的配置相对HAProxy来说，稍微复杂一些，需要配置VIP、Real Server等。

假设有两台MySQL服务器，IP分别是192.168.1.101和192.168.1.102，端口都是3306。VIP是192.168.1.100。

（1）在LVS服务器上配置VIP

sudo ip addr add 192.168.1.100/32 dev eth0  # 将VIP绑定到网卡eth0上
sudo ip link set dev eth0 arp off
sudo echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_ignore
sudo echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/eth0/arp_announce
sudo echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

（2）在LVS服务器上配置LVS规则

sudo ipvsadm -A -t 192.168.1.100:3306 -s rr  # 添加虚拟服务，使用轮询算法
sudo ipvsadm -a -t 192.168.1.100:3306 -r 192.168.1.101:3306 -g  # 添加Real Server 1，使用DR模式
sudo ipvsadm -a -t 192.168.1.100:3306 -r 192.168.1.102:3306 -g  # 添加Real Server 2，使用DR模式

-A: 添加虚拟服务。
-t: 指定虚拟服务的IP地址和端口。
-s: 指定负载均衡算法，rr表示轮询。
-a: 添加Real Server。
-r: 指定Real Server的IP地址和端口。
-g: 指定使用DR模式。

（3）在Real Server上配置VIP

为了让Real Server能够接收到发往VIP的请求，需要在Real Server上也配置VIP。

sudo ip addr add 192.168.1.100/32 dev lo  # 将VIP绑定到lo（loopback）网卡上
sudo ip link set dev lo arp off
sudo echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
sudo echo 2 > /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce

注意： 一定要在Real Server上禁用ARP响应，否则LVS服务器可能会无法正常工作。

4. LVS的常用命令

查看LVS规则：

sudo ipvsadm -L -n

清空LVS规则：

sudo ipvsadm -C

5. LVS的持久连接

LVS也支持持久连接，可以使用-p参数。例如：

sudo ipvsadm -A -t 192.168.1.100:3306 -s rr -p 3600  # 添加虚拟服务，使用轮询算法，持久连接时间为3600秒
sudo ipvsadm -a -t 192.168.1.100:3306 -r 192.168.1.101:3306 -g
sudo ipvsadm -a -t 192.168.1.100:3306 -r 192.168.1.102:3306 -g

6. Keepalived + LVS，打造高可用集群

LVS本身没有高可用功能，如果LVS服务器宕机，整个集群就挂了。为了解决这个问题，可以使用Keepalived。Keepalived可以监控LVS服务器的状态，并在LVS服务器宕机时，自动将VIP切换到备用LVS服务器上。

Keepalived的配置比较复杂，这里就不详细介绍了，大家可以自行查阅相关资料。

第四回合：选型建议

说了这么多，到底该选哪个呢？我的建议是：

如果你的应用是Web应用、API接口等，需要HTTP层面的处理，或者对配置的灵活性要求较高，那就选择HAProxy。
如果你的应用是高并发、高吞吐量的TCP/UDP应用，比如数据库、缓存等，对性能要求极高，那就选择LVS。

当然，也可以结合使用，比如用HAProxy做Web应用的负载均衡，用LVS做数据库的负载均衡。

总结

HAProxy和LVS都是优秀的负载均衡器，各有优缺点。选择哪个，取决于你的实际需求。希望今天的讲座能帮助大家更好地理解和使用这两个工具，打造高可用、高性能的MySQL集群。

最后，记住一点：没有银弹！ 选择最适合你的，才是最好的。

今天的讲座就到这里，谢谢大家！别忘了点赞收藏哦！咱们下期再见！

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