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[操作系统]详细分析apache httpd反向代理的用法

本文目录:
1 正向代理
2 反向代理
 2.1 简单的反向代理配置
 2.2 负载均衡:后端成员
 2.3 故障转义failover
 2.4 提供负载状态显示页面
 2.5 proxy相关指令
  2.5.1 ProxyPass指令
  2.5.2 ProxyPassMatch指令
  2.5.3 ProxySet指令
  2.5.4 < Proxy >容器
  2.5.5 ProxyStatus指令
  2.5.6 ProxyVia指令
3 健康状况检查模块


代理方式有两种:正向代理和反向代理。

正向代理是为客户端转发请求,各客户端将请求交给正向代理服务器,正向代理服务器再负责转发给服务端,响应时服务端先响应给正向代理服务器,正向代理服务器再转发给对应的客户端。也就是说,正向代理是为局域网内客户端做代理,它扮演的角色类似于NAT。

反向代理是为服务端转发请求,客户端将请求发送至反向代理服务器,反向代理服务器再将请求转发给真正的服务器以处理请求,响应时后端真正的服务器将处理结果发送给反向代理,再由反向代理构建响应并响应给客户端。

1 正向代理

httpd通过ProxyRequests指令配置正向代理的功能。例如:

ProxyRequests OnProxyVia On<Proxy "*"> Require host internal.example.com</Proxy>

其中< Proxy >容器表示的是只有internal.example.com下的主机可以通过该正向代理去访问任意URL的请求内容。ProxyVia指令表示在响应首部中添加一个Via字段。

2 反向代理

为了成为一个"基本的"web server,提供静态和动态内容给最终用户,httpd(以及其他大多数web server)可以扮演反向代理服务器的角色,也就是众所周知的"网关"服务器。

在这种场景下,Httpd自身不生成产出数据,而是从后端服务器中获取数据,这些后端服务器器一般不会和外界网络通信。当httpd从客户端接收到请求,请求被代理到后端服务器组中的其中一个服务器上,该后端服务器处理请求,生成内容并返回内容给httpd server,最后由httpd server生成实际的HTTP响应给客户端。

有无数应该使用反向代理的理由,最常见的是安全、高可用、负载均衡、集中授权/认证。反向代理的布置和架构中,后端服务器(真正处理请求的服务器)和外界完全绝缘并由此受到保护,对于外界客户端来说,当他们需要关心服务器对象是谁时,它们得到的结果总是反向代理服务器,而非后端服务器。

一个典型的实现如下:

2.1 简单的反向代理配置

ProxyPass指令用于映射请求到后端服务器。最简单的代理示例是对所有请求"/"都映射到一个后端服务器上:

ProxyPass "/" "http://www.example.com/"ProxyPassMatch "^/((?i).*\.php)$" "fcgi://127.0.0.1:9000/var/www/a.com/$1"

为了地址重定向时也能正确使用反向代理,应该使用ProxyPassReverse指令。

ProxyPass "/" "http://www.example.com/"ProxyPassReverse "/" "http://www.example.com/"

或者只为特定的URI进行代理,例如下面的配置,只有/images开头的路径才会代理转发,其他的所有请求都在本地处理。

ProxyPass "/images" "http://www.example.com/"ProxyPassReverse "/images" "http://www.example.com/"

假如本地服务器地址为2.2 负载均衡:后端成员

上面的配置中没有添加后端服务器节点,无法享受反向代理的优点。因此,有必要添加后端节点。添加的方法是使用< proxy >容器将后端节点定义成一个负载均衡组,各节点是该组中成员,然后代理目标指向组名即可。

例如:

<Proxy balancer://myset> BalancerMember http://www2.example.com:8080 BalancerMember http://www3.example.com:8080 ProxySet lbmethod=bytraffic</Proxy>ProxyPass "/images/" "balancer://myset/"ProxyPassReverse "/images/" "balancer://myset/"

balancer://myset告诉httpd,它创建了一个负载均衡节点集合,名称为myset,此集合中有两个后端成员。在上面的配置中,任意/images的请求都会代理至2个成员中的一个。ProxySet指令指定myset均衡组使用的均衡算法为bytraffic,即基于I/O流量字节数权重的算法。ProxySet指令设置的是Proxy容器的公共属性

httpd有3种复杂均衡算法:

  • byrequests:默认。基于请求数量计算权重。
  • bytraffic:基于I/O流量大小计算权重。
  • bybusyness:基于挂起的请求(排队暂未处理)数量计算权重。

对于上面的示例,还可以稍加修改,使其支持更多功能。例如添加权重比例,使得某后端节点被转发到的权重是另一节点的3倍,等待后端节点返回数据的超时时间为1秒。

<Proxy balancer://myset> BalancerMember http://www2.example.com:8080 BalancerMember http://www3.example.com:8080 loadfactor=3 timeout=1 ProxySet lbmethod=byrequests</Proxy>ProxyPass "/images" "balancer://myset/"ProxyPassReverse "/images" "balancer://myset/"

2.3 故障转移

还可以再次调整实现故障转移,例如当所有负载节点都失败时,指定一个备份节点(standby node)。参考如下配置:

<Proxy balancer://myset> BalancerMember http://www2.example.com:8080 BalancerMember http://www3.example.com:8080 loadfactor=3 timeout=1 BalancerMember http://hstandby.example.com:8080 status=+H BalancerMember http://bkup1.example.com:8080 lbset=1 BalancerMember http://bkup2.example.com:8080 lbset=1 ProxySet lbmethod=byrequests</Proxy>ProxyPass "/images/" "balancer://myset/"ProxyPassReverse "/images/" "balancer://myset/"

其中成员1、2、4、5是负载节点,成员3是备份节点。当所有负载节点都不健康时,将转发请求给备份节点,并由备份节点处理请求,httpd设置备份节点的方式很简单,只需将状态设置为"H",表示hot-standby。还需注意的是负载节点4、5,它们额外的参数为lbset=1,不写时默认为0,这是负载均衡时的优先级设置,负载均衡时总是先转发给低数值的节点,也就是说或数值越小,优先级越高。所以上面的配置中,当节点1、2正常工作时,只在它们之间进行负载,此时节点4、5处于闲置状态。只有当节点1、2都失败时,才会在节点4、5之间进行负载。

2.4 提供负载状态显示页面

<Location "/bm"> SetHandler balancer-manager Require host localhost Require ip 192.168.100</Location>

然后在浏览器中输入

2.5 proxy相关指令

2.5.1 ProxyPass指令

该指令将远程服务器映射到本地主机上,但本地主机不是真实的服务器,而是远程主机的一个镜像。这个镜像通常称为反向代理服务器或网关。该指令不能用于< Directory >、< Files >容器中,且使用该指令时通常会关闭正向代理,即ProxyRequests=off

语法:

ProxyPass [path] !|url [key=value [key=value ...]]

path参数为本地主机的URL路径,url参数为远程服务器的url一部分,不能包含查询参数。如果第一个参数path尾随了斜线,则url部分也必须尾随斜线,反之亦然。如果该指令封装在< Location >容器中,则第一个参数path可以省略,因为Location中已经指定了URL路径。如果第二个参数为"!",则表示此path不使用反向代理功能。

例如:

<Location "/mirror/foo/"> ProxyPass "http://backend.example.com/foo/"</Location>

当访 >ProxyPass "/mirror/foo/" "http://backend.example.com/foo/"

如果想让某个子目录不进行反向代理,而是在本地处理。可以设置第二个参数为"!"。例如,下面的配置中,/mirror/foo会被代理,但/mirror/foo/i则不会被代理。

ProxyPass "/mirror/foo/i" "!"ProxyPass "/mirror/foo" "http://backend.example.com"

再需要说明的是连接池,httpd会为后端节点创建连接池,httpd会连接连接池中的各个节点。后端节点属性相同的共享一个连接池。后端节点的属性由key=value参数指定。以下是常见的一些属性设置,完整的属性见官方手册。

  • keepalive=Off|On:默认为Off。设置httpd和后端节点之间是否开启长连接,注意,这和web服务的长连接不一样,此处设置的是反向代理服务器和后端节点两者连接,当httpd将请求转发给连接池中的一个节点,并等待返回数据,当数据返回完成后,连接立即关闭,如果开启了长连接,连接暂时不关闭,只有等待均衡算法下次轮到该节点时才会再使用该连接。通常只有在httpd和后端节点间使用了防火墙时才设置为On。
  • lbset=N:默认为0。设置后端节点的优先级。数值N越低的,优先级越高。httpd总是会先尝试优先级高的,只有优先级高的节点不可用时,才一会尝试优先级低的。
  • ping=N:默认为0。设置健康状况检查时间间隔。该ping只能检查是否能ping同对方,也就是检测是否能与对方通信。更多的健康状况检查应该使用mod_proxy_hcheck模块。
  • retry=N:默认为60秒。当检测到后端某节点错误状态(error status)时,将在每N秒后才转发一次请求给该节点。设置为0表示正常转发请求,不用任何等待时间。该属性通常设置用来维护服务器下线然后再上线的情况。
  • status=VALUE:将节点手动置为何种状态。包括以下几种状态,各状态可使用"+"(默认)来赋予属性,使用"-"来取消属性。例如"+H","S-E"。

    • D: 该节点被禁用,不再接受任何请求。
    • S: 该节点处于管理维护的目的被停止。
    • I: 将该节点设置为无视错误(ignore-errors)模式,此模式下httpd将认为该节点可用,总会转发请求给该节点。
    • H: 该节点处于hot-standby模式,该节点只有在其他所有后端节点都失效时才启用。因此,该节点为备份节点。
    • E: 将该节点设置为错误状态(error-state)。
    • N: 将该节点设置为drain模式,该模式只接受已预定粘滞会话的请求sticky session,其他所有请求都会被忽略。
  • timeout=ProxyTimeout:设置httpd等待后端节点返回数据的超时时间。

如果使用了"balancer://",例如前面的balancer://myset,将创建一个虚拟的连接池。虚拟连接池中的各节点可共享部分属性,也可以为每个节点设置上面所说的属性。共享属性使用ProxySet指令设置,常见的包括下面几种:

  • lbmethod=METHOD:设置负载均衡算法。有三种:byrequests(默认)按照请求数量计算均衡节点;bytraffic按照io流量计算均衡节点;bybusyness按照繁忙程度计算计算均衡节点。
  • nofailover=On|Off:默认为off。session不可用时是否转移到其他具有相同session的节点上。如果后端节点不支持session复制,应将此项设置为on。
  • stickysession:设置session粘滞的名称,如JSESSIONID、PHPSESSIONID。

例如:

<Proxy balancer://myset> BalancerMember http://www2.example.com:8080 BalancerMember http://www3.example.com:8080 loadfactor=3 timeout=1 BalancerMember http://hstandby.example.com:8080 status=+H BalancerMember http://bkup1.example.com:8080 lbset=1 BalancerMember http://bkup2.example.com:8080 lbset=1 ProxySet lbmethod=byrequests</Proxy>ProxyRequests offProxyPass "/images/" "balancer://myset/"ProxyPassReverse "/images/" "balancer://myset/"

2.5.2 ProxyPassMatch指令

正则匹配模式的ProxyPass。例如:

ProxyPassMatch "^/(.*\.gif)$" "http://backend.example.com/$1"ProxyPassMatch "^/((?i).*\.php)$" "fcgi://127.0.0.1:9000/var/www/a.com/$1"

唯一需要注意的是,在正则匹配之前,远程url参数必须是能够解析的URL地址。例如下面两条指令,第一条指令将失败,因为在正则解析前,url参数无法解析为正确的URL地址,这是一个bug,可以通过修改正则表达式的分组部分将"/"分离出去,正如下面的第二个指令。

ProxyPassMatch "^(/.*\.gif)$" "http://backend.example.com:8000$1"ProxyPassMatch "^/(.*\.gif)$" "http://backend.example.com:8000/$1"

2.5.3 ProxySet指令

设置Proxy后端节点的属性。通常用来设置共享属性,但也可以设置某一个节点的属性。

例如:

<Proxy "balancer://hotcluster"> BalancerMember "http://www2.example.com:8080" loadfactor=1 BalancerMember "http://www3.example.com:8080" loadfactor=2 ProxySet lbmethod=bytraffic</Proxy>
<Proxy "http://backend"> ProxySet keepalive=On</Proxy>
ProxySet "balancer://foo" lbmethod=bytraffic timeout=15

2.5.4 < Proxy >容器

< Proxy >容器用于封装一组proxy相关指令,这些指令主要用于设置访问权限、负载均衡成员组以及它们的属性。

例如,下面的设置了只有yournetwork.example.com下的主机才能通过该(正向或反向代理)服务器访问任意请求的内容(使用了*进行通配)。

<Proxy "*"> Require host yournetwork.example.com</Proxy>
<Proxy "balancer://hotcluster"> BalancerMember "http://www2.example.com:8080" loadfactor=1 BalancerMember "http://www3.example.com:8080" loadfactor=2 ProxySet lbmethod=bytraffic</Proxy>

2.5.5 ProxyStatus指令

ProxyStatus {on|off|full}决定是否开启server-status中关于proxy的状态信息,默认为off,full是on的同义词。

例如:

ProxyStatus on<Location "/server-status">  SetHandler server-status  Require all granted</Location>

以下是关于proxy相关的状态示例:

  ----------------------------------------------------------------------     Proxy LoadBalancer Status for balancer://myset SSes Timeout Method  - 0  byrequests Sch Host   Stat   Route Redir F Set Acc Wr Rd http 192.168.100.14 Init Ok     1 0 0 0 0  http 192.168.100.15 Init Ok     3 0 0 0 0  http 192.168.100.54 Init Stby Ok    1 0 0 0 0  http 192.168.100.16 Init Ok     1 1 0 0 0  http 192.168.100.21 Init Ok     3 1 0 0 0  ---------------------------------------------------------------------- SSes Sticky session name   Timeout Balancer Timeout    Sch  Connection scheme    Host Backend Hostname    Stat Worker status     Route Session Route     Redir Session Route Redirection  F  Load Balancer Factor   Acc  Number of uses     Wr  Number of bytes transferred Rd  Number of bytes read

2.5.6 ProxyVia指令

是否在响应首部中添加"Via:"字段。可以设置为On/Off等。例如如设置为On时:

[root@xuexi ~]# curl -I >1.1 200 OKDate: Sun, 01 Oct 2017 18:10:17 GMTServer: Apache/2.4.27 (Unix)Last-Modified: Sun, 01 Oct 2017 14:10:48 GMTETag: "29-55a7cd31f2329"Accept-Ranges: bytesContent-Length: 41Content-Type: text/html; charset=UTF-8Via: 1.1 customer.sharktech.net

2.6 ProxyPass指令的排序和共享问题

ProxyPass指令有个需要注意的问题,在匹配生效时,最先被匹配到的指令立即生效,后面的都将失效。但如果ProxyPass指令放在< Location >容器中时,由于容器中只能放置一个ProxyPass指令(因为path参数一样),此时匹配越精确的越优先。

例如下面的指令,如果将两个ProxyPass指令位置调换,则/mirror/foo/i也仍会被代理。

ProxyPass "/mirror/foo/i" "!"ProxyPass "/mirror/foo" "http://backend.example.com"

可以将它们分别定义到< Location >容器中,这样就无需考虑位置顺序,而是考虑匹配的精确程度,因为Location容器自身有加载顺序优先级。例如,下面的配置是可行的。

<Location "/mirror/foo/"> ProxyPass "http://backend.example.com/"</Location><Location "/mirror/foo/i"> ProxyPass "!"</Location>

还需考虑一个共享的问题。下面两个指令中的url参数各有长短,且第一个url是第二个url的子串。这时第二个ProxyPass的属性部分总是会使用第一个指令的属性。因此/examples/bar的请求被转发到backend.example.com/examples/bar时,它的属性timeout=60而非10。这样的属性共享可以减少创建连接池,相对来说更有效一些。

ProxyPass "/apps" "http://backend.example.com/" timeout=60ProxyPass "/examples" "http://backend.example.com/examples" timeout=10

3 健康状况检查模块

ProxyPass指令自带了ping属性,可用于简单判断后端节点是否健康,只要Ping能通信就认为是健康的。但显然,对于Http服务来说,健康的指标并不能简单地通过它来判断。例如,检测某个页面是否正常、是否允许某方法等。因此,httpd提供了一个专门的健康状况检查模块mod_proxy_hcheck用于个性化订制检查指标。

检查指标也即检查方法有以下几种,由hcmethod指定:

  • TCP:检查是否能与后端节点建立TCP套接字,这就是问对方"你还活着吗"。
  • OPTIONS:发送一个HTTP OPTIONS请求给后端节点。
  • HEAD:发送一个HTTP HEAD请求给后端节点。
  • GET:发送一个HTTP GET请求给后端节点。

该健康状况检查模块认为,只要HTTP方法的检查指标返回2xx或3xx状态码都认为是健康的。

指定了检查方法后,还需订制检查的细节,例如检查的时间间隔。包括以下几项:

  • hcinterval:默认为30秒。发送检查的时间间隔,单位为秒。
  • hcuri:健康检查时,追加在URL后的URI。通常用于GET检查方法。
  • hcpasses:默认为1。表示只有检查了N次后都是通过的,才认为该节点是健康的可再次启用。
  • hcfails:默认为1。表示只有检查了N次后都是失败的,才认为该节点已经不健康,于是禁止使用该节点。

例如,以下是几个健康检查的配置示例:

<Proxy balancer://foo> BalancerMember http://www.example.com/ hcmethod=GET hcuri=/status.php BalancerMember http://www1.example.com/ hcmethod=TCP hcinterval=5 hcpasses=2 hcfails=3 BalancerMember http://www2.example.com/</Proxy>ProxyPass "/" "balancer://foo"ProxyPassReverse "/" "balancer://foo"

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