反向代理与负载均衡

Apache 的 mod_proxy 模块提供了强大的反向代理和负载均衡功能，可以将请求转发到后端服务器。

1. mod_proxy 架构

1.1 模块组成

模块	功能
`mod_proxy`	代理核心框架
`mod_proxy_http`	HTTP/HTTPS 代理
`mod_proxy_fcgi`	FastCGI 代理
`mod_proxy_wstunnel`	WebSocket 代理
`mod_proxy_balancer`	负载均衡
`mod_proxy_connect`	CONNECT 方法代理
`mod_proxy_ajp`	AJP 协议代理
`mod_proxy_hcheck`	健康检查

1.2 启用模块

# Debian/Ubuntu
sudo a2enmod proxy
sudo a2enmod proxy_http
sudo a2enmod proxy_balancer
sudo a2enmod proxy_wstunnel
sudo a2enmod lbmethod_byrequests
sudo a2enmod lbmethod_bytraffic
sudo a2enmod lbmethod_bybusyness
sudo a2enmod slotmem_shm
sudo a2enmod proxy_hcheck
sudo systemctl reload apache2

2. 基本反向代理

2.1 简单配置

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    # 启用代理
    ProxyPreserveHost On
    ProxyPass / http://localhost:8080/
    ProxyPassReverse / http://localhost:8080/
</VirtualHost>

2.2 路径代理

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    DocumentRoot /var/www/html
    
    # 主站
    # /var/www/html 中的静态文件
    
    # API 代理到后端
    ProxyPass /api http://localhost:3000/api
    ProxyPassReverse /api http://localhost:3000/api
    
    # 管理后台代理
    ProxyPass /admin http://localhost:8080/admin
    ProxyPassReverse /admin http://localhost:8080/admin
    
    # 静态资源不代理
    ProxyPass /static !
</VirtualHost>

2.3 Location 块代理

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    <Location "/app">
        ProxyPass http://localhost:8080/
        ProxyPassReverse http://localhost:8080/
        ProxyPreserveHost On
    </Location>
    
    <Location "/api">
        ProxyPass http://localhost:3000/
        ProxyPassReverse http://localhost:3000/
    </Location>
</VirtualHost>

3. 高级代理配置

3.1 请求头设置

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    ProxyPass / http://localhost:8080/
    ProxyPassReverse / http://localhost:8080/
    
    # 传递真实 IP
    RequestHeader set X-Real-IP "%{REMOTE_ADDR}s"
    RequestHeader set X-Forwarded-For "%{REMOTE_ADDR}s"
    RequestHeader set X-Forwarded-Proto "http"
    RequestHeader set X-Forwarded-Host "%{HTTP_HOST}s"
</VirtualHost>

# HTTPS 反向代理
<VirtualHost *:443>
    ServerName www.example.com
    
    SSLEngine on
    SSLCertificateFile /etc/ssl/certs/example.com.crt
    SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/example.com.key
    
    # 代理到 HTTP 后端
    SSLProxyEngine on
    SSLProxyVerify none
    SSLProxyCheckPeerCN off
    SSLProxyCheckPeerName off
    
    ProxyPass / http://localhost:8080/
    ProxyPassReverse / http://localhost:8080/
    
    # HTTPS 相关头
    RequestHeader set X-Forwarded-Proto "https"
    RequestHeader set X-Forwarded-Port "443"
</VirtualHost>

3.2 代理超时设置

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    # 连接超时
    ProxyTimeout 300
    
    # 详细超时设置
    ProxyPass / http://localhost:8080/ timeout=300 connectiontimeout=300
    
    # 保持连接
    ProxyPass / http://localhost:8080/ keepalive=On
    
    # 重试设置
    ProxyPass / http://localhost:8080/ retry=5
</VirtualHost>

3.3 代理错误处理

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    # 自定义错误页面
    ErrorDocument 502 /custom-502.html
    ErrorDocument 503 /custom-503.html
    
    ProxyPass / http://localhost:8080/
    ProxyPassReverse / http://localhost:8080/
    
    # 代理状态检查
    ProxyPass /status http://localhost:8080/status
</VirtualHost>

4. 负载均衡

4.1 基本负载均衡

# 定义后端集群
<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember http://192.168.1.101:8080
    BalancerMember http://192.168.1.102:8080
    BalancerMember http://192.168.1.103:8080
</Proxy>

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    ProxyPass / balancer://mycluster/
    ProxyPassReverse / balancer://mycluster/
</VirtualHost>

4.2 负载均衡算法

# 按请求数（默认）
<Proxy balancer://cluster-requests>
    BalancerMember http://server1:8080
    BalancerMember http://server2:8080
    ProxySet lbmethod=byrequests
</Proxy>

# 按流量
<Proxy balancer://cluster-traffic>
    BalancerMember http://server1:8080
    BalancerMember http://server2:8080
    ProxySet lbmethod=bytraffic
</Proxy>

# 按繁忙度
<Proxy balancer://cluster-busyness>
    BalancerMember http://server1:8080
    BalancerMember http://server2:8080
    ProxySet lbmethod=bybusyness
</Proxy>

# 轮询（round-robin）
<Proxy balancer://cluster-roundrobin>
    BalancerMember http://server1:8080
    BalancerMember http://server2:8080
    ProxySet lbmethod=byrequests
</Proxy>

算法对比：

算法	说明	适用场景
`byrequests`	按请求数轮询	通用场景
`bytraffic`	按流量分配	下载/流媒体服务
`bybusyness`	按繁忙度分配	请求处理时间差异大
`heartbeat`	基于心跳检测	高可用场景

4.3 节点权重和参数

<Proxy balancer://mycluster>
    # 主服务器（权重高）
    BalancerMember http://server1:8080 loadfactor=3
    
    # 次要服务器
    BalancerMember http://server2:8080 loadfactor=2
    
    # 备用服务器
    BalancerMember http://server3:8080 loadfactor=1 status=+H
    
    # 热备服务器
    BalancerMember http://server4:8080 status=+H
    
    # 全局设置
    ProxySet lbmethod=byrequests
    ProxySet timeout=300
    ProxySet max=100
</Proxy>

BalancerMember 参数：

参数	说明
`loadfactor`	负载因子（1-100）
`timeout`	连接超时
`retry`	重试时间（秒）
`ttl`	连接生存时间
`ping`	健康检查间隔
`max`	最大连接数
`smax`	软最大连接数
`keepalive`	保持连接
`status`	状态标记
`route`	会话亲和路由
`redirect`	重定向路由

状态标记：

标记	含义
`+H`	Hot Standby（热备）
`-H`	非热备
`+D`	已禁用（可恢复）
`-D`	未禁用
`+S`	已停止
`-S`	未停止
`+I`	忽略错误
`-I`	不忽略错误
`+R`	仅接受恢复请求
`-R`	接受所有请求

4.4 会话亲和（Session Affinity）

# 基于 Cookie 的会话亲和
<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember http://server1:8080 route=node1
    BalancerMember http://server2:8080 route=node2
    
    ProxySet stickysession=ROUTEID
</Proxy>

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    Header add Set-Cookie "ROUTEID=.%{BALANCER_WORKER_ROUTE}e; path=/" env=BALANCER_ROUTE_CHANGED
    
    ProxyPass / balancer://mycluster/
    ProxyPassReverse / balancer://mycluster/
</VirtualHost>

# 基于 JSESSIONID 的 Java 应用会话亲和
<Proxy balancer://javacluster>
    BalancerMember http://server1:8080 route=node1
    BalancerMember http://server2:8080 route=node2
    
    ProxySet stickysession=JSESSIONID
</Proxy>

# 基于 IP 的会话亲和
<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember http://server1:8080
    BalancerMember http://server2:8080
    
    ProxySet stickysession=BALANCER_SESSIONID
</Proxy>

4.5 健康检查

# 启用被动健康检查
<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember http://server1:8080 retry=30 timeout=10
    BalancerMember http://server2:8080 retry=30 timeout=10
    
    # 设置错误阈值
    ProxySet maxattempts=3
</Proxy>

# 启用主动健康检查（mod_proxy_hcheck）
<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember http://server1:8080 hcheck=hc
    BalancerMember http://server2:8080 hcheck=hc
    
    ProxySet lbmethod=byrequests
</Proxy>

# 健康检查配置
<Proxy "http://server1:8080">
    ProxySet hcheck=true
    ProxySet hcmethod=TCP
    ProxySet hcinterval=10
    ProxySet hcpasses=2
    ProxySet hcfails=3
</Proxy>

# 自定义健康检查 URL
<Proxy "http://server1:8080">
    ProxySet hcheck=true
    ProxySet hcmethod=GET
    ProxySet hcuri=/health
    ProxySet hcinterval=10
</Proxy>

4.6 负载均衡管理

# 启用管理界面
<Location "/balancer-manager">
    SetHandler balancer-manager
    Require ip 127.0.0.1
    Require ip 192.168.1.0/24
</Location>

访问 http://example.com/balancer-manager 查看和管理负载均衡状态。

5. WebSocket 代理

5.1 基本配置

<VirtualHost *:80>
    ServerName ws.example.com
    
    # 启用 WebSocket 代理
    ProxyPass /ws ws://localhost:8080/ws
    ProxyPassReverse /ws ws://localhost:8080/ws
    
    # 混合 HTTP 和 WebSocket
    ProxyPass / http://localhost:8080/
    ProxyPassReverse / http://localhost:8080/
    
    ProxyPass /ws ws://localhost:8080/ws
    ProxyPassReverse /ws ws://localhost:8080/ws
</VirtualHost>

5.2 SSL WebSocket

<VirtualHost *:443>
    ServerName ws.example.com
    
    SSLEngine on
    SSLCertificateFile /etc/ssl/certs/ws.example.com.crt
    SSLCertificateKeyFile /etc/ssl/private/ws.example.com.key
    
    # WSS (WebSocket Secure)
    SSLProxyEngine on
    ProxyPass /wss wss://localhost:8080/ws
    ProxyPassReverse /wss wss://localhost:8080/ws
    
    # HTTPS
    ProxyPass / http://localhost:8080/
    ProxyPassReverse / http://localhost:8080/
</VirtualHost>

5.3 实时应用配置

<VirtualHost *:80>
    ServerName app.example.com
    
    # 前端
    DocumentRoot /var/www/app
    
    # API 代理
    ProxyPass /api http://localhost:3000/api
    ProxyPassReverse /api http://localhost:3000/api
    
    # WebSocket 代理（如 Socket.IO）
    ProxyPass /socket.io ws://localhost:3000/socket.io
    ProxyPassReverse /socket.io ws://localhost:3000/socket.io
    
    # 设置超时（WebSocket 需要较长超时）
    ProxyTimeout 3600
</VirtualHost>

6. 业务场景

6.1 微服务网关

<VirtualHost *:80>
    ServerName gateway.example.com
    
    # 用户服务
    ProxyPass /api/users http://localhost:3001/api/users
    ProxyPassReverse /api/users http://localhost:3001/api/users
    
    # 订单服务
    ProxyPass /api/orders http://localhost:3002/api/orders
    ProxyPassReverse /api/orders http://localhost:3002/api/orders
    
    # 产品服务
    ProxyPass /api/products http://localhost:3003/api/products
    ProxyPassReverse /api/products http://localhost:3003/api/products
    
    # 静态文件
    ProxyPass /static !
</VirtualHost>

6.2 应用服务器代理

# Tomcat/Jetty 代理
<VirtualHost *:80>
    ServerName app.example.com
    
    ProxyPass / ajp://localhost:8009/
    ProxyPassReverse / ajp://localhost:8009/
</VirtualHost>

# Node.js 应用代理
<VirtualHost *:80>
    ServerName node.example.com
    
    ProxyPass / http://localhost:3000/
    ProxyPassReverse / http://localhost:3000/
    
    RequestHeader set X-Forwarded-Proto "http"
</VirtualHost>

# Python/WSGI 应用代理
<VirtualHost *:80>
    ServerName python.example.com
    
    ProxyPass / http://localhost:5000/
    ProxyPassReverse / http://localhost:5000/
</VirtualHost>

6.3 CDN 回源代理

<VirtualHost *:80>
    ServerName origin.example.com
    
    # 限制 CDN IP 访问
    <Directory "/var/www/html">
        Require ip 103.21.244.0/22
        Require ip 173.245.48.0/20
        Require ip 103.22.200.0/22
        # ... CDN IP 范围
    </Directory>
    
    # 缓存头设置
    <IfModule mod_headers.c>
        Header set Cache-Control "public, max-age=31536000"
    </IfModule>
</VirtualHost>

6.4 A/B 测试

<Proxy "balancer://abtest">
    BalancerMember http://server-a:8080 route=a loadfactor=50
    BalancerMember http://server-b:8080 route=b loadfactor=50
    ProxySet lbmethod=byrequests
</Proxy>

<VirtualHost *:80>
    ServerName www.example.com
    
    Header add Set-Cookie "ABTEST=.%{BALANCER_WORKER_ROUTE}e; path=/"
    
    ProxyPass / balancer://abtest/
    ProxyPassReverse / balancer://abtest/
</VirtualHost>

7. 注意事项

安全性：代理配置不当可能导致内网暴露
性能：代理会增加延迟，合理配置超时
日志：确保记录代理日志以便故障排查
缓存：利用代理缓存减少后端压力
健康检查：定期检查后端服务健康状态
WebSocket：需要较长的超时时间和特殊配置

8. 扩展阅读

9. 总结

Apache 的反向代理和负载均衡功能强大而灵活：

反向代理：保护后端服务器，统一入口
负载均衡：多种算法，支持会话亲和
健康检查：自动检测故障节点
WebSocket：支持现代实时应用

合理配置代理和负载均衡可以提高应用的可用性和扩展性。

强曰为道

反向代理与负载均衡

反向代理与负载均衡

1. mod_proxy 架构

1.1 模块组成

1.2 启用模块

2. 基本反向代理

2.1 简单配置

2.2 路径代理

2.3 Location 块代理

3. 高级代理配置

3.1 请求头设置

3.2 代理超时设置

3.3 代理错误处理

4. 负载均衡

4.1 基本负载均衡

4.2 负载均衡算法

4.3 节点权重和参数

4.4 会话亲和（Session Affinity）

4.5 健康检查

4.6 负载均衡管理

5. WebSocket 代理

5.1 基本配置

5.2 SSL WebSocket

5.3 实时应用配置

6. 业务场景

6.1 微服务网关

6.2 应用服务器代理

6.3 CDN 回源代理

6.4 A/B 测试

7. 注意事项

8. 扩展阅读

9. 总结