fatlan/haproxy-keepalived-sec-highloadsHAProxyとKeepalivedのトピックについて、ロードバランサーとクラスターに加えて、セキュリティ（弱いSSL/暗号使用（LOGJAM）（CVE-2015-4000）脆弱性対策）と高負荷への対策を取り扱います。
HAProxyは、高可用性(high availability)を持つロードバランサー(load balancing)を備え、TCPおよびHTTPベースのアプリケーション向けにプロキシサーバサービスを提供するオープンソースソフトウェアです。
Keepalivedは、2台以上のサーバに対してIPフェイルオーバー(IP failover)機能を提供できるオープンソースソフトウェアです。Keepalivedはノード間でマルチキャスト通信技術を使用します。
今回の構成では、HAProxyのロードバランサとして、KeepalivedをIPの引き継ぎ（つまりHAProxy構成をクラスタ化するため）に使用します。
シナリオでは3台のサーバがあります。これらの3台のサーバにHAProxyをインストールしてロードバランサ化します。その後、Keepalivedサービスをインストールし、いずれかのサーバがダウンした場合にIPフェイルオーバーを行い、中断なく別のサーバに切り替えてロードバランササービスを継続できるようにします。
そのために4つのIPアドレスを使用します（IPは完全に仮想的なものです）
次に、3台のサーバそれぞれに以下のようにHAProxyとKeepalivedサービスをインストールします。
sudo add-apt-repository ppa:vbernat/haproxy-2.7 -y
sudo apt update
sudo apt install haproxy keepalived -y
sudo openssl dhparam -out /etc/haproxy/dhparams.pem 2048
NoT1 : サーバで「net.ipv4.ip_nonlocal_bind=1」が設定されている必要があります。設定されていない場合、HAProxyの構成で同じIPを同時に保持できず、バインドエラーが発生してサービスが動作しません。そのため、以下の手順を実行する必要があります。
まず、「vi /etc/sysctl.conf」ファイルを編集し、以下のパラメータを貼り付けて保存して終了します。
net.ipv4.ip_nonlocal_bind=1
その後、以下のコマンドを実行します。
sysctl -p
Not2: 443 SSLを使用する場合は、「/etc/ssl/private/」ディレクトリ内に「haproxy.pem」という名前でSSL証明書のBundle（.crt、.ca、*.key）が配置されている必要があります。
次に、例として以下のHAPoxy設定を見てみましょう。環境内の各HAProxyで同じ設定を使用します。
そのために「/etc/haproxy/haproxy.cfg」ファイルを編集します。以下の設定は最低限HAv2をサポートしています。
vi /etc/haproxy/haproxy.cfg
以下はデフォルト値です
global
log /dev/log local0
log /dev/log local1 notice
chroot /var/lib/haproxy
stats socket /run/haproxy/admin.sock mode 660 level admin expose-fd listeners
stats timeout 30s
user haproxy
group haproxy
daemon
# maxconn 100000 #replaceable
# Default SSL material locations
ca-base /etc/ssl/certs
crt-base /etc/ssl/private
# Default ciphers to use on SSL-enabled listening sockets.
# For more information, see ciphers(1SSL). This list is from:
# https://hynek.me/articles/hardening-your-web-servers-ssl-ciphers/
# An alternative list with additional directives can be obtained from
# https://mozilla.github.io/server-side-tls/ssl-config-generator/?server=haproxy
ssl-default-bind-ciphers ECDH+AESGCM:DH+AESGCM:ECDH+AES256:DH+AES256:ECDH+AES128:DH+AES:RSA+AESGCM:RSA+AES:!aNULL:!MD5:!DSS
#ssl-default-bind-options no-sslv3
ssl-default-bind-ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:DHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:DHE-RSA-AES256-GCM-SHA384
ssl-default-bind-options ssl-min-ver TLSv1.2 no-tls-tickets
ssl-dh-param-file /etc/haproxy/dhparams.pem
#tune.ssl.default-dh-param 2048
# nbproc 1
# nbthread 8
tune.maxrewrite 16384
tune.bufsize 32768
defaults
log global
mode http
option httplog
option dontlognull
option forwardfor
# maxconn 1000000 #replaceable
timeout connect 3000000
timeout client 6000000
timeout server 6000000
errorfile 400 /etc/haproxy/errors/400.http
errorfile 403 /etc/haproxy/errors/403.http
errorfile 408 /etc/haproxy/errors/408.http
errorfile 500 /etc/haproxy/errors/500.http
errorfile 502 /etc/haproxy/errors/502.http
errorfile 503 /etc/haproxy/errors/503.http
errorfile 504 /etc/haproxy/errors/504.http
HAProxyのダッシュボード設定部分（監視用のprometheus統合を追加）
listen stats
bind fatlan.com:8989
mode http
stats enable
stats uri /stats
option http-use-htx
http-request use-service prometheus-exporter if { path /metrics }
#stats hide-version
stats realm HAProxy\ Statistics
stats auth admin:admin
以下の設定では2つのブロックでACLが使用されています。最初のブロックでは、リンク内のどこかに「rest」という単語が含まれている場合にmiddleware-fatlan-backendブロックが機能し、2つ目では異なるドメイン要求（forum.fatlan.com）に対してbackend fatlan-forum-backendが機能し、それ以外のすべてのリクエストはfatlan-backend443ブロックで処理されます。ただし、他のポート転送は除きます。
80番ポートを443番ポートにリダイレクトする部分
frontend fatlan80
bind fatlan.com:80
mode http
redirect scheme https if !{ ssl_fc }
frontend fatlan443
bind fatlan.com:443 ssl crt /etc/ssl/private/haproxy.pem ciphers ECDH+AESGCM:DH+AESGCM:ECDH+AES256:DH+AES256:ECDH+AES128:DH+AES:ECDH+3DES:DH+3DES:RSA+AESGCM:RSA+AES:RSA+3DES:!aNULL:!MD5:!DSS
option httplog
option forwardfor
#http-request set-header X-Client-IP req.hdr_ip([X-Forwarded-For])
#option forwardfor except 127.0.0.0/8
option http-server-close
http-request set-header X-Forwarded-Proto https
# reqadd X-Forwarded-Proto:\ https #old config
mode http
default_backend fatlan-backend443
ACL設定例（proxypass）リンク内のどこかにrestという単語がある場合に転送
acl middleware-fatlan path_beg /rest
use_backend middleware-fatlan-backend if middleware-fatlan
ACLで異なるフォーラムホストに転送
acl host_fatlanforum hdr(host) -i forum.fatlan.com
use_backend fatlan-forum-backend if host_fatlanforum
デフォルトで転送される部分、443用に転送される部分
backend fatlan-backend443
mode http
balance roundrobin
stick store-request src
stick-table type ip size 256k expire 30m
option forwardfor
# option httplog
option httpchk HEAD /
server frontend_01 10.10.37.12:8001 check port 8001 inter 3000 rise 2 fall 3
server frontend_02 10.10.37.13:8001 check port 8001 inter 3000 rise 2 fall 3
ACLで受信したrestを転送する部分
backend middleware-fatlan-backend
mode http
balance roundrobin
stick store-request src
stick-table type ip size 256k expire 30m
option forwardfor
# option httplog
option httpchk OPTIONS /login HTTP/1.0
http-check expect status 200
http-request replace-path (.*)(?:rest\/)(.*) \1\2
# reqrep ^([^\ :]*)\ /rest[/]?(.*) \1\ //\2 #old config
server middleware_01 10.10.37.34:3000 check port 4000 inter 12000 rise 3 fall 3
server middleware_02 10.10.37.35:3000 check port 4000 inter 12000 rise 3 fall 3
ACLで受信したforumを転送する部分
backend fatlan-forum-backend
mode http
option forwardfor
# option httplog
option httpchk HEAD /
server forum_01 10.10.37.45:8080 check port 8080 inter 3000 rise 2 fall 3
外部の例は以下のように設定することもできます。
5000番ポートの例；
frontend Panel5000
bind fatlan.com:5000
# option httplog
option forwardfor except 127.0.0.0/8
#option http-server-close
http-request set-header X-Forwarded-Proto https
# reqadd X-Forwarded-Proto:\ https #old config
mode http
default_backend panel-backend5000
5000番ポートを転送する部分
backend panel-backend5000
mode http
balance roundrobin
stick store-request src
stick-table type ip size 256k expire 30m
option forwardfor
# option httplog
option httpchk HEAD /
server panel_01 10.10.37.43:5000 check port 5000 inter 12000 rise 3 fall 3
server panel_02 10.10.37.44:5000 check port 5000 inter 12000 rise 3 fall 3
3306 MySQLの例；
frontend fatlanmysql
bind fatlan.com:3306
mode tcp
default_backend fatlanmysql-backend3306
3306番ポートを転送する部分
backend fatlanmysql-backend3306
mode tcp
server mysql_01 10.10.37.60:3306 check
server mysql_02 10.10.37.61:3306 check backup
server mysql_03 10.10.37.62:3306 check backup
他のドメイン、サブドメイン、ポートへの転送も同じhaproxyで行えます。ただし、上記でサブドメインのACL転送についても説明しました。
egitim.fatlan.comサブドメイン用の4444番ポートの例；
frontend egitim4444
bind egitim.fatlan.com:4444
# option httplog
option forwardfor except 127.0.0.0/8
#option http-server-close
http-request set-header X-Forwarded-Proto https
# reqadd X-Forwarded-Proto:\ https #old config
mode http
default_backend egitim-backend4444
egitim.fatlan.comサブドメインの4444番ポートを転送する部分
backend egitim-backend4444
mode http
balance roundrobin
stick store-request src
stick-table type ip size 256k expire 30m
option forwardfor
# option httplog
option httpchk HEAD /
server egitim_01 10.10.37.77:4444 check port 4444 inter 12000 rise 3 fall 3
server egitim_02 10.10.37.78:4444 check port 4444 inter 12000 rise 3 fall 3
上記でHAProxy設定の例について説明しました。私は独自の設定を行い、3台のサーバに同じ設定を貼り付けました。
次にKeepalivedの設定を行います。Keepalivedでは3台のサーバで部分的に異なるパラメータ設定があります。そのために「/etc/keepalived/keepalived.conf」ファイルを作成して設定します。なお、「priority」が高い方が優先されます。
NoT1: Keepalivedは他のピアとマルチキャスト通信を行い、この方法でマスターとバックアップが決定されます。
Tcpdumpを使用してピア間のマルチキャスト通信をキャプチャすることもできます（tcpdump -n "multicast"）。
https://www.redhat.com/sysadmin/keepalived-basics
1. サーバ(HAProxy+Keepalived)
vrrp_sync_group haproxy {
group {
VI_01
}
}
vrrp_script haproxy_check_script {
script "killall -0 haproxy"
interval 2 # checking every 2 seconds (default: 5 seconds)
fall 3 # require 3 failures for KO (default: 3)
rise 6 # require 6 successes for OK (default: 6)
}
#Virtual interface
vrrp_instance VI_01 {
state MASTER
interface ens3
### 61 id'sini degistirin, diger peer'lerde de aynı olacak
virtual_router_id 61
### 103 id'sini degistirin, diger peer'lerde azalan şekilde olacak
priority 103
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 123456
}
# Virtual ip address – floating ip
virtual_ipaddress {
10.10.5.5
}
track_script {
haproxy_check_script
}
}
2. サーバ(HAProxy+Keepalived) （違いのみ記述）
state BACKUP
priority 102
3. サーバ(HAProxy+Keepalived) （違いのみ記述）
state BACKUP
priority 101
NoT2: サーバ間でマルチキャスト通信が不可能な場合（例：KVM、クラウド環境など）は、ユニキャスト通信を使用して設定する必要があります。そうしないと動作しません。
Unicast設定: 以下のように設定の間に追加できます。
###Her sunucu için diğer eşneliği(peer) ip olarak belirtilmelidir(yazılır)
...
#Virtual interface
...
unicast_peer {
<anaother_peer_ip>
<anaother_peer_ip>
}
# Virtual ip address – floating ip
...
設定は以上です。すべてのサーバでHAProxyが問題なく動作し、同時にkeepalivedサービスも動作している必要があります。サーバやサービスに障害が発生した場合でも、稼働中の別のサーバからロードバランササービスが継続されます。
HAProxyとLinuxカーネルの高負荷向け設定
sudo vi /etc/security/limits.conf
* soft no le 1000000
* hard no le 1000000
root soft no le 1000000
root hard no le 1000000
sudo vi /etc/default/haproxy
ulimit 1000000
sudo vi /lib/systemd/system/haproxy.service
LimitNOFILE=1000000
sudo vi /etc/sysctl.conf
net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 100000
net.core.somaxconn = 100000
net.core.netdev_max_backlog = 100000
sudo vi /etc/haproxy/haproxy.cfg
global
nbproc 1
nbthread 8
tune.maxrewrite 16384
tune.bufsize 32768
maxconn 1000000
tune.ssl.cachesize 1000000
defaults
maxconn 1000000
その後再起動。すぐに再起動できない場合は
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart haproxy.service
また、脆弱なSSL/暗号使用（LOGJAM）（CVE-2015-4000）のセキュリティテストには、以下のコマンドを使用するか、https://www.ssllabs.com/ssltest/ を利用できます。
sudo nmap -sV --script ssl-enum-ciphers -p 443 fatlan.com
sudo nmap -p 443 --script ssl-cert fatlan.com
openssl s_client -connect fatlan.com:443
また、上記の設定でクライアントIPを取得するためのx-forwarded-for（option forwardfor）設定の確認、つまりIPをhaproxy側でキャプチャするためにtcpdumpを使用できます。
sudo tcpdump -i ens3 -A -s 10240 | grep -v IP | egrep --line-buffered "..(GET |\.HTTP\/|POST |HEAD )|^[A-Za-z0-9-]+: " |sed -r 's/..(GET |HTTP\/|POST |HEAD )/\n\n\1/g'
