← Índex

HAProxy: Balanceig de càrrega HTTP

Cicle formatiu: CFGS Administració de sistemes informàtics en xarxa (ASIX)

Mòdul: 0378 - Seguretat i alta disponibilitat

Sistema operatiu: Ubuntu Server 26.04 LTS

1. Introducció

HAProxy (High Availability Proxy) és un programari lliure de balanceig de càrrega (load balancer) i servidor intermediari (proxy) d’alt rendiment, especialitzat en aplicacions TCP i HTTP/HTTPS. Escrit en C, és conegut per la seva estabilitat, baix consum de recursos i altíssim rendiment, motiu pel qual és una de les solucions de balanceig més utilitzades a la indústria (l’empren, entre d’altres, GitHub, Reddit, Stack Overflow, Twitter o Instagram).

💡
Nota

HAProxy pot treballar a dos nivells del model OSI:

Aquest document se centra en el balanceig de càrrega HTTP (Nivell 7).

1.1. Per què fer balanceig de càrrega?

Quan un únic servidor web no pot absorbir tot el trànsit, o quan volem eliminar un punt únic de fallada (Single Point of Failure), col·loquem diversos servidors web equivalents (un pool o farm) darrere d’un balancejador. El balancejador:

Balanceig de càrrega
⚠️
Avís

El balancejador esdevé un punt crític de la infraestructura: si HAProxy cau, cau tot el servei. En entorns de producció es combina amb tècniques d’alta disponibilitat (Keepalived + IP virtual, clúster actiu-passiu, etc.) perquè el mateix balancejador no sigui un SPOF (Single Point of Failure, o punt únic de fallada).

2. Instal·lació a Ubuntu Server 26.04

HAProxy es distribueix als dipòsits oficials d’Ubuntu i també mitjançant els PPA oficials del projecte, que ofereixen versions més recents (LTS d’HAProxy).

2.1. Instal·lació des dels dipòsits d’Ubuntu

sudo apt update
sudo apt install haproxy

2.2. Instal·lació d’una versió LTS més recent (PPA oficial)

sudo apt install software-properties-common
sudo add-apt-repository ppa:vbernat/haproxy-3.0
sudo apt update
sudo apt install haproxy=3.0.\*

2.3. Comprovació de la instal·lació

haproxy -v
systemctl status haproxy

Ubuntu habilita HAProxy com a servei systemd. El fitxer de configuració principal és:

/etc/haproxy/haproxy.cfg

I el fitxer de variables d’entorn del dimoni (per activar-lo, ja que per defecte pot venir desactivat fins que hi ha una configuració vàlida):

/etc/default/haproxy

3. Estructura del fitxer de configuració

El fitxer haproxy.cfg s’organitza en seccions, cadascuna amb una funció concreta:

Secció Funció
global Paràmetres del mateix dimoni: usuari, grup, límits, logs, xifrats SSL per defecte
defaults Valors per defecte que hereten la resta de seccions (temps d’espera, mode, logs…)
frontend Punt d’entrada: adreça IP i port on HAProxy escolta les peticions dels clients
backend Conjunt de servidors reals als quals es redirigeix el trànsit
listen Combinació abreujada de frontend + backend en una sola secció

3.1. Exemple mínim funcional

global
    log /dev/log local0
    log /dev/log local1 notice
    chroot /var/lib/haproxy
    stats socket /run/haproxy/admin.sock mode 660 level admin
    user haproxy
    group haproxy
    daemon
    maxconn 4096

defaults
    log     global
    mode    http
    option  httplog
    option  dontlognull
    timeout connect 5s
    timeout client  30s
    timeout server  30s

frontend http_front
    bind *:80
    default_backend web_servers

backend web_servers
    balance roundrobin
    option httpchk GET /health
    server node01 10.0.2.21:80 check
    server node02 10.0.2.22:80 check
💡
Nota

mode http indica que HAProxy treballa a nivell 7: interpreta el protocol HTTP i pot prendre decisions basades en capçaleres, cookies o rutes (mode tcp seria balanceig a nivell 4, sense mirar el contingut).

3.2. Validar la configuració abans de recarregar

sudo haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
sudo systemctl reload haproxy
✅
Consell

systemctl reload fa que HAProxy apliqui els canvis sense tallar les connexions actives (soft-reload), a diferència de restart.

4. Algorismes de balanceig (balance)

La directiva balance, dins d’un backend, defineix com es reparteixen les peticions:

Algorisme Descripció
roundrobin Reparteix les peticions de manera cíclica entre els servidors. Per defecte i el més habitual.
leastconn Envia la petició al servidor amb menys connexions actives. Ideal per a sessions llargues.
source Assigna el servidor segons un hash de la IP d’origen del client (persistència simple).
uri Fa hash de l’URL sol·licitada; útil per a caching proxies.
first Utilitza sempre el primer servidor disponible amb capacitat lliure; només passa al següent quan el primer està saturat.
static-rr Round-robin estàtic (no permet pesos dinàmics en calent). 
backend web_servers
    balance leastconn
    server node01 10.0.2.21:80 check weight 100
    server node02 10.0.2.22:80 check weight 50
💡
Nota

El paràmetre weight (pes) permet donar més o menys trànsit a un servidor concret (per exemple, si té més capacitat de còmput).

5. Health checks (comprovacions d’estat)

HAProxy pot comprovar periòdicament si un servidor de backend respon correctament, i excloure’l automàticament del pool si falla.

backend web_servers
    option httpchk GET /health HTTP/1.1\r\nHost:\ example.local
    http-check expect status 200
    server node01 10.0.2.21:80 check inter 2000 rise 2 fall 3
    server node02 10.0.2.22:80 check inter 2000 rise 2 fall 3

6. Persistència de sessió (sticky sessions)

Quan una aplicació guarda l’estat a la memòria d’un servidor concret (sessions PHP, carret de compra, etc.), cal que un mateix client sempre arribi al mateix backend.

backend web_servers
    cookie SERVERID insert indirect nocache
    server node01 10.0.2.21:80 check cookie node01
    server node02 10.0.2.22:80 check cookie node02

6.2. Persistència per IP d’origen

backend web_servers
    balance source
⚠️
Avís

La persistència per IP no és fiable darrere de xarxes amb NAT compartit (molts clients surten amb la mateixa IP pública), ja que pot desequilibrar la càrrega. La cookie és la solució més robusta per a HTTP.

7. ACL i encaminament condicional

Les ACL (Access Control Lists) permeten prendre decisions segons el contingut de la petició: capçaleres, ruta, domini, etc.

frontend http_front
    bind *:80
    acl is_api path_beg /api
    acl is_static path_end .css .js .png .jpg
    use_backend api_servers if is_api
    use_backend static_servers if is_static
    default_backend web_servers

Això permet, per exemple, separar el trànsit d’una API REST, d’uns fitxers estàtics i d’una aplicació web dinàmica, cadascun cap al seu propi grup de servidors.

8. Terminació SSL/TLS

HAProxy pot assumir el xifratge TLS (descarregant aquesta feina dels servidors de backend):

frontend https_front
    bind *:443 ssl crt /etc/haproxy/certs/example.pem
    mode http
    redirect scheme https code 301 if !{ ssl_fc }
    default_backend web_servers

El fitxer example.pem ha de contenir la clau privada i el certificat concatenats:

cat privkey.pem fullchain.pem > /etc/haproxy/certs/example.pem
sudo chmod 640 /etc/haproxy/certs/example.pem

9. Pàgina d’estadístiques (stats)

HAProxy inclou un panell web integrat per monitorar l’estat dels frontends i backends en temps real:

listen stats
    bind *:8404
    mode http
    stats enable
    stats uri /stats
    stats refresh 10s
    stats auth admin:ContrasenyaSegura123

Accessible a http://<ip_del_servidor>:8404/stats, mostra connexions actives, servidors caiguts, taxa d’errors, temps de resposta, etc.

10. Logs

Cal configurar rsyslog perquè reculli els logs d’HAProxy (que per defecte s’envien a /dev/log):

sudo tee /etc/rsyslog.d/49-haproxy.conf <<'EOF'
local0.* /var/log/haproxy.log
EOF
sudo systemctl restart rsyslog
defaults
    option httplog
    log     global

11. Exemple pràctic complet

Escenari: un frontend HTTP a l’adreça 10.0.2.20:80 que balanceja entre dos servidors Apache/Nginx, amb health check, persistència per cookie i pàgina d’estadístiques.

global
    log /dev/log local0
    maxconn 4096
    user haproxy
    group haproxy
    daemon

defaults
    mode    http
    log     global
    option  httplog
    option  dontlognull
    timeout connect 5s
    timeout client  30s
    timeout server  30s

frontend http_front
    bind 10.0.2.20:80
    default_backend web_servers

backend web_servers
    balance roundrobin
    option httpchk GET /
    http-check expect status 200
    cookie SERVERID insert indirect nocache
    server node01 10.0.2.21:80 check cookie node01
    server node02 10.0.2.22:80 check cookie node02

listen stats
    bind 10.0.2.20:8404
    stats enable
    stats uri /stats
    stats refresh 10s
    stats auth admin:ContrasenyaSegura123

11.1. Comprovació ràpida

sudo haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg
sudo systemctl reload haproxy
for i in $(seq 1 6); do curl -s http://10.0.2.20/ | grep hostname; done

Si node01 i node02 retornen el seu nom d’amfitrió en la resposta, hauríeu de veure com s’alternen les respostes segons l’algorisme roundrobin.

12. Gestió del servei

Ordre Efecte
sudo systemctl start haproxy Arrenca el servei
sudo systemctl stop haproxy Atura el servei
sudo systemctl reload haproxy Aplica canvis de configuració sense tallar connexions
sudo systemctl restart haproxy Reinicia completament (talla connexions actives)
sudo haproxy -c -f /etc/haproxy/haproxy.cfg Valida la sintaxi sense aplicar-la
sudo journalctl -u haproxy -f Segueix els logs del servei en temps real

Versions d’aquest document

Domini Públic (CC0)