Apache 實作 Web Server 負載均衡（反向代理）配置詳解

利用 Apache mod_proxy_balancer 可快速建立反向代理負載均衡叢集，將流量分發至多台後端應用伺服器。本文說明模組載入、負載演算法配置、Session 持久化（Sticky Session）與健康檢查進階設定，適用於無 Session 共享或已有共享存儲的場景。

架構圖解

用戶請求 → Apache (負載均衡器, 192.168.1.10) → 後端叢集
                                    ├─ Server B (192.168.1.20:80)
                                    └─ Server C (192.168.1.30:80)

一、啟用必要模組

編輯 httpd.conf，取消註解（或新增）以下行：

LoadModule proxy_module modules/mod_proxy.so
LoadModule proxy_http_module modules/mod_proxy_http.so
LoadModule proxy_balancer_module modules/mod_proxy_balancer.so
# 負載演算法模組（至少啟用一個）
LoadModule lbmethod_byrequests_module modules/mod_lbmethod_byrequests.so  # 請求計數（預設）
LoadModule lbmethod_bytraffic_module modules/mod_lbmethod_bytraffic.so    # 流量加權
LoadModule lbmethod_bybusyness_module modules/mod_lbmethod_bybusyness.so  # 忙碌度
# 可選：健康檢查
LoadModule proxy_hcheck_module modules/mod_proxy_hcheck.so

二、基礎負載均衡配置（不考慮 Session）

在 httpd.conf 或獨立 conf/extra/proxy-balancer.conf 中加入：

<Proxy balancer://mycluster>
    # 後端節點定義
    BalancerMember https://192.168.1.20:80 loadfactor=1
    BalancerMember https://192.168.1.30:80 loadfactor=1
    # 負載演算法：byrequests（預設）、bytraffic、bybusyness
    ProxySet lbmethod=byrequests
</Proxy>

# 代理路徑：將所有請求轉發至叢集
ProxyPass / balancer://mycluster/
ProxyPassReverse / balancer://mycluster/

# 可選：保留原始 Host Header，後端需設定 UseCanonicalName Off
ProxyPreserveHost On

關鍵指令說明：

• BalancerMember：定義後端節點，loadfactor 權重（預設 1），數值越大分得請求越多。
• ProxySet lbmethod=...：指定演算法。
  • byrequests：輪詢分發，適合同質節點。
  • bytraffic：依據傳輸位元組數加權，適合頻寬異質節點。
  • bybusyness：分發給當前活躍連線最少的節點，適合長連線/慢請求場景。
• ProxyPass / balancer://mycluster/：根路徑所有流量進入叢集。若只代理子路徑，改為 ProxyPass /app/ balancer://mycluster/。
• ProxyPassReverse：重寫後端回應中的 Location/URI Header，確保重導向正確指向代理位址。

三、進階：Session 持久化

若後端未共享 Session（如檔案型 Session），需啟用 Sticky Session，讓同一用戶固定落在同一節點。

方法 A：Cookie 插入（推薦，無需後端配合）

<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember https://192.168.1.20:80 route=node1
    BalancerMember https://192.168.1.30:80 route=node2
    ProxySet lbmethod=byrequests stickysession=ROUTEID
</Proxy>

# Apache 會自動設定/讀取 Cookie ROUTEID=node1，實現粘性
# 後端應用無需修改

方法 B：後端設定路由標識（JSESSIONID、PHPSESSID 等）

<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember https://192.168.1.20:80 route=node1
    BalancerMember https://192.168.1.30:80 route=node2
    ProxySet lbmethod=byrequests stickysession=JSESSIONID|jsessionid scolonpathdelim=On
</Proxy>

scolonpathdelim=On 支援 URL 重寫模式（;jsessionid=xxx）。

四、健康檢查與故障轉移

Apache 2.4.21+ 支援 mod_proxy_hcheck 主動健康檢查：

<Proxy balancer://mycluster>
    BalancerMember https://192.168.1.20:80 route=node1 hcmethod=GET hcuri=/healthcheck hcinterval=10 hcfails=3 hcpasses=2
    BalancerMember https://192.168.1.30:80 route=node2 hcmethod=GET hcuri=/healthcheck hcinterval=10 hcfails=3 hcpasses=2
    ProxySet lbmethod=byrequests
</Proxy>

• hcmethod：檢查方法（GET/HEAD/OPTIONS）
• hcuri：健康檢查端點（後端需實作回傳 2xx）
• hcinterval：檢查間隔（秒）
• hcfails：連續失敗幾次標記 DOWN
• hcpasses：恢復需連續成功幾次

五、狀態監控頁面

<Location /balancer-manager>
    SetHandler balancer-manager
    Require host 192.168.1.0/24  # 僅允許內網存取
</Location>

瀏覽 https://lb-host/balancer-manager 可即時查看節點狀態、流量分佈、手動啟停節點。

六、完整範例配置檔

# /etc/apache2/sites-available/loadbalancer.conf
<VirtualHost *:80>
    ServerName lb.example.com

    # 模組已在主配置載入，這裡只寫 Proxy 規則
    <Proxy balancer://appcluster>
        BalancerMember https://10.0.1.10:8080 route=app1 loadfactor=2
        BalancerMember https://10.0.1.11:8080 route=app2 loadfactor=1
        BalancerMember https://10.0.1.12:8080 route=app3 loadfactor=1 status=+H  # 熱備
        ProxySet lbmethod=bybusyness stickysession=ROUTEID
    </Proxy>

    ProxyPass / balancer://appcluster/
    ProxyPassReverse / balancer://appcluster/
    ProxyPreserveHost On

    # 健康檢查（需後端提供 /health 回傳 200）
    <Proxy balancer://appcluster>
        BalancerMember https://10.0.1.10:8080 hcmethod=GET hcuri=/health hcinterval=5
        BalancerMember https://10.0.1.11:8080 hcmethod=GET hcuri=/health hcinterval=5
        BalancerMember https://10.0.1.12:8080 hcmethod=GET hcuri=/health hcinterval=5
    </Proxy>

    # 監控頁面
    <Location /balancer-manager>
        SetHandler balancer-manager
        Require ip 10.0.0.0/8
    </Location>

    ErrorLog ${APACHE_LOG_DIR}/lb-error.log
    CustomLog ${APACHE_LOG_DIR}/lb-access.log combined
</VirtualHost>

七、效能調優建議

1. 啟用 Keep-Alive：KeepAlive On、MaxKeepAliveRequests 100、KeepAliveTimeout 5，減少代理與後端建連開銷。
2. 調整 Proxy 緩衝：ProxyIOBufferSize 8192、ProxyBufferSize 8192，大檔案上傳/下載可適當調大。
3. 連線池複用：ProxySet connectiontimeout=5 timeout=30，避免長連線佔用 worker。
4. 壓縮傳輸：啟用 mod_deflate 壓縮代理回應，節省頻寬。
5. 靜態資源分離：Nginx/CDN 處理靜態檔，Apache 僅代理動態請求，大幅降低負載。

八、常見問題排查

Apache 負載均衡功能強大且成熟，配合健康檢查、Session 持久化與監控介面，足以支撐中大型應用叢集。生產環境建議前置 Nginx 做靜態分流與 SSL 卸載，Apache 專注動態應用代理，發揮各自優勢。