Nginx架构五之四层负载均衡

Nginx 四层负载均衡

Nginx里有一个stream模块，用来实现四层协议的转发、 代理、负载均衡等。stream模块的用法跟http的用法类似，允许我们配 置一组TCP或者UDP等协议的监听，然后通过proxy_pass来转发我们的 请求，通过upstream添加多个后端服务，实现负载均衡。

四层协议负载均衡的实现，一般都会用到LVS、HAProxy、F5等，要么 很贵要么配置很麻烦，而Nginx的配置相对来说更简单，更能快速完成 工作。

四层和七层区别

• 七层是基于HTTP协议
• 四层是基于TCP/IP协议

四层的使用场景

• 网站的负载均衡代理
• SSH代理端口
• MySQL服务
• ......

添加stream

configure 命令

./configure --with-stream --without-http_rewrite_module

make 命令

sudo make

make install 命令

sudo make install

stream指令

该指令和http的upstream指令是类似的

语法	stream { ... }
默认值	—
位置	main

四层负载均衡实战

nginx.conf配置

stream {
        upstream redis {
                server 127.0.0.1:6379;
                server 127.0.0.1:6378;
        }
        upstream tomcat {
                server 127.0.0.1:8080;
        }
        upstream mysql{
               server 127.0.0.1:3306;
        }
        server {
                listen  81;
                proxy_pass redis;
       }
        server {
              listen 82;
               proxy_pass tomcat;
       }
        server {
             listen 83;
             proxy_pass mysql;
        }
  }

redis 访问测试

yangyanping@ZBMac-WP2HJYDWY src % ./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 81
127.0.0.1:81> set name yyp
OK
127.0.0.1:81> get name
"yyp"
127.0.0.1:81> 

tomact访问测试

访问地址：http://127.0.0.1:82/

 mysql 访问测试

yangyanping@ZBMac-WP2HJYDWY bin % ./mysql -uroot -pyangyanping -h127.0.0.1 -p83
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
ERROR 1045 (28000): Access denied for user 'root'@'localhost' (using password: YES)
yangyanping@ZBMac-WP2HJYDWY bin % ./mysql -uroot -pyangyanping -h127.0.0.1 -P83
mysql: [Warning] Using a password on the command line interface can be insecure.
Welcome to the MySQL monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MySQL connection id is 14
Server version: 8.0.29 MySQL Community Server - GPL

Copyright (c) 2000, 2022, Oracle and/or its affiliates.

Oracle is a registered trademark of Oracle Corporation and/or its
affiliates. Other names may be trademarks of their respective
owners.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

mysql> 

Nginx的web缓存服务

Nginx是基于Proxy Store来实现 的，其原理是把URL及相关组合当做Key,在使用MD5算法对Key进行哈 希，得到硬盘上对应的哈希目录路径，从而将缓存内容保存在该目录 中。它可以支持任意URL连接，同时也支持404/301/302这样的非200状 态码。Nginx即可以支持对指定URL或者状态码设置过期时间，也可以使 用purge命令来手动清除指定URL的缓存。

proxy_cache_path 指令

该指定用于设置缓存文件的存放路径

语法	proxy_cache_path path [levels=number] keys_zone=zone_name:zone_size [inactive=time] [max_size=size];
默认 值	—
位置	http

path:缓存路径地址,如: 

   proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:1 keys_zone=yyp:100m inactive=1d max_size=10g;

proxy_cache  指令

该指令用来开启或关闭代理缓存，如果是开启则自定使用哪个缓存区来
进行缓存。

语法	proxy_cache zone_name|off;
默认值	proxy_cache off;
位置	http、server、location

   zone_name:指定使用缓存区的名称。配置参考：

proxy_cache yyp;

proxy_cache_key

该指令用来设置web缓存的key值，Nginx会根据key值MD5哈希存缓存。

语法	proxy_cache_key key;
默认值	proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
位置	http、server、location

proxy_cache_valid

该指令用来对不同返回状态码的URL设置不同的缓存时间。

语法	proxy_cache_valid [code ...] time;
默认值	—
位置	http、server、location

配置参考，为200的响应URL设置5天缓存

proxy_cache_valid 200 5d;

proxy_cache_min_uses

该指令用来设置资源被访问多少次后被缓存

语法	proxy_cache_min_uses number;
默认值	proxy_cache_min_uses 1;
位置	http、server、location

缓存实战-nginx 配置

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    gzip  on;

   proxy_cache_path /usr/local/proxy_cache levels=2:1 keys_zone=yyp:100m inactive=1d max_size=10g;

    upstream backend {
        server 127.0.0.1:8080;
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location /tomcat {
          proxy_cache yyp;
          proxy_cache_key yangyanping;
          proxy_cache_min_uses 5;
          proxy_cache_valid 200 5d;
          add_header nginx-cache "$upstream_cache_status";
          proxy_pass http://backend/;
        }
}

缓存实战-测试

1. URL + ...... = Key
2. Key + MD5 = 字符串密文
3. 缓存目录 /usr/local/proxy_cache
4. /usr/local/proxy_cache/88/9
5. 判断缓存目录有没有所访问的数据对应的目录。

在浏览器中访问地址：http://127.0.0.1/tomcat/examples/index.html

缓存实战-查看缓存内容

使用命令查看缓存内容 sudo cat proxy_cache/88/9/424fcd3a9c622afbc0aecb18b9eec988

yangyanping@ZBMac-WP2HJYDWY local % sudo cat proxy_cache/88/9/424fcd3a9c622afbc0aecb18b9eec988
Password:
SΒb?&?^?6?b?#?b






Apache Tomcat Examples


Servlets examples
JSP Examples
WebSocket Examples


yangyanping@ZBMac-WP2HJYDWY local %

Nginx缓存的清除

删除对应的缓存目录

rm -rf /usr/local/proxy_cache

使用第三方扩展模块 ngx_cache_purge