Nginx 学习之旅 | Nginx 集群

传统web服务模型

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集群

将多个物理机器组成一个逻辑计算机 ， 实现负载均衡和容器

计算机集群简称集群，是一种计算机系统 ， 它通过一组松散集成的 计算机软件或硬件连起来高度紧密地协作完成计算工作，在某种意义上，他们可以被看作是一台计算机。

组成要素

1）、VIP(Virturl IP)：一个IP地址
2）、分发器： nginx
3）、数据服务器：Web服务器

Nginx 集群

在该集群中nginx 扮演的角色是：分发器
任务：接受请求、 分发请求、响应请求
功能模块：1）ngx_http_upstream_module 基于应⽤层分发模块
2）ngx_stream_core_module 基于传输层分发模块 （1.9开始提供）

Nginx 集群原理

Nginx集群其实是：虚拟主机+反向代理+upstream分发模块组成的
虚拟主机：接受和响应请求
反向代理: 带⽤户去数据服务器拿数据
upstream: 告诉Nginx去哪个数据服务器拿数据

数据⾛向
1）虚拟主机接受⽤户请求
2）虚拟主机去找反向代理
3) 反向代理让去找upstream
4）upstream 告诉 ⼀个数据服务器IP
5）Nginx去找数据服务器 并发起⽤户的请求
6) 数据服务器接受请求并处理请求
7）数据服务器响应请求给Nginx
8）Nginx响应请求给⽤户

Nginx 集群实现

upstream 模块

upstream web {
  server 192.168.10.42;
  server 192.168.10.43;
}
server {
  listen 80;
  server_name localhost;
  location / {
    proxy_pass http://web;
  }
  error_page 500 502 503 504 /50x.html;
  location = /50x.html {
    root html;
  }
}

Nginx 分发算法

Nginx集群默认算法

upstream module
nginx的upstream⽬前⽀持4种⽅式的分配
1、轮询（默认）
每个请求按时间顺序逐⼀分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能⾃动剔除。
 2、weight （权重）
指定轮询⼏率，weight和访问⽐率成正⽐，⽤于后端服务器性能不均的情况。
 3、ip_hash 
每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问⼀个后端服务器，可以解决session的问题。 
4、fair（第三⽅）
按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。 
5、url_hash（第三⽅）
按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同⼀个后端服务器，后端服务器为缓存时⽐较有效。

第1、2 适合静态页面； 第3种适合动态网站（把所有的请求都给一个业务服务）

Nginx业务服务器状态

每个设备的状态设置为: （直接把状态 放在分发的主机后面即可）
1.down 表示单前的server暂时不参与负载
2.weight 默认为1.weight越⼤，负载的权重就越⼤。
3.max_fails ：允许请求失败的次数默认为1.当超过最⼤次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误
4.fail_timeout: 失败超时时间，在连接Server时，如果在超时时间之内超过max_fails指定的失败次数，会认为在fail_timeout时间内Server不可⽤。默认为10s。
5.backup： 其它所有的⾮backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压⼒会最轻。 

1、轮询分发

worker_processes 1;
events {
    worker_connections 1024;
}
http {
    include mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    sendfile on;
    keepalive_timeout 65;
    #upstream 
    upstream web {
        server 192.168.10.42 (backup \ down \ weight );
        server 192.168.10.43;
    }
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://web;
        }
        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
        location = /50x.html {
            root html;
        }
    }
}

2、 权重分发

upstream web {
    server 192.168.10.42 weight=1;
    server 192.168.10.43 weight=2; 
}
server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    location / {
        proxy_pass http://web;
    }
}

3、ip_hash 分发

upstream web {
    ip_hash;
    server 192.168.10.42 weight=1;
    server 192.168.10.43 weight=2; 
}
server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    location / {
        proxy_pass http://web;
    }
}

Nginx 基于请求头的分发

http {
    upstream web1 {
        server 192.168.10.42;
    }
    upstream web2 {
        server 192.168.10.43;
    }
    server {
        listen 80;
        server_name www.web1.com;
        location / {
            proxy_pass http://web1;
        }
    }
    server {
        listen 80;
        server_name www.web2.com;
        location / {
            proxy_pass http://web2;
        }
    }
}

基于开发语⾔分发

http { 
    upstream php {
        server 192.168.10.42;
    }
    upstream html {
        server 192.168.10.43;
    }
    server {
        location ~* \.php$ {
            proxy_pass http://php;
        }
        location ~* \.html$ {
            proxy_pass http://html;
        }
}

基于浏览器分发

upstream elinks { server 192.168.10.42; }
upstream chrome { server 192.168.10.43; }
upstream any { server 192.168.10.42:81; }
server {
    listen 80;
    server_name www.web1.com;

    location / {
        proxy_pass http://any;

        if ( $http_user_agent ~* Elinks ) {
            proxy_pass http://elinks;
        }

        if ( $http_user_agent ~* chrome ) {
            proxy_pass http://chrome;
        }
    }
}

基于源ip分发

worker_processes 1;
events {
    worker_connections 1024;
}
http {
    include mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    sendfile on;
    keepalive_timeout 65;

    upstream bj.server {
        server 192.168.10.42;
    }
    upstream sh.server {
        server 192.168.10.43;
    }
    upstream default.server {
        server 192.168.10.42:81;
    }
    # nginx 自带的模块，可以根据用户的ip 判断用哪个地址
    geo $geo {
        default default;
        192.168.10.241/32 bj;
        192.168.10.242/32 sh;
    }

    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://$geo.server$request_uri;
        }
    }
}