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Nginx 负载均衡

Nginx 负载均衡

负载均衡由反向代理来实现的

其中反向代理分为七层代理和四层代理，一般常用的是七层代理，接下来分别介绍一些

NGINX 七层代理

七层是最常用的反向代理方式，只能配置在Nginx配置文件的http模块。

配置方法名称：upstream 模块

不能写在server中，也不能在location中，在http模块当中是独立的一个配置；七层代理的就是http请求和响应

工作流程

客户端 —— http请求 —— 七层代理(代理服务器上) ——代理服务器转发http请求到内部的一组服务器  (web集群）

客户端不知道请求的代理服务器还是内部服务器，而且代理服务器影藏了内部服务器的IP地址

实际上访问的是代理服务器，请求到代理后转发给web服务器，最后由web服务器响应给客户端

NGINX 四层代理

四层代理是基于TCP/IP 协议层的代理转发方式，可以实现基于IP地址和端口进行负载均衡转发

四层代理无法获取http请求当中的URL信息，只能对 TCP/UDP 数据包进行转发 —— 流量转发

配置方法名称：stream
stream 是不能配置在http模块中，配置在全局当中属于一个独立的模块，不属于其他任何模块

四层与七层区别       *面

  • 七层走的是http请求，四层走的tcp/udp的数据包，转发的是流量；可以对请求进行深入的解析和处理，流量控制，内容的过滤；七层对请求进行精确处理和控制的场景。
  • 四层代理不能进行流量控制，也没办法对内容进行过滤；四层代理通常适用于需要处理大量连接请求的场景
  • 在实际中，四层和七层可以配合使用
四层与七层的速度

四层代理速度比七层代理速度快

  • 四层只是流量转发，不能对请求进行解析和控制；所以速度快
  • 四层代理走的是内核，内核转发的流量，所以速度快
  • 七层对请求进行处理和解析，速度比较慢
  • 七层走的是用户态，访问控制，流量处理，所以速度比较慢七层代理可以提供更高级的服务和更高的用户体验。

反向代理

客户端访问代理服务器，代理服务器转发请求流量到后端服务器，后端的web服务器会有多台，用户并不知道最终访问的是哪一台服务器

作用：负载均衡 高可用 可扩展 提高可维护性

算法

Upstream：基于https实现负载均衡，反向代理

1、轮询算法 rr（默认算法）

http请求的负载均衡方式、没有缓存、负载均衡的算法；请求轮流分配给后端服务器，轮询算法使用与web服务器处理能力相近的情况，默认算法可以不加

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Nginx 负载均衡_第3张图片Nginx 负载均衡_第4张图片Nginx 负载均衡_第5张图片

2、加权轮询

建立在轮询算法的基础之上，通过给不同的web服务器权重，让处理能力更强的服务器可以分配到更多的请求；虽然配置了权重值，但是轮询的结果未必准确

Nginx 负载均衡_第6张图片

3、ip_hash
根据IP地址计算出一个hash值，使用ip hash算法，同一个客户端的请求会被分配到同一个后端服务器、保证会话的稳定性；后端服务器的数量发生变化，hash会被重新计算，请求的服务器也会发生变化

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4、least_cnn
最少连接数也会轮询，请求发送到当前连接数最少得后端web服务器；通常适用于后端服务器处理任务耗时不同的情况，避免了所有请求集中在处理能力更强的后端服务器上；通常会和加权轮询配合使用

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5、ur_hash
根据uri地址计算hash值，使用urlhash相同请求的uri会分配到同一个后端web服务器

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域名访问

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Nginx 负载均衡_第16张图片

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总结

小场景：并发量很小，默认算法就可以满足适应条件

后端web服务器的处理能力有差异，加权轮询，和最小链接数配合使用即可

大型并发：ip hash、url hash 第一次请求之后，会有本地缓存，而且因为hash算法的原因
请求的后台web服务器不会发生变化，可以提高访问速度（缓存）减轻了后台服务器的请求压力

ip hash 后端web服务器数量发生变化，请求的服务器也可能会发生变化
url hash 请求的地址发生变化，请求的服务器也可能会发生变化

如何做反向代理       *面

反向代理就是负载均衡，如要做负载均衡应该看你的场景并发量、访问人数有多少，根据这个指标，来确定负载均衡的算法

并发小：默认轮询或者加权轮询，配合最小连接数使用即可

高并发：ip_hash或者urL hash来实现，访问一次之后，就不会再切换后端web服务器，下一次访问就是缓存，所以它的速度快，后台web服务器请求的压力也会变小

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