Nginx负载均衡机制及常见问题

介绍

Nginx是目前主流的WEB服务器发布软件，不仅可以作为强大的web服务器，也可以作为一个反向代理服务器，而且nginx还可以按照调度规则实现动静分离，可以按照轮询、ip_hash、URL哈希、权重等多种方式对后端服务器做负载均衡，同时还支持后端服务器的健康检查。

upstream tdt_wugk {
    server    10.10.141.32:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    server    10.10.141.32:8081 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
}

1、upstream的fail_timeout和max_fails，用来判断负载均衡upstream中的某个server是否失效。在fail_timeout的时间内，nignx与upstream中某个server的连接尝试失败了max_fails次，则nginx会认为该server已经失效。在接下来的fail_timeout时间内，nginx不再将请求分发给失效的server。

2、fail_timeout默认为10秒，max_fails默认为1。是指在10秒内nginx与后端server连接失败一次，如果在10秒内nginx与后端的连接失败达到一次，nginx认为这个server已失效，在接下来的10秒内，nginx将不会分发请求到这台后端。

3、如果max_fails=0，即关闭后端服务器健康检查，如果权重一样，那么每次请求都会有机会发到后端不可用的服务器。另外，fail_timeout设置的时间对响应时间没影响，这个响应时间是用接下来的proxy_connect_timeout和proxy_read_timeout来控制。

4、proxy_connect_timeoutnginx与后端连接的超时时间，单位为秒，默认为60秒。我们在nginx错误日志里面看到的(110:Connectiontimedout)，就是指nginx与后端连接已经超时。

5、proxy_read_timeout建立连接后，nginx等候读取后端服务器响应的时间，默认为60秒。在一些比较繁忙的后端，比如线程数经常达到峰值了的tomcat，这个值注意不要设得太低，虽然线程数已经用光，但请求已经进入待队列之中。

6、proxy_send_timeoutnginx转发请求到后端的超时时间，默认为60秒，在这段时间内nginx没将请求数据发到后端将关闭连接。这个在网站有比较多像表单(post)之类的需要留意一下.

7、keepalive_timout时间值意味着：一个http产生的tcp连接在传送完最后一个响应后，还需要等待keepalive_timeout秒后，才开始关闭这个连接。

Nginx配置文件优化参数

nginx进程数，建议按照cpu数目来指定，一般为它的倍数。

worker_processes 8;

为每个进程分配cpu，上例中将8个进程分配到8个cpu，当然可以写多个，或者将一个进程分配到多个cpu。

worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;

这个指令是指当一个nginx进程打开的最多文件描述符数目，理论值应该是最多打开文件数（ulimit-n）与nginx进程数相除，但是nginx分配请求并不是那么均匀，所以最好与ulimit-n的值保持一致。

worker_rlimit_nofile 102400;

使用epoll的I/O模型。

use epoll;
每个进程允许的最多连接数，理论上每台nginx服务器的最大连接数为worker_processes*worker_connections。

worker_connections 102400;

keepalive超时时间。

keepalive_timeout 60;

客户端请求头部的缓冲区大小，这个可以根据你的系统分页大小来设置，一般一个请求的头部大小不会超过1k，不过由于一般系统分页都要大于1k，所以这里设置为分页大小。分页大小可以用命令getconfPAGESIZE取得。

client_header_buffer_size 4k;

这个将为打开文件指定缓存，默认是没有启用的，max指定缓存数量，建议和打开文件数一致，inactive是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。

open_file_cache max=102400 inactive=20s;

这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。

open_file_cache_valid 30s;

open_file_cache指令中的inactive参数时间内文件的最少使用次数，如果超过这个数字，文件描述符一直是在缓存中打开的，如上例，如果有一个文件在inactive时间内一次没被使用，它将被移除。

open_file_cache_min_uses 1;

Nginx浏览器缓存优化

浏览器缓存（BrowserCaching）是为了加速浏览并节约网络资源，浏览器在用户磁盘上对最近请求过的文档进行存储。nginx可以通过expires指令来设置浏览器的Header。Expires指令设置:

location~ \.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|ico|txt|png|js|css|swf|doc)$ {
        expires 30d;
}

系统fstab性能优化

当文件被创建，修改和访问时，Linux系统会记录这些时间信息。当系统的读文件操作频繁时，记录文件最近一次被读取的时间信息，将是一笔不少的开销。

所以，为了提高系统的性能，可以在读取文件时不修改文件的atime属性。可以通过在加载文件系统时使用notime选项来做到这一点。

当以noatime选项加载（mount）文件系统时，对文件的读取不会更新文件属性中的atime信息。设置noatime的重要性是消除了文件系统对文件的写操作，文件只是简单地被系统读取。

一般添加在/etc/fstab里面，如下配置：

tmpfs     /dev/shm    tmpfs    defaults            0 0
devpts    /dev/pts    devpts   gid=5,mode=620      0 0
sysfs     /sys        sysfs    defaults            0 0
proc      /proc       proc     defaults,noatime    0 0