Nginx负载均衡

目录

Nginx负载均衡

1.定义

2.负载均衡的作用

3.upstream配置

4.负载均衡算法

5.nginx配置7层协议及4层协议方法

1.nginx配置7层协议

2.nginx配置4层协议

6.nginx会话保持

1、ip_hash

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Nginx负载均衡

1.定义

负载均衡（Load Balance，简称 LB），是在现有网络结构之上分摊到多个操作单元上进行执行，扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

2.负载均衡的作用

高并发：负载均衡通过算法调整负载，尽力均匀的分配应用集群中各节点的工作量，以此提高应用集群的并发处理能力（吞吐量）。 伸缩性：添加或减少服务器数量，然后由负载均衡进行分发控制。这使得应用集群具备伸缩性。 高可用：负载均衡器可以监控候选服务器，当服务器不可用时，自动跳过，将请求分发给可用的服务器。这使得应用集群具备高可用的特性。

安全防护：有些负载均衡软件或硬件提供了安全性功能，如：黑白名单处理、防火墙，防 DDos 攻击等

3.upstream配置

被代理服务器地址有两种写法。

 upstream testapp { 
       server 10.12.153.43:80;
       server 10.12.153.220:80;
     }
  server {
         listen 80;
         server_name localhost;
         location / {         
            proxy_pass  http://testapp;  #请求转向 testapp 定义的服务器列表         
         } 
 upstream mysvr { 
       server  http://10.12.153.43:80;
       server  http://10.12.153.220:80;
     }
  server {
         listen 80;
         server_name localhost;
         location  / {         
            proxy_pass  http://mysvr;  #请求转向mysvr 定义的服务器列表         
         } 

4.负载均衡算法

upstream 支持4种负载均衡调度算法:

A、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;

B、ip_hash:每个请求按访问IP的hash结果分配，同一个IP客户端固定访问一个后端服务器。可以保证来自同一ip的请求被打到固定的机器上，可以解决session问题。

C、url_hash: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。后台服务器为缓存的时候提高效率。

D、fair:这是比上面两个更加智能的负载均衡算法。此种算法可以依据页面大小和加载时间长短智能地进行负载均衡，也就是根据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。Nginx本身是不支持 fair的，如果需要使用这种调度算法，必须下载Nginx的 upstream_fair模块。

#配置实例

1、热备：如果你有2台服务器，当一台服务器发生事故时，才启用第二台服务器给提供服务。服务器处理请求的顺序：AAAAAA突然A挂啦，BBBBBBBBBBBBBB.....

 upstream myweb { 
       server 172.17.14.2:8080; 
       server 172.17.14.3:8080 backup;  #热备     
     }

2、轮询：nginx默认就是轮询其权重都默认为1，服务器处理请求的顺序：ABABABABAB....

upstream myweb { 
       server 172.17.14.2:8080;
       server 172.17.14.3:8080;
     }

3、加权轮询：跟据配置的权重的大小而分发给不同服务器不同数量的请求。如果不设置，则默认为1。下面服务器的请求顺序为：ABBABBABBABBABB....

 upstream myweb { 
       server 172.17.14.2:8080 weight=1;
       server 172.17.14.3:8080 weight=2;
 }

4、ip_hash:nginx会让相同的客户端ip请求相同的服务器。

 upstream myweb { 
       server 172.17.14.2:8080; 
       server 172.17.14.3:8080;
       ip_hash;
     }

5、nginx负载均衡配置状态参数

• down，表示当前的server暂时不参与负载均衡。

• backup，预留的备份机器。当其他所有的非backup机器出现故障或者忙的时候，才会请求backup机器，因此这台机器的压力最轻。

• 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。

• fail_timeout，在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间单位秒。max_fails可以和fail_timeout一起使用。

upstream myweb { 
       server 172.17.14.2:8080 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
       server 172.17.14.3:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=1;    
     }

5.nginx配置7层协议及4层协议方法

1.nginx配置7层协议

OSI（Open System Interconnection）是一个开放性的通行系统互连参考模型，他是一个定义的非常好的协议规范，共包含七层协议。直接上图，这样更直观些：

 #upstream块在http协议块里面

 upstream testapp {
            server 10.12.153.43:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2s;
            server 10.12.153.220:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2s;               
     }
 ​
      server {
            listen       81;
     server_name www.app.com;
     charset utf-8;
     #access_log  logs/host.access.log  main;
     location / {
         proxy_pass http://testapp;
             proxy_set_header Host $host:$server_port;
             proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

2.nginx配置4层协议

TCP/IP协议 之所以说TCP/IP是一个协议族，是因为TCP/IP协议包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNETFTP、SMTP、ARP、TFTP等许多协议，这些协议一起称为TCP/IP协议。

从协议分层模型方面来讲，TCP/IP由四个层次组成：网络接口层、网络层、传输层、应用层。

nginx在1.9.0的时候，增加了一个 stream 模块，用来实现四层协议（网络层和传输层）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。

 #stream与http协议快同级

stream {
             upstream myweb {
                 hash $remote_addr consistent;
                 server 172.17.14.2:8080;
                 server 172.17.14.3:8080;
         }
         server {
             listen 82;
             proxy_connect_timeout 10s;
             proxy_timeout 30s;
             proxy_pass myweb;
         }
 }

6.nginx会话保持

nginx会话保持主要有以下几种实现方式。

1、ip_hash

ip_hash使用源地址哈希算法，将同一客户端的请求总是发往同一个后端服务器，除非该服务器不可用。

ip_hash语法：

 upstream backend {
     ip_hash;
     server backend1.example.com;
     server backend2.example.com;
     server backend3.example.com down;
 }

ip_hash简单易用，但有如下问题： 当后端服务器宕机后，session会丢失； 来自同一局域网的客户端会被转发到同一个后端服务器，可能导致负载失衡； 不适用于CDN网络，不适用于前段还有代理的情况。