Nginx实现反向代理和负载均衡

Posted 2021-05-31 天马行空

nginx的代理功能与负载均衡功能是最常被用到的，本文主要简述代理，反向代理，负载均衡的相关知识点，及利用Nginx实现反向代理和负载均衡的操作步骤，仅供学习分享使用，如有不足之处，还请指正。

什么是代理？

比如，在国内由于国情原因，谷歌网站被屏蔽，无法访问，就需要设置代理服务器进行访问，代理服务器通过解析客户端请求，发送给服务端，并接收服务端返回信息，然后返回给客户端。在此过程中，服务端并不知道客户端是哪一个，只跟代理服务器进行通信，以达到隐藏客户端身份的目的。再比如，当在外公司外面，需要访问公司内网，则需要通过VPN进行连接，VPN也是代理服务器的一种。代理示意图如下所示：

什么是反向代理？

对于访问量高的系统，一台服务器是无法满足性能上的要求，通常都会部署多台服务器来满足实际的需要，如：百度，谷歌等大型搜索引擎。这个时候，通常都会设置一个入口来分发不同的请求到各个服务器上。实际上用户并不知道访问的是哪一台服务器，这样就很好的隐藏了服务端，也减少了服务器暴露的风险。在此过程中，充当访问入口的服务器，就是反向代理服务器，示意图如下：

正向代理和反向代理的区别：主要看代理服务器是在客户端，还是服务端。是为了隐藏客户端，还是为了隐藏服务端。

什么是负载均衡？

在实际项目的服务器部署过程中，有的服务器性能好，有的服务器性能差，如果所有的访问机会都是均等的，则会造成有的服务器不堪重负，有的服务器又会造成资源浪费，所以负载均衡就是为了让每一个资源都得到最大限度的合理利用。Nginx提供的负载均衡内置策略为轮询，加权轮询，Ip hash三种，以下三种负载均衡策略分别介绍。

轮询方式是默认的负载均衡策略，每一个服务资源被分配到的机会都是均等的，示意图如下所示：

加权轮询，及根据特殊的需要，每一个资源按不同的权重（百分比）被分配利用，以达到合理利用资源的目的，示意图如下：

ip hash，

当用户第一次访问时，采用轮询或加权轮询的访问分配资源，然后对客户端请求的ip进行hash操作，然后根据hash结果将同一个客户端ip的请求分发给同一台服务器进行处理，可以解决session不共享的问题。 示意图如下：

Nginx实现反向代理

反向代理和负载均衡相辅相成，互为一体，所以合并一起分析。反向代理，隐藏服务提供方，步骤如下：

 1. 增加两个虚拟服务主机节点，如下所示：

 1     server {
 2        listen 8080;
 3        server_name localhost;
 4        location / {
 5           root html2;
 6           index index.html index.htm;
 7        }
 8     }
 9     server {
10        listen 8081;
11        server_name localhost;
12        location / {
13           root html3;
14           index index.html index.htm;
15        }
16     }

截图如下：

2. 增加upstream负载均衡节点，两个服务分别指向8080，8081两个虚拟主机，如下所示：

1     # 增加一个负载均衡节点
2     upstream www.alan.hsiang.com {
3        server 192.168.127.132:8080;
4        server 192.168.127.132:8081;
5     }

截图如下：

3. 增加服务节点的，配置代理服务列表，如下所示：

proxy_pass 用于指向定义的服务列表

 1     #新增一个服务节点
 2     server {
 3        listen 80;
 4        server_name wwww.alan.hsiang.com;
 5        location / {
 6           #root html3;
 7           #index index.html index.html;
 8           proxy_pass http://www.alan.hsiang.com;
 9        }
10     }

截图如下所示：

4. 切换到 /usr/local/nginx/sbin目录下，启动nginx，如下所示：

5. 打开浏览器，输入域名。

nginx默认的负载均衡策略为轮询方式，则可以看到，输入域名后，随着刷新页面，两个端口内容交替出现，如下所示：

8080端口服务，如下所示：

8081端口，内容如下：

Nginx实现负载均衡

在负载均衡节点，配置权重【8080端口服务有1/3的机率，8081端口服务有2/3的机率】如下所示：

1     # 增加一个负载均衡节点
2     upstream www.alan.hsiang.com {
3        server 192.168.127.132:8080 weight=1;
4        server 192.168.127.132:8081 weight=2;
5     }

截图如下：

然后重新加载nginx即可，在浏览器刷新页面，则会发现8080被调用的次数大约占比1/3,8081被调用的次数大约占比2/3 。

Nginx的ip hash策略

ip_hash:nginx会让相同的客户端ip请求相同的服务器。对于session在服务端的存储有很大的作用，不然对于同一个客户端，如果每次访问的服务节点都不同，则无法判断是否登录等需要通过session判断的内容。采用ip_hash则让同一客户端每次都访问同一个服务器，避免需要重复登录的问题。

1     # 增加一个负载均衡节点
2     upstream www.alan.hsiang.com {
3        server 192.168.127.132:8080 weight=1;
4        server 192.168.127.132:8081 weight=2;
5        ip_hash;
6     }

配置负载均衡，除了weight外，还有其他一些参数，如下所示：

1. down，表示当前的server暂时不参与负载均衡。
2. 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。
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，在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间。max_fails可以和fail_timeout一起使用。

以上就是Nginx配置反向代理和负载均衡的相关知识点，旨在抛转引玉，共同探讨。

备注

晓出净慈寺送林子方

【作者】杨万里 【朝代】宋

毕竟西湖六月中，风光不与四时同。

接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红。