linux-nginx-3(反向代理+负载均衡）

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了linux-nginx-3(反向代理+负载均衡）相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

nginx的反向代理

反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受Internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器；并将从服务器上得到的结果返回给Internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。

通常的代理服务器，只用于代理内部网络对Internet的连接请求，客户机必须指定代理服务器,并将本来要直接发送到Web服务器上的http请求发送到代理服务器中。当一个代理服务器能够代理外部网络上的主机，访问内部网络时，这种代理服务的方式称为反向代理服务。

nginx可以作为七层协议上的负载均衡主机，即在应用层上的负载均衡主机，七层负载是面向服务的，报文已经被转发至用户空间，这是不同于四层负载的地方(四层负载在内核(TCP协议栈)就被转发给后台RS)。

Nginx通过proxy模块实现反向代理功能。在作为web反向代理服务器时，nginx负责接收客户请求，并能够根据URI、客户端参数或其它的处理逻辑将用户请求调度至上游服务器上(upstream server)。nginx在实现反向代理功能时的最重要指令为proxy_pass，它能够将location定义的某URI代理至指定的上游服务器(组)上。

⑴proxy_pass URL;

       设置后端服务器的协议和地址；这条指令可以设置的协议是“http”或者“https”，而地址既可以使用域名或者IP地址加端口（可选）的形式来定义：

          proxy_pass http://localhost:8000/uri/;

       如果解析一个域名得到多个地址，所有的地址都会以轮转的方式被使用。当然，也可以使用服务器组来定义多个地址。

       如果proxy_pass没有使用URI，传送到后端服务器的请求URI一般是客户端发起的原始URI，如果nginx改变了请求URI，则请求路径与配置中的路径的匹配部分将被替换为指令中定义的URI：

         若nginx接到的请求的uri是/name/a.html

           location /name/ {
              proxy_pass http://192.168.30.20/remote/;
           } #传送到后端服务器的URI是/remote/a.html

           location /name/ {
              proxy_pass http://192.168.30.20;
           } #传送到后端服务器的URI是/name/a.html

           location /name/ {

              proxy_pass http://192.168.30.20/;

           } #注意与上面用法的区别，这里地址末尾带有斜线，实际上被认为定义了URI，该“/”会替换“/name/"，传送到后端服务器的URI是/a.html。

如果使用正则表达式定义路径，则proxy_pass指令不应使用URI

location ~ .php$ {
            proxy_pass   http://127.0.0.1;
        }

在需要代理的路径中，使用rewrite指令改变了URI，那么nginx将使用重写后的URI处理请求，而忽略proxy_pass指令设置的URI。如下面所示的例子中，传送给上游服务器的URI为/index.php?page=<match>。

           location / {

             rewrite /(.*)$ /index.php?page=$1 break;

             proxy_pass http://localhost:8080;

           }


 ⑵proxy模块的其它指令

     ①proxy_connect_timeout time;

         与后端服务器建立连接的超时时间。一般不可能大于75秒；

     ②proxy_cookie_domain off;  #取消当前配置级别的所有proxy_cookie_domain指令

      proxy_cookie_domain domain replacement;

         设置“Set-Cookie”响应头中的domain属性的替换文本，其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量；例如：

           proxy_cookie_domain localhost example.org;

         说明：

　　         浏览器对 Cookie 有很多限制，如果 Cookie 的 Domain 部分与当前页面的 Domain 不匹配就无法写入。所以如果请求 A 域名，服务器 proxy_pass 到 B 域名，然后 B 服务器输出 Domian=B 的 Cookie，前端的页面依然停留在 A 域名上，于是浏览器就无法将 Cookie 写入。
　　         不仅是域名，浏览器对 Path 也有限制。我们经常会 proxy_pass 到目标服务0器的某个 Path 下，不把这个 Path 暴露给浏览器。这时候如果目标服务器的 Cookie 写死了 Path 也会出现 Cookie 无法写入的问题。

     ③proxy_cookie_path off;

      proxy_cookie_path path replacement;

         设置“Set-Cookie”响应头中的path属性的替换文本，其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量；例如：

           proxy_cookie_path /two/ /;           

           若“Set-Cookie”响应头含有属性“path=/two/some/uri/”，那么该指令会将这个属性改写为“path=/some/uri/”。

      ④proxy_hide_header field; 

         nginx默认不会将“Date”、“Server”、“X-Pad”，和“X-Accel-...”响应头发送给客户端。该指令则可以设置额外隐藏的响应头，这些响应头也不会发送给客户端。相反的，如果希望允许传递某些响应头给客户端，可以使用proxy_pass_header指令。

      ⑤proxy_set_header field value;

         重新定义或者添加发往后端服务器的请求头。value可以包含文本、变量或者它们的组合。例如：

           proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;   #给请求头中添加客户端IP

           proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;   

         默认情况下，只有两个请求头会被重新定义：

           proxy_set_header Host $proxy_host;
           proxy_set_header Connection close;

         如果某个请求头的值为空，那么这个请求头将不会传送给后端服务器：

           proxy_set_header Accept-Encoding "";

      ⑥proxy_pass_request_headers on|off;   #是否将http首部发往上游服务器

      ⑦proxy_pass_request_body on|off;  #是否将http请求报文的包体部分发往上游服务器

      ⑧proxy_redirect [default|off|redirect replacement];

         修改上游服务器传来的响应头中的"Location"和"Refresh"字段。例如：

           proxy_redirect http://localhost:8000/two/ http://frontend/one/;       

         replacement字符串可以省略服务器名：

           proxy_redirect http://localhost:8000/two/ /;

           此时将使用代理服务器的主域名和端口号来替换。如果端口是80，可以不加。

      ⑨proxy_send_timeout time;

         在连接断开之前两次发送至upstream server的写操作的最大间隔时长；

      ⑩proxy_read_timeout time;

         在连接断开之前两次从接收upstream server接收读操作的最大间隔时长；


    ⑶proxy模块的内置变量

      ①$proxy_host：后端服务器的主机名和端口；

      ②$proxy_port：后端服务器的端口；

      ③$proxy_add_x_forwarded_for

         将$remote_addr变量值添加在客户端“X-Forwarded-For”请求头的后面，并以逗号分隔。 如果客户端请求未携带“X-Forwarded-For”请求头，$proxy_add_x_forwarded_for变量值将与$remote_addr变量相同   


设置示例：

    proxy_redirect off; 
    proxy_set_header Host $host;    
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;    
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;    
    client_max_body_size 10m;    
    client_body_buffer_size 128k;    
    proxy_connect_timeout 30;    
    proxy_send_timeout 15;    
    proxy_read_timeout 15;

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当在192.168.2.18的配置文件中定义了反向代理，指向192.168.2.29，此时我们访问192.168.2.18 就会把请求代理转发给192.168.2.29这台主机



二、缓存服务器功能


 nginx做为反向代理时，能够将来自上游服务器的响应缓存至本地，并在后续的客户端请求同样内容时直接从本地构造响应报文。nginx使用磁盘做缓存

nginx缓存大致上由两部分组成：

  • cache：共享内存(存储键和缓存对象元数据)，查找在内存上

  • data：数据在磁盘空间

(1) proxy_cache_path：定义缓存空间(不能定义在server段中，定义在http段中)，属于proxy模块

proxy_cache_path  [levels=levels] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time] ;定一个用记保存缓存响应报文的目录，及一个保存缓存对象的键及响应元数据的共享内存区域(keys_zone=name:size)，其可选参数有：

levels：每级子目录名称的长度，有效值为1或2，每级之间使用冒号分隔，最多为3级；1:2表示两个级别目录，一级子目录由一个字符组成，二级子目录由二个字符组成
keys_zone：给共享内存命名，存储键的区域，可以定义多个区域，每个区域要有个名称引用。
inactive：非活动缓存项从缓存中剔除之前的最大缓存时长；
max_size：缓存空间大小的上限，当需要缓存的对象超出此空间限定时，缓存管理器将基于LRU算法对其进行清理；
loader_files：缓存加载器(cache_loader)的每次工作过程最多为多少个文件加载元数据；
loader_sleep：缓存加载器的每次迭代工作之后的睡眠时长；
loader_threashold：缓存加载器的最大睡眠时长；

如 proxy_cache_path /nginx/cache levels=1:1 keys_zone=nginx_cache:64m

(2) proxy_cache zone | off;   #定义一个用于缓存的共享内存区域，其可被多个地方调用；zone为我们之前定义的keys_zone名字，如之前的nginx_cache

(3)proxy_cache_min_uses：某响应报文被缓存之前至少应该被请求的次数；

(4) proxy_cache_lock on | off;   #启用此项，可在缓存未命令中阻止多个相同的请求同时发往upstream，其生效范围为worker级别

(5)proxy_cache_lock_timeout time;   #proxy_cache_lock功能的锁定时长；

(6)proxy_cache_min_uses number;   #某响应报文被缓存之前至少应该被请求的次数；

(7)proxy_cache_use_stale error | timeout | invalid_header | updating | http_500 | http_502 | http_503 |http_504 | http_403 | http_404 | off ...； 在无法联系到upstream服务器时的哪种情形下(如error、timeout或http_500等)让nginx使用本地缓存的过期的缓存对象直接响应客户端请求

例如 proxy_cache_usr_stale error ;

(8)proxy_cache_valid [code ...] time;

 用于为不同的响应设定不同时长的有效缓存时长，例如： proxy_cache_valid  200 302  10m;为200和302响应设置缓存时长为10分钟

(9） proxy_cache_methods GET | HEAD | POST ...;   #为哪些请求方法启用缓存功能；默认GET和HEAD

如proxy_cache_methods  GET;把GET请求给缓存

(10) proxy_cache_bypass string;

 设定在哪种情形下，nginx将不从缓存中取数据。例如：

proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

proxy_cache_bypass $http_pragma $http_authorization;

(11) proxy_cache_key string;   #设定在存储及检索缓存时用于“键”的字符串，可以使用变量为$uri其值，但使用不当时有可能会为同一个内容缓存多次；另外，将用户私有信息用于键可以避免将用户的私有信息返回给其它用户；

        例如：proxy_cache_key "$host$request_uri;

负载均衡

负载均衡使用的是upstream模块，upstream模块可定义一个新的上下文，它包含了一组upstream服务器，这些服务器可能被赋予了不同的权重、不同的类型、可以检查各个负载服务器的状态甚至可以基于维护等原因被标记为down。

配置语法：

       upstream 服务器列表名称 {

          server address [parameters];

          ...

       }

upstream模块常用的指令有：


weight：权重；默认为1
max_fails=number；设定Nginx与服务器通信的尝试失败的次数。在fail_timeout参数定义的时间段内，如果失败的次数达到此值，Nginx就认为服务器不可用。在下一个fail_timeout时间段，服务器不会再被尝试。失败的尝试次数默认是1。设为0就会停止统计尝试次数，认为服务器是一直可用的。
fail_timeout=time   #默认是10秒
backup   #标记为备用服务器。当主服务器不可用以后，请求会被传给这些服务器。
down   #标记服务器永久不可用，可以跟ip_hash指令一起使用

upstream模块的其它负载均衡算法（用于upstream上下文）：

       ①ip_hash;

          作用同lvs中的sh调度算法，将来自于同一个客户端的请求始终调度至同一台后端服务器（除了当服务器不可用的时候）

       ②least_conn;

          将请求发送到活动连接数最少的那台服务器。如果这样的服务器有多台，就尝试按加权轮循来调度

       ③sticky cookie name [expires=time] [domain=domain] [httponly] [secure] [path=path];

          session绑定，将来自于同一个客户端的请求始终调度至同一台后端服务器，从而实现客户端与后端服务器的session保持。

          ip_hash指令无法实现对内网NAT用户的均衡，而sticky指令可以做到；

          ◆sticky工作原理：             

             1.浏览器首次发起请求，请求头未带cookie。nginx接收请求，发现请求头没有cookie，则以轮询方式将请求代理给后端服务器。

             2.后端服务器处理完请求，将响应头和内容返回给nginx。

             3.nginx生成cookie，返回给客户端浏览器。cookie的值与后端服务器对应，可能是明文，也可能是md5、sha1等Hash值。

             4.浏览器接收请求，并创建cookie。

             5.浏览器再次发送请求时，带上cookie。

             6.nginx接收到cookie，直接转给对应的后端服务器

          参数说明：             

             domain：cookie作用的域名

             path：cookie作用的路径

             expires：cookie的过期时长

       7、health_check [interval=time] [fails=number] [passes=number] [uri=uri] [match=name];

        对上游服务器组进行健康状态检测，用于location中；

      参数说明：

        interval=time  #检测的间隔时长，默认为5秒

        fails=number   #连续检测失败多少次即认为上游服务器不可用，默认为1次

        passes=number  #上游服务器从不可用到可用状态时需要连续检测的次数，默认为1次

        uri=uri      #定义用于健康检测的URI，默认为“/”，即默认检测目标服务器的主页

        match=name    #指定一段配置来当作检测条件，默认当响应码为2XX或3XX时认为上游服务器是可用的


uptream使用注意：

       ①只能用于http上下文

       ②各server只能直接使用IP或主机名，不要加协议

    ⑶默认情况下，nginx按加权轮转的方式将请求代理到各上游服务器。与上游服务器通信的时候，如果出现错误，请求会被传给下一个服务器，直到所有可用的服务器都被尝试过。如果所有服务器都返回失败，客户端将会得到最后通信的那个服务器的（失败）响应结果。

    ⑷地址可以是域名或者IP地址，端口是可选的（默认是80），或者是指定“unix:”前缀的UNIX域套接字的路径。如果一个域名解析到多个IP，本质上是定义了多个server。

例如:

http{

    listen 80;

     upstream php_nginx{

        server 192.168.2.29 weight=2;

        server 192.168.2.30:8080 weight=3 max_fails=5 fail_timeout=30;

        server 192.168.2.109 backup;

    }

    location / {

    proxy_pass http://php_ngix;

    health_check interval=30 fails_time=5 url=/ match=check-php;

    }

    mtach check-php{

        status  200；

       header Content-Type = text/html;

      body ~ "Welcome to nginx!"；

          }

}

 





    



以上是关于linux-nginx-3(反向代理+负载均衡）的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

25,Nginx反向代理负载均衡

Nginx反向代理实现负载均衡配置图解

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nginx反向代理访问很慢，我做了负载均衡，现在几乎无法访问，有谁能帮我解决一下，万分感谢。

Linux服务：Nginx反向代理与负载均衡

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