负载均衡

Posted 2020-07-28 心浩宇

nginx负载均衡的理解

Nginx是一个轻量级的、高性能的WebServer，他主要可以干下面两件事：

作为http服务器（和apache的效果一样）
作为反向代理服务器实现负载均衡

现在Nginx到处都可以见到，经常会看到宕机后的网页会显示nginx的字样，这也说明Nginx由于高性能、使用配置简、开源单这些特点被越来越多的用户所接受，所使用。

其中第一种作为http服务器，结合php-fpm进程，对发来的请求进行处理，nginx本身并不会解析php，他只是作为一个服务器，接受客户端发来 的请求，如果是php请求，则交给php进程处理，并将php处理完成之后的结果发送给客户端。这个很简单，安装好nginx+php-fpm之后配置好 各自的配置文件，启动就可以实现。运行原理可以看下面这段解释：

Nginx不支持对外部程序的直接调用或者解析，所有的外部程序（包括PHP）必须通过FastCGI接口来调用。FastCGI接口在Linux下是 socket（这个socket可以是文件socket，也可以是ip socket）。为了调用CGI程序，还需要一个FastCGI的wrapper（wrapper可以理解为用于启动另一个程序的程序），这个 wrapper绑定在某个固定socket上，如端口或者文件socket。当Nginx将CGI请求发送给这个socket的时候，通过FastCGI 接口，wrapper接收到请求，然后派生出一个新的线程，这个线程调用解释器或者外部程序处理脚本并读取返回数据；接着，wrapper再将返回的数据 通过FastCGI接口，沿着固定的socket传递给Nginx；最后，Nginx将返回的数据发送给客户端。这就是Nginx+FastCGI的整个 运作过程，如图下图所示。

反向代理是和正向代理（或者叫代理） 相反的，代理大家定听过吧，为了更方便的访问B资源，通过A资源间接的访问B资源，特点就是用户知道自己最终要访问的网站是什么，但是反向代理用户是不知 道代理服务器后边做了什么处理的，反向代理中服务真正的处理服务器放在内网，对外网而言只可以访问反向代理服务器，这也大大提高了安全性。

简单配置：

在http段加入以下代码

upstream a.com {
      server  192.168.5.126:80;
      server  192.168.5.27:80;
}
 
server{
    listen 80;
    server_name a.com;
    location / {
        proxy_pass         http://a.com;
        proxy_set_header   Host             $host;
        proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
        proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
    }
}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

upstream webservers {
      server 192.168.18.201 weight=1;
      server 192.168.18.202 weight=1;
  }
  server {
      listen       80;
      server_name  localhost;
      #charset koi8-r;
      #access_log  logs/host.access.log  main;
      location / {
              proxy_pass      http://webservers;
              proxy_set_header  X-Real-IP  $remote_addr;
      }
}

注，upstream是定义在server{ }之外的，不能定义在server{ }内部。定义好upstream之后，用proxy_pass引用一下即可。

       upstream是Nginx的HTTP Upstream模块，这个模块通过一个简单的调度算法来实现客户端IP到后端服务器的负载均衡。在上面的设定中，通过upstream指令指定了一个负 载均衡器的名称test.net。这个名称可以任意指定，在后面需要用到的地方直接调用即可。

2.upstream 支持的负载均衡算法

Nginx的负载均衡模块目前支持4种调度算法，下面进行分别介绍，其中后两项属于第三方调度算法。  

    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，如果后端某台服务器宕机，故障系统被自动剔除，使用户访问不受影响。Weight 指定轮询权值，Weight值越大，分配到的访问机率越高，主要用于后端每个服务器性能不均的情况下。

    ip_hash。每个请求按访问IP的hash结果分配，这样来自同一个IP的访客固定访问一个后端服务器，有效解决了动态网页存在的session共享问题。

    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。

    url_hash。此方法按访问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，可以进一步提高后端缓存服务器的效率。Nginx本身是不支持url_hash的，如果需要使用这种调度算法，必须安装Nginx 的hash软件包。

3.upstream 支持的状态参数

在HTTP Upstream模块中，可以通过server指令指定后端服务器的IP地址和端口，同时还可以设定每个后端服务器在负载均衡调度中的状态。常用的状态有：      

    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。max_fails可以和fail_timeout一起使用。

注，当负载调度算法为ip_hash时，后端服务器在负载均衡调度中的状态不能是weight和backup。


配置nginx进行健康状态检查
    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。max_fails可以和fail_timeout一起使用，进行健康状态检查。

upstream webservers {
        server 192.168.18.201 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.18.202 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
    }

配置ip_hash负载均衡
    ip_hash，每个请求按访问IP的hash结果分配，这样来自同一个IP的访客固定访问一个后端服务器，有效解决了动态网页存在的session共享问题。（一般电子商务网站用的比较多）

upstream webservers {
        ip_hash;
        server 192.168.18.201 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.18.202 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        #server 127.0.0.1:8080 backup;
    }