浅谈Nginx之反向代理与负载均衡

admin

Nginx的负载均衡是基于反向代理实现的，因此，本文先讨论什么是反向代理，再在这个的基础上讨论负载均衡以及负载均衡时应该注意哪些策略。

反向代理：

如下图所示，

7 Y4 @: I  y/ T4 i5 o$ S

  ↓-----Nginx将结果返回给浏览器---丨                                                          对Tomcat来说，只知道服务对象是Nginx服务器

浏览器  -发起对该域的访问请求->   Nginx  --------------Nginx将请求来转发给Tomcat服务器---->  Tomcat...

                                                          丨-对Tomcat来说，只对nginx负责，将结果返回给Nginx服务器---↑

从图中，我们可以知道，对于浏览器来说，他会发一个http://www.a.com/uri请求到Nginx服务器，对于他来说，他认为数据就是从http://www.a.com/uri域中返回的，事实上，当http://www.a.com/uri到达Nginx服务器后，Nginx服务器会将其转发给http://www.b.com/uri,从http://www.b.com/uri域中取得数据并将其返回给浏览器，这个步骤浏览器是不知道的，也就是说，浏览器并不知道http://www.b.com/uri该域的存在，同理，http://www.b.com/uri所在的域（图中的Tomcat）也并不知道浏览器的存在，他也只对Nginx负责。Nginx的这么一个过程便称为反向代理。

那么，Nginx服务器是如何实现这一步的呢，事实上也很简单，只需要在location中做一下简单的配置即可，命令大概如下图所示：（配置完命令记得reload重新加载才能生效）

% m, Z( V' O- P( h$ I" ?/ y
8 J4 T4 l* f3 K

1. worker_processes 1;
   
2. events{

复制代码

9 S: T: o6 d: _8 U* S/ H3 X
重点在于location处，这样的配置代表的是，所有来自浏览器的请求，在Nginx收到之后，都会代理到http://192.168.1.62:8080所在的地方

比如，我浏览器上发起http://192.168.1.61/a/index.html；Nginx收到之后，将会发出http:// 192.168.1.62:8080/a/index.html这么一个请求到所连接的服务器上，如上图的Tomcat。
* J; b! W7 i4 p/ c% v4 i5 S% Y  ]' O
4 V1 l3 m! |" z" A3 y. a
0 _* J+ F0 X1 {5 d$ j接下来我们做这样一个假设，假如后端连接着几台。几十台服务器呢，这个时候Nginx也是做同样的代理吗，答案是肯定的。图示如下：那么，在这么多台服务器上，Nginx的转发又是基于怎样的策略呢？这个时候就涉及在负载均衡了，说白了就是，应该怎样的分发，才能做到资源的最大限度的利用？
+ }# s$ \/ z; N9 w( D

2 \- `0 \7 U/ F1 @
/ R! b6 ]( W) h' ]  V# r* j
7 [6 p+ q' C, _1 h2 ~负载均衡策略

（

我们这里假设三台服务器的IP地址分别为

http:// 192.168.1.62:8080

http:// 192.168.1.63:8080

http:// 192.168.1.64:8080

）

1.   平均轮询

配置如下图：

这里我们把后台所有的服务器放入upstream中，并在代理中进行引用。

2.   加权轮询，使用weight参数设置，配置如下
* x$ T& i! J( T/ ^- q
: h7 y: K. O3 o3 {7 D3.   ip_hash策略
7 W. B$ i! r4 Z! W2 z1 }（根据用户的IP地址进行hash运算，只要是同个用户发的请求，就会被永远地转发在某台服务器上，比如张三发的请求第一次时是由Tomcat1返回的，李四的是有Tomcat2返回的，那么，以后张三的所有请求，都有由Tomcat1返回，这就是ip_hash策略），配置如下：
其他地方保持不变，在upstreaem中如下设置：
! Y* L; ~) r; {! w  @: L& g

! X9 |9 ?# Y1 n: T7 R
8 ]  Z& S7 W2 U6 I$ c. D
4.   fair策略
（动态weight策略，我们的加权轮询是显式指定weight的，而fair策略是根据服务器的响应能力进行动态指定的，而意义上讲，我觉得是更为智能化的解决方法，不过这里要记住一点，fair策略是一个第三方策略）
, {0 Q9 U: R: c' O+ C5.   url_hash策略

（类似于ip,只不过绑定的值是url，这个也是第三方策略）
  s, D" H. }, x; J& @+ u, X5 Cfair策略与url_hash策略的配置与ip_hash策略的类似，直接把upstream tomcats 中的ip_hash替换为fair和url_hash即可，不过这里需要注意的是fair和url_hash都是第三方扩展，因此需要先安装第三方扩展模块，直接百度搜索nginx-upstream-fair-master.zip与upstream-url-hash -master.zip;解压安装使用make&&make install重新编译源文件即可
* l# \5 O; J6 u- f* J8 _7 z
* S" O& s4 c+ p$ {

8 M7 p; U+ f) a  a( ~url_hash策略的用处？

url_hash策略比较适合于大型电子商务网站，对于不同的商品便是不同的url,我们可以据此进行负载均衡。
- Y  w0 n9 }. L+ v
原理就是不同的商品形成不同的静态页面，然后服务器根据不同商品的火爆程度，按照命中率高的放在缓存里，加快访问速度，也就是说实现了一个基于缓存的服务器，相当于把有限的缓存最优化起来；


4 O, }# ^" U/ N) l0 L5 y& F+ B
其他的配置
' V9 z3 n; p# h* I. Z. ^备份与停机状态：
7 e% T+ K: D7 y1 nserver 192.168.1.64 backup;//备份，不参与转发，只有当所有服务器都挂掉时才参与转发；
; c, V- U: o2 D
( T, j3 `! {2 X  d) Q! fserver 192.168.1.65 down;//临时停机维护，不参与任何转发，是关闭状态，
9 t! ~/ a7 a1 D. z9 Y  Z
down存在的意义在于，有时我们需要对服务器做临时停机更新维护，假如我们直接关闭服务器的话，那么对于Nginx来说，他还是会把请求发到该服务器上的，因为他并不知道服务器已关，而设置down后，Nginx则不会再发到该服务器上了，避免造成无用的请求浪费。

! D( H, `5 }6 `
6 |. i; I$ y/ P* o7 t  v' b
1 W. O9 E' A' h4 |! W* E+ ?8 z" Kmax_fails:        达到指定次数后认为服务器挂掉

fail_timeout：挂掉多久后再次测试是否已经挂掉

配置命令
) i  e1 W6 V' L& }( ^- y
. i4 Q- [8 T7 ^( R2 Y9 `7 ~4 h$ Gserver 192.168.1.66 max_fails=2 fail_timeout=60s;
6 q2 w7 ^6 Y! u  X
, L8 G/ K1 H/ d& Q 后记
, z8 ^8 M+ E5 ^5 a我们知道，服务器是会存储用户的session的，那么，如果按照上文所说的，比如fair策略，每次Nginx会根据后端服务器群的能力把请求分发出去，那假如第一次时分在了A,那么我把数据存储到了A服务器上，第二次时，刚好被分配到了B服务器上，那么问题来了，我的session不就不见了？（这就是我们在访问部分网站时有时我们的登录状态会不见）当然了，你可能 会说，ip_hash策略不就可以避免这一点吗？没错，这确实是一个解决方法，那除了ip_hash呢？其他策略下又当如何呢？下篇博客将会讲到负载均衡下如何对session进行处理。
0 E0 v/ `! |, F" T7 _3 h! j
+ |# |; l# I  X' @

( @7 @' l$ ~2 I( F& a6 A% O$ ~
5 z2 n: H# J+ H
4 H: t( y# b) ~( F