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Nginx负载均衡配置实例详解

程序员文章站 2022-05-06 20:56:34
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[导读] 负载均衡是我们大流量网站要做的一个东西，下面我来给大家介绍在Nginx服务器上进行负载均衡配置方法，希望对有需要的同学有所帮助哦。负载均衡先来简单了解一下什么是负载均衡，单从字面上的意思来理解就可以解

负载均衡

  • 先来简单了解一下什么是负载均衡，单从字面上的意思来理解就可以解释N台服务器平均分担负载，不会因为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。那么负载均衡的前提就是要有多台服务器才能实现，也就是两台以上即可。

  • 负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法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。

  • 当使用了代理服务器时，一般代理服务器后面不仅仅只有一台原始服务器，而是有很多台服务器一起在处理用户发过来的请求，这时就要协调好多台服务器怎样合作共同处理用户的请求

  • 若所有的原始服务器配置相差不大的情况下，负载均衡的手段一般为轮询，即每台服务器平等地处理用户的请求，当请求到来时会自动交给当前所负责事务最少的服务器去处理；

  • 若原始服务器的配置有一定差异时，则采用加权轮询的方式，配置较好的服务器将负责更多的请求处理，反之亦然；

  • 而一旦采取轮询方式，而要考虑session共享的问题，因为要是用户的请求被分配给不同的服务器处理而未实现session共享的话则需要用户重复登陆操作，当前实现session共享的方式有写入数据库或者写入memcached；

  • 若不想处理session共享，则采用ip哈希的方式将某一用户的请求指定分配给某一台服务器，在配置中加上 ip_hash 这句即可；

以下是我从其他地方找到的负载均衡常用方式：

  • 随机：负载均衡方法随机的把负载分配到各个可用的服务器上，通过随机数生成算法选取一个服务器，然后把连接发送给它。虽然许多均衡产品都支持该算法，但是它的有效性一直受到质疑，除非把服务器的可运行时间看的很重。
  • 轮询：轮询算法按顺序把每个新的连接请求分配给下一个服务器，最终把所有请求平分给所有的服务器。轮询算法在大多数情况下都工作的不错，但是如果负载均衡的设备在处理速度、连接速度和内存等方面不是完全均等，那么效果会更好。
  • 加权轮询：该算法中，每个机器接受的连接数量是按权重比例分配的。这是对普通轮询算法的改进，比如你可以设定：第三台机器的处理能力是第一台机器的两倍，那么负载均衡器会把两倍的连接数量分配给第3台机器。
  • 动态轮询：类似于加权轮询，但是，权重值基于对各个服务器的持续监控，并且不断更新。这是一个动态负载均衡算法，基于服务器的实时性能分析分配连接，比如每个节点的当前连接数或者节点的最快响应时间等。
  • 最快算法： 最快算法基于所有服务器中的最快响应时间分配连接。该算法在服务器跨不同网络的环境中特别有用。
  • 最少连接：系统把新连接分配给当前连接数目最少的服务器。该算法在各个服务器运算能力基本相似的环境中非常有效。
  • 观察算法：该算法同时利用最小连接算法和最快算法来实施负载均衡。服务器根据当前的连接数和响应时间得到一个分数，分数较高代表性能较好，会得到更多的连接。
  • 预判算法：该算法使用观察算法来计算分数，但是预判算法会分析分数的变化趋势来判断某台服务器的性能正在改善还是降低。具有改善趋势的服务器会得到更多的连接。该算法适用于大多数环境。

测试环境：

由于没有服务器，所以本次测试直接host指定域名，然后在VMware里安装了三台CentOS。

测试域名 ：a.com

A服务器IP ：192.168.5.149 （主）

B服务器IP ：192.168.5.27

C服务器IP ：192.168.5.126

部署思路：

A服务器做为主服务器，域名直接解析到A服务器（192.168.5.149）上，由A服务器负载均衡到B服务器（192.168.5.27）与C服务器（192.168.5.126）上。

域名解析：

由于不是真实环境，域名就随便使用一个a.com用作测试，所以a.com的解析只能在hosts文件设置。

打开：C:WindowsSystem32driversetchosts

在末尾添加:

192.168.5.149    a.com

保存退出，然后启动命令模式ping下看看是否已设置成功

从截图上看已成功将a.com解析到192.168.5.149IP

A服务器nginx.conf设置
打开nginx.conf，文件位置在nginx安装目录的conf目录下。

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; 
    } 
}

保存重启nginx

B、C服务器nginx.conf设置:

打开nginx.confi，在http段加入以下代码

server{ 
    listen 80; 
    server_name a.com; 
    index index.html; 
    root /data0/htdocs/www; 
}

保存重启nginx

测试

当访问a.com的时候，为了区分是转向哪台服务器处理我分别在B、C服务器下写一个不同内容的index.html文件，以作区分。

打开浏览器访问a.com结果，刷新会发现所有的请求均分别被主服务器（192.168.5.149）分配到B服务器（192.168.5.27）与C服务器（192.168.5.126）上，实现了负载均衡效果。

B服务器处理页面

C服务器处理页面

假如其中一台服务器宕机会怎样？

当某台服务器宕机了，是否会影响访问呢？

我们先来看看实例，根据以上例子，假设C服务器192.168.5.126这台机子宕机了（由于无法模拟宕机，所以我就把C服务器关机）然后再来访问看看。

访问结果：

我们发现，虽然C服务器（192.168.5.126）宕机了，但不影响网站访问。这样，就不会担心在负载均衡模式下因为某台机子宕机而拖累整个站点了。

如果b.com也要设置负载均衡怎么办？

很简单，跟a.com设置一样。如下：

假设b.com的主服务器IP是192.168.5.149，负载均衡到192.168.5.150和192.168.5.151机器上

现将域名b.com解析到192.168.5.149IP上。

在主服务器(192.168.5.149)的nginx.conf加入以下代码：

upstream b.com { 
      server  192.168.5.150:80; 
      server  192.168.5.151:80; 
} 

server{ 
    listen 80; 
    server_name b.com; 
    location / { 
        proxy_pass         http://b.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; 
    } 
}

保存重启nginx

在192.168.5.150与192.168.5.151机器上设置nginx，打开nginx.conf在末尾添加以下代码：

server{ 
    listen 80; 
    server_name b.com; 
    index index.html; 
    root /data0/htdocs/www; 
}

保存重启nginx

完成以后步骤后即可实现b.com的负载均衡配置。

主服务器不能提供服务吗？

以上例子中，我们都是应用到了主服务器负载均衡到其它服务器上，那么主服务器本身能不能也加在服务器列表中，这样就不会白白浪费拿一台服务器纯当做转发功能，而是也参与到提供服务中来。

如以上案例三台服务器：

A服务器IP ：192.168.5.149 （主）

B服务器IP ：192.168.5.27

C服务器IP ：192.168.5.126

我们把域名解析到A服务器，然后由A服务器转发到B服务器与C服务器，那么A服务器只做一个转发功能，现在我们让A服务器也提供站点服务。

我们先来分析一下，如果添加主服务器到upstream中，那么可能会有以下两种情况发生：

1、主服务器转发到了其它IP上，其它IP服务器正常处理；

2、主服务器转发到了自己IP上，然后又进到主服务器分配IP那里，假如一直分配到本机，则会造成一个死循环。

怎么解决这个问题呢？因为80端口已经用来监听负载均衡的处理，那么本服务器上就不能再使用80端口来处理a.com的访问请求，得用一个新的。于是我们把主服务器的nginx.conf加入以下一段代码：

server{ 
    listen 8080; 
    server_name a.com; 
    index index.html; 
    root /data0/htdocs/www; 
}

重启nginx，在浏览器输入a.com:8080试试看能不能访问。结果可以正常访问

既然能正常访问，那么我们就可以把主服务器添加到upstream中，但是端口要改一下，如下代码：

upstream a.com { 
      server  192.168.5.126:80; 
      server  192.168.5.27:80; 
      server  127.0.0.1:8080; 
}

由于这里可以添加主服务器IP192.168.5.149或者127.0.0.1均可以，都表示访问自己。

重启Nginx，然后再来访问a.com看看会不会分配到主服务器上。

主服务器也能正常加入服务了。

最后的阐述：

一、负载均衡不是nginx独有，著名鼎鼎的apache也有，但性能可能不如nginx。

二、多台服务器提供服务，但域名只解析到主服务器，而真正的服务器IP不会被ping下即可获得，增加一定安全性。

三、upstream里的IP不一定是内网，外网IP也可以。不过经典的案例是，局域网中某台IP暴露在外网下，域名直接解析到此IP。然后又这台主服务器转发到内网服务器IP中。

四、某台服务器宕机、不会影响网站正常运行，Nginx不会把请求转发到已宕机的IP上

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