浅谈Nginx之反向代理与负载均衡

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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，

2 X4 p; H% K; a5 U8 b7 F) c" u

  ↓-----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）
( c' q; w( O- j3 x- \
+ U1 l, e7 L( b" u$ B
) H& y# b' j$ Y" M2 i# J) o* v

1. worker_processes 1;
   
2. events{

复制代码

) O# R$ Z+ H. r; q, N7 ~7 i
0 m* q7 y! h. I$ a3 _6 j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
  u5 R; Q/ n& w1 D" W; Q
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。


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？
* ?, I  F5 b4 q* Z, j
" Y3 H6 p6 {4 {8 s& u& q$ X
- R  Q" p! K, i1 c4 R! m" h) O
% P5 p  S8 K# c& ?, g' y2 m9 Z
% ?( K" ~6 a2 M  t- o6 _2 P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：

/ q. F" O! C, q+ Z- Y: A' r

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。
; ^3 [, f) s5 ~- X9 d7 @2 K

2.   加权轮询，使用weight参数设置，配置如下

1 m* {+ A/ x% y8 B3.   ip_hash策略
（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：
/ ]' z8 a! u) I 其他地方保持不变，在upstreaem中如下设置：

8 ?& U$ s9 F: U& Z6 B! S1 g3 Y

' J, P8 g' e& Z/ o
! I% _. d8 t2 ?4.   fair策略
( T! B/ a; h- W' D; Q# s/ U+ d* _（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）
5.   url_hash策略
/ n2 B) Z( M$ u
（类似于ip,只不过绑定的值是url，这个也是第三方策略）
2 t. ~. f3 l! M  _+ n% Nfair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


! M* h4 }; z- k, S! B. z1 \& |5 W6 `
6 m+ T* C0 n( H( S( B0 r: Zurl_hash策略的用处？
+ ?9 F" ]& r+ E! W
, W* @/ p$ }( x; a. V7 c- surl_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。
8 c5 s0 O, D1 `7 }) k3 Y- F
8 z; }9 c0 Z! g+ \" W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；
7 `' C- P+ ]1 v2 p8 p/ [; y. x4 m
" D% V3 u6 X  K9 g% Y
, ]6 c, B3 q0 O# u8 x) \
; @( o! F9 k# m) p& W9 A4 A其他的配置
! v- f: F$ D6 W) D1 V4 @备份与停机状态：
, j: Q( V$ G6 \& i5 z. e7 H- aserver 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；
3 @5 A9 L6 ]/ H' F$ \) W% \
! b6 K' L+ Q% P! l' h  j4 userver 192.168.1.65 down;//临时停机维护，不参与任何转发，是关闭状态，
/ ^" `( q7 Q2 h0 R/ p
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。

: {1 @& B# l  e  u. @# w1 ^
! o; C+ X3 S5 K
max_fails:        达到指定次数后认为服务器挂掉
1 y0 W* ?  N% f
fail_timeout：挂掉多久后再次测试是否已经挂掉

配置命令

1 E) q+ ?( L5 }7 H, h; @server 192.168.1.66 max_fails=2 fail_timeout=60s;
- M( O' v! Z1 m2 C. F
后记
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。
  l+ H- D1 C9 ], l0 \: _

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5 T/ w6 F& f$ v4 S) A
9 ?7 J* M  W3 O- g0 q! P( W
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