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，

  ↓-----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。
/ |! t* Z& ?4 `% L" f) T* k
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）
* ?$ H8 e8 y" j% G' r

1. worker_processes 1;
   
2. events{

复制代码

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
9 d" l3 B  c9 L. f0 P
( W2 e3 I9 }: K4 }& {& f1 O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。
- ]" V; R) z; c  o. H

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？

/ N( S  h. T! g, R) s  u" m, M; }

. H/ E" O" T; d# P" L3 b( h
4 B& E" [& F# O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：

6 l$ ]  Y4 C/ b$ a
5 [, H8 m# a) f; g; a

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。
- e2 j2 J7 U  s3 E

2.   加权轮询，使用weight参数设置，配置如下

3.   ip_hash策略
+ S' L* u: p- }0 O% V2 X（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：
7 S% q3 |4 k7 L
3 U2 S( e9 i; Y


; X  Q- ?, J  F5 P4.   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）
5.   url_hash策略

2 \$ u: a, F) B6 W- a, F" M（类似于ip,只不过绑定的值是url，这个也是第三方策略）
fair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


" h& [7 v" ~' u1 ~
' }9 k* L# J  e1 t$ U5 Zurl_hash策略的用处？

" u/ T" t2 y" a- p  I' gurl_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。

* x5 M2 \) E4 J% I' n  h3 E, D$ S! i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；
; X3 e# P' z0 A# V/ b4 v
. m  K2 {7 C+ l% ~+ }; {

其他的配置
备份与停机状态：
9 _4 k/ ~: d% }7 o# a$ p; `( Lserver 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；
# o% o% f8 k: @1 ~' Z, q+ C
server 192.168.1.65 down;//临时停机维护，不参与任何转发，是关闭状态，
% a  W0 I9 m+ p# c8 a8 G8 \
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。
4 _4 a( e* Y2 G) \. F: R
" [, p% q6 L2 d2 h; F$ [3 {2 f4 T
' k* G, x" ?+ }1 S7 }
max_fails:        达到指定次数后认为服务器挂掉
: R0 i, x  w# v# o
fail_timeout：挂掉多久后再次测试是否已经挂掉

配置命令
) A- c" ~- x3 {6 G3 o
server 192.168.1.66 max_fails=2 fail_timeout=60s;
5 M* m' l1 b% W8 @1 H
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。

" `8 j- x( z8 O4 @/ \( m3 U( y
3 C* w  l7 Y6 Z, c5 x; Q

- r1 ]- O$ W* C" D4 o& L
- K' p' r; o9 @! e5 p# k