9、Nginx-七层负载均衡
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1.Nginx负载均衡基本概述
1.什么是负载均衡
负载均衡Load Balance，指的是根据负载均衡算法，将工作任务进行平衡、分摊到多个操作单元上运行。
=2.为什么要做负载均衡=
当我们的web服务器直接面向用户，往往需要承载大量的并发请求，单台服务器难以负荷，使用多台web服务器组成集群，前段使用nginx负载均衡，将请求分散到后端服务器集群中。实现负载的分发。从而提升整体性能、以及系统的容灾能力。
3.四层负载均衡TCP
所谓四层负载经指的是OSI七层模型中的传输层，四层仅需要对客户端的请求进程TCP/IP协议的包转发就可以实现负载均衡。四层负载均衡的性能极好、因为只需要底层进行转发处理，而不需要进行一些复杂的逻辑。
4.七层负载均衡
七层负载均衡他是在应用层，那么它可以完成很多应用方面的协议请求，比如我们说的http应用负载均衡，它可以实现http头信息的改写（proxy_set_header）、安全应用规则控制、URI匹配规则控制、及rewrite等功能，所以在应用层里面可以做的内容就更多了。
5.四层负载与七层负载的区别
四层负载数据包在底层就进行了分发，而七层负载数据包则是在最顶层进行分发，由此可以看出，七层负载效率没有四层高。
七层负载更贴近于服务，如http协议就是七层协议，我们可以用nginx做URL路径规则匹配、head改写、rewrite、会话保持等，这些是四层负载均衡无法实现的。
2.Nginx负载均衡配置场景
Nginx要实现负载均衡需要用到proxy_pass代理模块和upstream两个模块。
1.upstream虚拟配置语法
| Syntax: | **upstream** *name* { ... } |
|---|---|
| Default: | — |
| Context: | http |
2.upstream配置示例
[root@lb01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/upstream.conf
upstream blog {
ip_hash;
server blog1.com;###注意这里需要有hosts解析，如果没有需要写IP
server blog2.com;
}
server {
listen 80;
server_name blog.com;
location / {
proxy_pass http://blog;
include proxy.params;
}
}
3.配置验证
###1.创建对应html文件
[root@Nginx ~]# mkdir /soft/{code1,code2,code3} -p
[root@Nginx ~]# cat /soft/code1/index.html
<html>
<title> Code1</title>
<body bgcolor="red">
<h1> Code1-8081 </h1>
</body>
</html>
[root@Nginx ~]# cat /soft/code2/index.html
<html>
<title> Coder2</title>
<body bgcolor="blue">
<h1> Code1-8082</h1>
</body>
</html>
[root@Nginx ~]# cat /soft/code3/index.html
<html>
<title> Coder3</title>
<body bgcolor="green">
<h1> Code1-8083</h1>
</body>
</html>
###2.建立对应的配置文件
[root@Nginx ~]# cat /etc/nginx/conf.d/releserver.conf
server {
listen 8081;
root /soft/code1;
index index.html;
}
server {
listen 8082;
root /soft/code2;
index index.html;
}
server {
listen 8083;
root /soft/code3;
index index.html;
}
###3.配置Nginx反向代理
[root@Nginx ~]# cat /etc/nginx/conf.d/proxy.conf
upstream node {
server 10.0.0.7:8081;
server 10.0.0.7:8082;
server 10.0.0.7:8083;
}
server {
server_name 10.0.0.7;
listen 80;
location / {
proxy_pass http://node;
include proxy_params;
}
}
3.nginx负载均衡调度算法
| 调度算法 | 概述 |
|---|---|
| 轮询 | 按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器(默认) |
| weight | 加权轮询,weight值越大,分配到的访问几率越高 |
| ip_hash | 每个请求按访问IP的hash结果分配,这样来自同一IP的固定访问一个后端服务器 |
| url_hash | 按照访问URL的hash结果来分配请求,是每个URL定向到同一个后端服务器 |
| least_conn | 最少链接数,那个机器链接数少就分发 |
| hash关键数值 | hash自定义的key |
1.Nginx负载均衡权重轮询具体配置
upstream load_pass {
server 10.0.0.7:8001;
server 10.0.0.8:8002 weight=5;
server 10.0.0.9:8003;
}
2.Nginx负载均衡ip_hash具体配置
//如果客户端都走相同代理, 会导致某一台服务器连接过多
upstream load_pass {
ip_hash;
server 10.0.0.7:8001;
server 10.0.0.8:8002;
server 10.0.0.9:8003;
}
//如果出现通过代理访问会影响后端节点接收状态均衡
3.Nginx负载均衡url_hash具体配置
upstream load_pass {
hash $request_uri;
server 10.0.0.7:8001;
server 10.0.0.8:8002;
server 10.0.0.9:8003;
}
//针对三台服务器添加相同文件
/soft/code1/url1.html url2.html url3.html
/soft/code2/url1.html url2.html url3.html
/soft/code3/url1.html url2.html url3.html
4.Nginx负载均衡后端状态
后端服务器在负载均衡调度中的状态
| 状态 | 概述 |
|---|---|
| down | 当前的server暂时不参与负载均衡 |
| backup | 预留的备份服务器 |
| max_fails | 允许请求失败的次数 |
| fail_timeout | 经过max_fails失败后, 服务暂停时间 |
| max_conns | 限制最大的接收连接数 |
upstream load_pass {
server 10.0.0.7:8001 down;
server 10.0.0.8:8002 backup;
server 10.0.0.9:8003 max_fails=1 fail_timeout=10s;
}
location / {
proxy_pass http://load_pass;
include proxy_params;
}
//关闭8003测试
5.Nginx负载均衡会话共享
1.什么是会话保持？
当用户登录一个网站服务器，网站服务器会将用户的登录信息存储下来（存储下来的内容叫session），以保证我们能后一直处于登录在线状态。
2.为什么要做会话保持？
由于我们使用的是负载均衡轮询机制，会导致用户请求分散在不同地节点上，从而造成会话无法保持。
3.如何实现会话保持？
1.粘性session：指nginx每次都将同一用户的请求都转发至同一台服务器上，即nginx的ip_hash。
2.session复制：即每次session发送变化时，就广播给集群中的服务器，使所有服务器上的session相同。
3.session共享：缓存session至内存数据库中，使用resis，memcached实现。
4.session持久化：将session存储至数据库中，像操作数据一样操作session。
4.Session共享场景演示
环境准备
| lb01 | 10.0.0.5 |
|---|---|
| web01 | 10.0.0.7 |
| web02 | 10.0.0.8 |
#web环境web01和web02相同配置：
##上传phpmyadmin至web服务器
[root@web01 /code/phpmyadmin]# cp config.sample.inc.php config.inc.php
[root@web01 /code/phpmyadmin]# vim +30 config.inc.php
$cfg['Servers'][$i]['host'] = '172.16.1.51'; #修改 localhost为ip地址
[root@web01 /code/phpmyadmin]# chown -R nginx.nginx /var/lib/php/session
#php.ini 配置
[root@web01 ~]# grep -m 2 -n ^session. /etc/php.ini
1231:session.save_handler = redis
1264:session.save_path = "tcp://172.16.1.51:6379"
#注释默认的配置
[root@web01 ~]# tail -4 /etc/php-fpm.d/www.conf
;php_value[session.save_handler] = files
;php_value[session.save_path] = /var/lib/php/session
php_value[soap.wsdl_cache_dir] = /var/lib/php/wsdlcache
#负载均衡配置
[root@lb01 /etc/nginx/conf.d]# cat mysql.kirin7.com.conf
upstream mysql {
server 10.0.0.7:80;
server 10.0.0.8:80;
}
server {
listen 80;
server_name mysql.kirin7.com;
location / {
proxy_pass http://mysql;
include proxy_params;
}
}
#数据库（redis缓存）配置
[root@db01 ~]# yum install -y redis-server
[root@db01 ~]# grep ^bind -n /etc/redis.conf
61:bind 127.0.0.1 172.16.1.51 10.0.0.51
[root@db01 ~]# systemctl restart redis
###刷新页面测试
6.基于URI代理转发
1.基于location实现
web01配置
[root@web01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/jing.conf
server {
listen 80;
server_name zhuan.com;
root /code/uri;
location /static {
index index.html;
}
}
[root@web01 ~]# mkdir -p /code/uri/staic/
[root@web01 ~]# echo web01 static > /code/uri/staic/index.html
web02配置
[root@web02 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/dong.conf
server {
listen 80;
server_name zhuan.com;
root /code/uri;
location /dong {
index index.html;
}
}
[root@web02 ~]# mkdir -p /code/uri/dong
[root@web02 ~]# echo web02 dong > /code/uri/dong/index.html
lb01配置
[root@lb01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/zhuan.com.conf
upstream static {
server 10.0.0.7;
}
upstream dong {
server 10.0.0.8;
}
server {
listen 80;
server_name zhuan.com;
location / {
proxy_pass http://static;
include proxy_params;
}
location /static {
proxy_pass http://static;
include proxy_params;
}
location /dong {
proxy_pass http://dong;
include proxy_params;
}
}
测试
[root@lb01 ~]# curl -H Host:zhuan.com 10.0.0.5/static/
web01 static
[root@lb01 ~]# curl -H Host:zhuan.com 10.0.0.5/dong/
web02 dong
2.以if语句实现
[root@lb01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/zhuan.com.conf
upstream static {
server 10.0.0.7;
}
upstream dong {
server 10.0.0.8;
}
server {
listen 80;
server_name zhuan.com;
location / {
if ($request_uri ~* "^/static/(.*)$")
{
proxy_pass http://static/static/$1;
}
if ($request_uri ~* "^/dong/(.*)$")
{
proxy_pass http://dong/dong/$1;
}
proxy_pass http://static;
include proxy_params;
}
}
7.基于user_agent转发
lb01配置
[root@local ~]# cat /etc/nginx/conf.d/zhuan.com.conf
upstream jing {
server 10.0.0.7;
}
upstream dong {
server 10.0.0.8;
}
server {
listen 80;
server_name zhuan.com;
location / {
if ($http_user_agent ~* "Safari"){
proxy_pass http://dong;
}
#firefox浏览器访问效果
if ($http_user_agent ~* "Firefox"){
proxy_pass http://jing;
}
#chrome浏览器访问效果
if ($http_user_agent ~* "Chrome"){
proxy_pass http://dong;
}
#iphone手机访问效果
if ($http_user_agent ~* "iphone"){
proxy_pass http://jing;
}
#android手机访问效果
if ($http_user_agent ~* "android"){
proxy_pass http://dong;
}
#其他浏览器访问默认规则
proxy_pass http://jing;
include proxy_params;
}
}
8.多级7层代理透传真实IP
1.基于X-Forward-For实现
##一级代理proxy_node1 Nginx配置如下:
[root@lb01 conf.d]# cat proxy_ip.com.conf
server {
listen 80;
server_name ip.com;
location / {
proxy_pass http://10.0.0.6;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}
##二级代理proxy_node2 Nginx配置如下:
[root@lb01 conf.d]# cat proxy_ip.com.conf
server {
listen 80;
server_name ip.com;
location / {
proxy_pass http://10.0.0.7;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}
##三级代理proxy_node3 Nginx配置如下:
[root@lb01 conf.d]# cat proxy_ip.com.conf
server {
listen 80;
server_name ip.com;
location / {
proxy_pass http://10.0.0.8;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}
##WebServer Nginx配置如下:
[root@web02 conf.d]# cat ip.com.conf
server {
listen 80;
server_name ip.com;
root /code;
location / {
index index.php index.html;
}
location ~ \.php$ {
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
}
}
####访问页面查看web端日志
2.基于nginx Realip_module实现
####Lb1和lb2配置不变，web配置如下
[root@web02 conf.d]# cat ip.com.conf
server {
listen 80;
server_name ip.com;
root /code;
set_real_ip_from 10.0.0.5;
set_real_ip_from 10.0.0.6;
set_real_ip_from 10.0.0.7;
real_ip_header X-Forwarded-For;
real_ip_recursive on;
#set_real_ip_from：真实服务器上一级代理的IP地址或者IP段,可以写多行
#real_ip_header：从哪个header头检索出需要的IP地址
#real_ip_recursive：递归排除set_real_ip_from里面出现的IP,其余没有出现的认为是用户真实IP
location / {
index index.php index.html;
}
location ~ \.php$ {
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
}
}
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