WEB服务与NGINX（23）- nginx的四层负载均衡功能

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目录

• 1. nginx实现四层的负载均衡
  • 1.1 nginx四层负载配置参数
  • 1.2 负载均衡示例-mariadb

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1. nginx实现四层的负载均衡

nginx从1.9.0版本开始支持TCP模式的负载均衡，在1.9.13版本开始支持udp协议的负载均衡，udp主要用户DNS域名解析。

1.1 nginx四层负载配置参数

以下指令由ngx_stream_core_module模块提供，主要用于实现基于tcp或udp的反向代理。

• stream { … }

  配置环境：main

  定义stream配置文件模块，与http配置文件模块平级

• listen

  设置address和port用于服务器将接受连接的套接字。可以只指定端口。地址也可以是主机名

  配置语法：

​ listen address:port [ssl] [udp] [proxy_protocol] [backlog=number] [bind]
​ [ipv6only=on|off] [reuseport]
​ [so_keepalive=on|off|[keepidle]:[keepintvl]:[keepcnt];

​ 配置环境：server

以下指令由ngx_stream_proxy_module模块提供，主要用于实现基于tcp或udp的反向代理。

• proxy_pass

  指定后端服务器地址

  配置格式：proxy_pass address;

  配置环境：server

• proxy_timeout

  无数据传输时，保持连接状态的超时时长，默认为10m

  配置格式：proxy_timeout timeout;

  配置环境：stream, server

• proxy_connect_timeout

  设置nginx与被代理的服务器尝试建立连接的超时时长，默认为60s

  配置格式：proxy_connect_timeout time;

  配置环境：stream, server

以下指令由ngx_stream_upstream_module模块提供，主要用于实现负载均衡功能。

• upstream {…}

以上指令的使用示例如下：

stream {
    upstream backend {
        hash $remote_addr consistent;
        server backend1.example.com:8888 weight=1; max_fails=3 fail_timeout=10s;
        server 127.0.0.1:8889 max_fails=3 fail_timeout=10s;
        server unix:/path;
    }
    
    upstream dns {
        server 1.1.1.1:8853;
        server 1.1.1.2:53;
    }
    
    server {
        listen 1.1.1.3:8888;
        proxy_pass backend;
        proxy_timeout 5s;
        proxy_connect_timeout 10s;
    }
    
    server {
        listen 53 udp reuseport;
        proxy_timeout 10s;
        proxy_pass dns;
    }
    
    server {
        listen [::1]:1111;
        proxy_pass unix:/path/abc.socket;
    }
}

1.2 负载均衡示例-mariadb

实验场景如下：

• mysql部署

  #1.安装mariadb
  [root@mysql01 ~]# yum install mariadb mariadb-server -y
  
  #2.启动数据库服务:
  [root@mysql01 ~]# systemctl start mariadb
  
  [root@mysql01 ~]# ss -ntlp
  State      Recv-Q Send-Q  Local Address:Port                 Peer Address:Port              
  LISTEN     0      50                  *:3306                            *:*                   users:(("mysqld",pid=2024,fd=14))
  
  #3.安全初始化：
  [root@mysql01 ~]# mysql_secure_installation
  
  #4.授权root用户可以访问数据库：
  [root@mysql01 ~]# mysql -uroot -p123456
  Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
  Your MariaDB connection id is 2
  Server version: 5.5.65-MariaDB MariaDB Server
  
  Copyright (c) 2000, 2018, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.
  
  Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
  MariaDB [(none)]> GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'%'IDENTIFIED BY '123456';
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  MariaDB [(none)]> FLUSH PRIVILEGES;
  Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
  
  MariaDB [(none)]> show databases;
  +--------------------+
  | Database           |
  +--------------------+
  | information_schema |
  | mysql              |
  | performance_schema |
  | test               |
  +--------------------+
  4 rows in set (0.00 sec)
  MariaDB [(none)]> exit
  Bye
  

• nginx负载均衡部署

  #1.nginx的配置文件如下：
  #注意：不再使用http配置块，直接在主配置文件下编写。
  [root@nginx01 ~]# cat /etc/nginx/nginx.conf
  stream {
  	upstream mysql {
  		server 192.168.20.50:3306 max_fails=3 fail_timeout=10s;
  		server 192.168.20.51:3306 max_fails=3 fail_timeout=10s;
  	}
  
  	server {
  		listen 3306;
  		proxy_timeout 15s;
  		proxy_connect_timeout 5s;
  		proxy_pass mysql;
  	}
  }
  
  #2.重启nginx服务：
  [root@nginx01 ~]# systemctl reload nginx.service
  
  #3.nginx监听在3306端口
  [root@nginx01 ~]# ss -ntlp
  State      Recv-Q Send-Q  Local Address:Port                 Peer Address:Port              
  LISTEN     0      128                 *:3306                            *:*                   users:(("nginx",pid=11462,fd=27),("nginx",pid=11461,fd=27),("nginx",pid=1096,fd=27))
  

• 客户端测试：

  #1.安装mariadb
  [root@xuzhichao ~]# yum install mariadb
  
  #2.测试通过访问nginx负载均衡器进入后端mariadb的数据库
  [root@xuzhichao ~]# mysql -uroot -p123456 -h192.168.20.20
  Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
  Your MariaDB connection id is 12
  Server version: 5.5.65-MariaDB MariaDB Server
  
  Copyright (c) 2000, 2018, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.
  
  Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.
  
  MariaDB [(none)]> show databases;
  +--------------------+
  | Database           |
  +--------------------+
  | information_schema |
  | mysql              |
  | performance_schema |
  | test               |
  +--------------------+
  4 rows in set (0.00 sec)
  
  MariaDB [(none)]>