13@nginx负载均衡

1|0Nginx负载均衡

#注意：代理只能代理一台机器
nginx做代理，一个location可以做一个代理

1|1一、为什么要用负载均衡

    当我们的Web服务器直接面向用户，往往要承载大量并发请求，单台服务器难以负荷，我使用多台Web服务器组成集群，前端使用Nginx负载均衡，将请求分散的打到我们的后端服务器集群中，实现负载的分发。那么会大大提升系统的吞吐率、请求性能、高容灾

往往我们接触的最多的是SLB(Server Load Balance)负载均衡，实现最多的也是SLB、那么SLB它的调度节点和服务节点通常是在一个地域里面。那么它在这个小的逻辑地域里面决定了他对部分服务的实时性、响应性是非常好的。


所以说当海量用户请求过来以后，它同样是请求调度节点，调度节点将用户的请求转发给后端对应的服务节点，服务节点处理完请求后在转发给调度节点，调度节点最后响应给用户节点。这样也能实现一个均衡的作用，那么Nginx则是一个典型的SLB

1|2二、常见的负载均衡

SLB		阿里云负载均衡
LB		青云负载均衡
CLB		腾讯云负载均衡
ULB		ucloud负载均衡


#负载均衡的称呼
负载均衡
负载
Load Balance
LB

1|3三、负载均衡的常用软件

Nginx		#在1.9版本之前只能做七层，1.9版本之后既能做七层，也能做四层负载均衡
Haproxy		#既能做四层，也能做七层负载均衡
LVS			#只能做四层负载均衡


#LVS是最快的负载均衡软件，其他两个软件需要将请求发送到服务再转发到后端，LVS不用到服务，它相当于将服务器变成了负载均衡，直接转发请求

1|4四、负载均衡类型

#四层负载均衡
    所谓四层负载均衡指的是OSI七层模型中的传输层，那么传输层Nginx已经能支持TCP/IP的控制，所以只需要对客户端的请求进行TCP/IP协议的包转发就可以实现负载均衡，那么它的好处是性能非常快、只需要底层进行应用处理，而不需要进行一些复杂的逻辑。



#七层负载均衡
   七层负载均衡它是在应用层，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应用的负载均衡，它可以实现http信息的改写、头信息的改写、安全应用规则控制、URL匹配规则控制、以及转发、rewrite等等的规则，所以在应用层的服务里面，我们可以做的内容就更多，那么Nginx则是一个典型的七层负载均衡SLB


#四层负载与七层负载区别
    四层负载均衡数据包在底层就进行了分发，而七层负载均衡数据包则是在最顶层进行分发、由此可以看出，七层负载均衡效率没有四负载均衡高。
但七层负载均衡更贴近于服务，如:http协议就是七层协议，我们可以用Nginx可以作会话保持，URL路径规则匹配、head头改写等等，这些是四层负载均衡无法实现的。
注意：四层负载均衡不识别域名，七层负载均衡识别域名

1|5五、Nginx负载均衡配置

#Nginx要实现负载均衡需要用到proxy_pass代理模块配置.


Nginx负载均衡与Nginx代理不同地方在于，Nginx的一个location仅能代理一台服务器，而Nginx负载均衡则是将客户端请求代理转发至一组upstream虚拟服务池.

1|01、负载均衡配置语法 ngx_http_upstream_module

Syntax:	upstream name { ... }
Default:	—
Context:	http

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

server {
	listen 80;
	server_name www.linux.com
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

1|02、环境准备

主机	外网ip	内网ip	身份
lb01	10.0.0.4	172.16.1.4	负载均衡
web01	10.0.0.7	172.16.1.7	web
web02	10.0.0.8	172.16.1.8	web

1|03、准备站点

#web01准备

[root@web01 conf.d]# vim node.conf 
server {
    listen 80;
    server_name node.linux.com;

    location / {
        root /code/node;
        inde index.html;
    }
}

[root@web01 conf.d]# mkdir /code/node
[root@web01 conf.d]# echo "我是web01......"  >  /code/node/index.html
[root@web01 conf.d]# systemctl restart nginx




#web02准备

[root@web02 conf.d]# vim node.conf
server {
    charset 'utf-8';
    listen 80;
    server_name node.linux.com;

    location / {
        root /code/node;
        index index.html;
    }
}

[root@web02 conf.d]# mkdir /code/node
[root@web02 conf.d]# echo "我是web02......"  >     /code/node/index.html
[root@web02 conf.d]# systemctl restart nginx

1|04、负载均衡配置文件

[root@lb01 conf.d]# vim node_proxy.conf 
upstream node {               #配置链接池
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80;
}

server {
    listen 80;
    server_name node.linux.com;

    location / {
        proxy_pass http://node;
        include proxy_params;
    }
}

#检查include文件是否存在
[root@lb01 conf.d]# ll /etc/nginx/proxy_params 
-rw-r--r-- 1 root root 275 Feb 28 15:24 /etc/nginx/proxy_params
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx

1|05、优化配置文件

[root@Nginx ~]# vim /etc/nginx/proxy_params
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;
 
proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 60;
 
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 32k;
proxy_buffers 4 128k;

1|06、nginx负载均衡常见问题

    如果后台服务连接超时，Nginx是本身是有机制的，如果出现一个节点down掉的时候，Nginx会更据你具体负载均衡的设置，将请求转移到其他的节点上，但是，如果后台服务连接没有down掉，但是返回错误异常码了如:504、502、500,这个时候你需要加一个负载均衡的设置，
#如下：
   proxy_next_upstream http_500 | http_502 | http_503 | http_504 |http_404;
  #当其中一台返回错误码404,500...等错误时，可以分配到下一台服务器程序继续处理，提高平台访问成功率

#配置文件
upstream test {
	server 172.16.1.7:80;
	server 172.16.1.8:80;
	server 172.16.1.9:80;
}
server {

	listen 80;
	server_name linux.slb.cluster.local.com;
	
	location / {
		proxy_pass  http://test;
		include proxy_params;
		proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503 http_504 http_404 http_403;
	}
}

1|6六、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

# 加权，权值越小，访问概率越低，反之则越高
server 172.16.1.7:80 weight=1;
server 172.16.1.8:80 weight=5;
server 172.16.1.9:80 weight=100;

1|01.轮询配置方法

upstream node {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80;
}

1|02.加权轮询配置方法

#访问根据配置的权重比例进行分配
upstream node {
    server 172.16.1.7:80 weight=5;
    server 172.16.1.8:80 weight=1;
}

1|03.ip_hash的配置方法

#根据访问的来源IP分配至同一台服务器
upstream node {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80;
    ip_hash;
}
#经常使用这种方式进行会话保持

1|7七、nginx负载均衡状态

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

1|01.down状态配置测试

upstream node {
	#不参与负载均衡任何调度，一般停机维护或者上线的时候使用
    server 172.16.1.7:80 down;
    server 172.16.1.8:80;
}

1|02.backup状态配置测试

upstream node {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80 backup;
}

1|03.访问错误状态

upstream node {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80 max_fails=3 fail_timeout 10s;
}

1|04.max_conns限制最大连接数状态配置

upstream node {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80 max_conns=120;
}

1|8八、负载均衡nginx健康检测模块

#安装需要的软件
[root@lb02 ~]# yum install -y gcc glibc gcc-c++ pcre-devel openssl-devel patch

#下载源件包
[root@lb02 ~]#wget http://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz

[root@lb02~]#    wget       https://github.com/yaoweibin/nginx_upstream_check_module/archive/master.zip

[root@lb02~]# tar xf nginx-1.16.1.tar.gz
[root@lb02~]# unzip master.zip
[root@lb02~]# cd nginx-1.16.1/

# p1:在nginx目录内  p0不在nginx目录内
[root@lb02 nginx-1.16.1]# patch -p1 <../nginx_upstream_check_module-master/check_1.16.1+.patch 

[root@lb02 nginx-1.16.1]#./configure --prefix=/data/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --modules-path=/usr/lib64/nginx/modules --conf-path=/data/nginx/nginx.conf --error-log-path=/data/log/nginx/error.log --http-log-path=/data/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock --http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp --user=nginx --group=nginx --with-compat --with-file-aio --with-threads --with-http_addition_module --with-http_auth_request_module --with-http_dav_module --with-http_flv_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_mp4_module --with-http_random_index_module --with-http_realip_module --with-http_secure_link_module --with-http_slice_module --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_sub_module --with-http_v2_module --with-mail --with-mail_ssl_module --with-stream --with-stream_realip_module --with-stream_ssl_module --with-stream_ssl_preread_module --add-module=/root/nginx_upstream_check_module-master --with-cc-opt='-O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -fPIC' --with-ld-opt='-Wl,-z,relro -Wl,-z,now -pie'
[root@lb02 nginx-1.16.1]# make  -j && make install


[root@lb02 nginx-1.16.1]# vim /etc/nginx/conf.d/proxy.conf 
upstream test {
        server 172.16.1.7:80;
        server 172.16.1.8:80;
        server 172.16.1.9:80;
        check interval=3000 rise=1 fall=2 timeout=1000;
}
server {

        listen 80;
        server_name linux.slb.cluster.local.com;

        location / {
                proxy_pass  http://test;
                # proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503 http_504 http_404 http_403;
                include proxy_params;
        }
        
        location /upstream_check {
        	 check_status;
        }
}

interval：检测间隔
rise：重试测试 
fall：错误次数 
timeout：超时时间



[root@lb02 nginx]# cat /etc/nginx/conf.d/test.conf 
upstream test {
        server 172.16.1.7:80;
        server 172.16.1.8:80;
        server 172.16.1.9:80;
        check interval=3000 rise=1 fall=2 timeout=1000;
}
server {

        listen 80;
        server_name linux.slb.cluster.local.com;

        location / {
                proxy_pass  http://test;
                # proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503 http_504 http_404 http_403;
                include proxy_params;
        }
        
        location /upstream_check {
        	 check_status;
        }
}

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1|0Nginx负载均衡

1|1一、为什么要用负载均衡

1|2二、常见的负载均衡

1|3三、负载均衡的常用软件

1|4四、负载均衡类型

1|5五、Nginx负载均衡配置

1|01、负载均衡配置语法 ngx_http_upstream_module

1|02、环境准备

1|03、准备站点

1|04、负载均衡配置文件

1|05、优化配置文件

1|06、nginx负载均衡常见问题

1|6六、nginx负载均衡调度算法

1|01.轮询配置方法

1|02.加权轮询配置方法

1|03.ip_hash的配置方法

1|7七、nginx负载均衡状态

1|01.down状态配置测试

1|02.backup状态配置测试

1|03.访问错误状态

1|04.max_conns限制最大连接数状态配置

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