13@nginx負載均衡

Nginx負載均衡

#注意：代理只能代理一臺機器
nginx做代理，一個location可以做一個代理

一、為什么要用負載均衡

    當我們的Web服務器直接面向用戶，往往要承載大量并發請求，單臺服務器難以負荷，我使用多臺Web服務器組成集群，前端使用Nginx負載均衡，將請求分散的打到我們的后端服務器集群中，實作負載的分發，那么會大大提升系統的吞吐率、請求性能、高容災

往往我們接觸的最多的是SLB(Server Load Balance)負載均衡，實作最多的也是SLB、那么SLB它的調度節點和服務節點通常是在一個地域里面，那么它在這個小的邏輯地域里面決定了他對部分服務的實時性、回應性是非常好的，


所以說當海量用戶請求過來以后，它同樣是請求調度節點，調度節點將用戶的請求轉發給后端對應的服務節點，服務節點處理完請求后在轉發給調度節點，調度節點最后回應給用戶節點，這樣也能實作一個均衡的作用，那么Nginx則是一個典型的SLB

二、常見的負載均衡

SLB		阿里云負載均衡
LB		青云負載均衡
CLB		騰訊云負載均衡
ULB		ucloud負載均衡


#負載均衡的稱呼
負載均衡
負載
Load Balance
LB

三、負載均衡的常用軟體

Nginx		#在1.9版本之前只能做七層，1.9版本之后既能做七層，也能做四層負載均衡
Haproxy		#既能做四層，也能做七層負載均衡
LVS			#只能做四層負載均衡


#LVS是最快的負載均衡軟體，其他兩個軟體需要將請求發送到服務再轉發到后端，LVS不用到服務，它相當于將服務器變成了負載均衡，直接轉發請求

四、負載均衡型別

#四層負載均衡
    所謂四層負載均衡指的是OSI七層模型中的傳輸層，那么傳輸層Nginx已經能支持TCP/IP的控制，所以只需要對客戶端的請求進行TCP/IP協議的包轉發就可以實作負載均衡，那么它的好處是性能非常快、只需要底層進行應用處理，而不需要進行一些復雜的邏輯，



#七層負載均衡
   七層負載均衡它是在應用層，那么它可以完成很多應用方面的協議請求，比如我們說的http應用的負載均衡，它可以實作http資訊的改寫、頭資訊的改寫、安全應用規則控制、URL匹配規則控制、以及轉發、rewrite等等的規則，所以在應用層的服務里面，我們可以做的內容就更多，那么Nginx則是一個典型的七層負載均衡SLB


#四層負載與七層負載區別
    四層負載均衡資料包在底層就進行了分發，而七層負載均衡資料包則是在最頂層進行分發、由此可以看出，七層負載均衡效率沒有四負載均衡高，
但七層負載均衡更貼近于服務，如:http協議就是七層協議，我們可以用Nginx可以作會話保持，URL路徑規則匹配、head頭改寫等等，這些是四層負載均衡無法實作的，
注意：四層負載均衡不識別域名，七層負載均衡識別域名

五、Nginx負載均衡配置

#Nginx要實作負載均衡需要用到proxy_pass代理模塊配置.


Nginx負載均衡與Nginx代理不同地方在于，Nginx的一個location僅能代理一臺服務器，而Nginx負載均衡則是將客戶端請求代理轉發至一組upstream虛擬服務池.

1、負載均衡配置語法 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;
    }
}

2、環境準備

3、準備站點

#web01準備

[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準備

[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

4、負載均衡組態檔

[root@lb01 conf.d]# vim node_proxy.conf 
upstream node {               #配置鏈接池
    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;
    }
}

#檢查include檔案是否存在
[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

5、優化組態檔

[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;

6、nginx負載均衡常見問題

    如果后臺服務連接超時，Nginx是本身是有機制的，如果出現一個節點down掉的時候，Nginx會更據你具體負載均衡的設定，將請求轉移到其他的節點上，但是，如果后臺服務連接沒有down掉，但是回傳錯誤例外碼了如:504、502、500,這個時候你需要加一個負載均衡的設定，
#如下：
   proxy_next_upstream http_500 | http_502 | http_503 | http_504 |http_404;
  #當其中一臺回傳錯誤碼404,500...等錯誤時，可以分配到下一臺服務器程式繼續處理，提高平臺訪問成功率

#組態檔
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;
	}
}

六、nginx負載均衡調度演算法

# 加權，權值越小，訪問概率越低，反之則越高
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.輪詢配置方法

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

2.加權輪詢配置方法

#訪問根據配置的權重比例進行分配
upstream node {
    server 172.16.1.7:80 weight=5;
    server 172.16.1.8:80 weight=1;
}

3.ip_hash的配置方法

#根據訪問的來源IP分配至同一臺服務器
upstream node {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80;
    ip_hash;
}
#經常使用這種方式進行會話保持

七、nginx負載均衡狀態

1.down狀態配置測驗

upstream node {
	#不參與負載均衡任何調度，一般停機維護或者上線的時候使用
    server 172.16.1.7:80 down;
    server 172.16.1.8:80;
}

2.backup狀態配置測驗

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

3.訪問錯誤狀態

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

4.max_conns限制最大連接數狀態配置

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

八、負載均衡nginx健康檢測模塊

#安裝需要的軟體
[root@lb02 ~]# yum install -y gcc glibc gcc-c++ pcre-devel openssl-devel patch

#下載源件包
[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目錄內  p0不在nginx目錄內
[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：檢測間隔
rise：重試測驗 
fall：錯誤次數 
timeout：超時時間



[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;
        }
}