Nginx四层负载均衡实践

1.什么是四层负载均衡

四层负载均衡是基于传输层协议包来封装的（如：TCP/IP），那我们前面使用到的七层是指的应用层，他的组装在四层 的基础之上，无论四层还是七层都是指的OSI网络模型。

2.四层负载均衡应用场景

1、四层+七层来做负载均衡，四层可以保证七层的负载均衡的高可用性；如：nginx就无法保证自己的服务高可用，需 要依赖LVS或者keepalive。 
2、如：tcp协议的负载均衡，有些请求是TCP协议的（mysql、ssh），或者说这些请求只需要使用四层进行端口的转发 就可以了，所以使用四层负载均衡。

四层+七层构建大规模集群架构使用场景

3.四层负载均衡总结

• 四层负载均衡仅能转发TCP/IP协议、UDP协议、通常用来转发端口，如：tcp/22、udp/53；

• 四层负载均衡可以用来解决七层负载均衡端口限制问题；（七层负载均衡最大使用65535个端口号）

• 四层负载均衡可以解决七层负载均衡高可用问题；（多台后端七层负载均衡能同事的使用）

• 四层的转发效率比七层的高得多，但仅支持tcp/ip协议，不支持http和https协议；

• 通常大并发场景通常会选择使用在七层负载前面增加四层负载均衡。

4.Nginx四层负载均衡场景实践

Nginx如何配置四层负载均衡

1、通过访问负载均衡的5555端口，实际是后端的web01的22端口在提供服务； 
2、通过访问负载均衡的6666端口，实际是后端的mysql的3306端口在提供服务。

先配置两台lb负载均衡

[root@lb02 ~]# cat /etc/yum.repos.d/nginx.repo   
[nginx‐stable]  name=nginx stable repo baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/  
gpgcheck=0  
enabled=1 
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key 
    
#在lb02上安装nginx 
[root@lb02 yum.repos.d]# yum install ‐y nginx 
    
#在lb02上同步lb01的所有nginx相关配置  
[root@lb02 ~]# scp ‐r root@172.16.1.5:/etc/nginx /etc/
    
#启动nginx 
[root@lb02 conf.d]# nginx ‐t  
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok 
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful  
    
[root@lb02 conf.d]# systemctl enable nginx  
Created symlink from /etc/systemd/system/multi‐user.target.wants/nginx.service to  /usr/lib/systemd/system/nginx.service.  
[root@lb02 conf.d]# systemctl start nginx

①创建存放四层负载均衡配置文件的目录

[root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf  
events {          
    ....  
}  
include /etc/nginx/conf.c/*.conf;  
http {          
    .....  
} 
[root@lb02 ~]# mkdir /etc/nginx/conf.c

②配置四层负载均衡

[root@web03 conf.c]# cat lb_domain.conf   
stream {      
    upstream lb {              
        server 172.16.1.5:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;              
        server 172.16.1.6:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;      
    } 
    server {              
        listen 80;              
        proxy_connect_timeout 3s;              
        proxy_timeout 3s;              
        proxy_pass lb;      
    }  
}  
[root@web03 conf.c]# nginx ‐t  
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok 
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful  
[root@web03 conf.c]# systemctl reload nginx 
#配置本机hosts解析后浏览器访问并查看nginx日志

③四层负载均衡开启日志

#四层负载均衡是没有access的日志的，因为在nginx.conf的配置中，access的日志格式是配置在http下的，而四层负载均衡配置是在http以外的；

#如果需要日志则需要配置在stream下面  

[root@web03 conf.c]# cat lb_domain.conf   
stream {      
    log_format  proxy '$remote_addr $remote_port ‐ [$time_local] $status $protocol '                    '"$upstream_addr" "$upstream_bytes_sent" "$upstream_connect_time"' ;           access_log /var/log/nginx/proxy.log proxy;      
    upstream lb {              
        server 172.16.1.5:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;              
        server 172.16.1.6:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;      } 
    server { 
        listen 80;              
        proxy_connect_timeout 3s;              
        proxy_timeout 3s;              
        proxy_pass lb;      
    }  
}

5.Nginx四层负载均衡端口转发

①使用nginx四层负载均衡实现tcp的转发

请求负载均衡 5555    ‐‐‐>     172.16.1.7:22;  请求负载均衡 6666    ‐‐‐>     172.16.1.51:3306;

②配置nginx四层负载均衡实现tcp的转发

[root@lb4‐01 ~]# cat /etc/nginx/conf.c/lb_domain.conf   
stream {      
    log_format  proxy '$remote_addr $remote_port ‐ [$time_local] $status $protocol '                        '"$upstream_addr" "$upstream_bytes_sent" "$upstream_connect_time"' ;       access_log /var/log/nginx/proxy.log proxy; 
    
#定义转发ssh的22端口      
 upstream ssh_7 {              
     server 10.0.0.7:22;      
    }  
    
#定义转发mysql的3306端口      
upstream mysql_51 {              
    server 10.0.0.51:3306;      
    }      
    server {              
        listen 5555;              
        proxy_connect_timeout 3s;              
        proxy_timeout 300s;              
        proxy_pass ssh_7;      
    } 
    server {              
        listen 6666;              
        proxy_connect_timeout 3s;              
        proxy_timeout 3s;              
        proxy_pass mysql_51;      
    }  
}