Nginx(六)：Nginx HTTP负载均衡和反向代理的配置与优化

一、什么是负载均衡和反向代理

随着网站访问量的快速增长，单台服务器已经无法承担大量用户的并发访问，必须釆用多台服务器协同工作，以提高计算机系统的处理能力和计算强度，满足当前业务量的需求。而如何在完成同样功能的多个网络设备之间实现合理的业务量分配，使之不会出现一台设备过忙、而其他的设备却没有充分使用的情况。要解决这一问题，可以釆用负载均衡的方法。 .

二、负载均衡

负载均衡是由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合，每台服务器都具有等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。通过某种负载分担技术，将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上，而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。均衡负载能够平均分配客户请求到服务器阵列，藉此快速获取重要数据，解决大量并发访问 .服务问题。这种群集技术可以用最少的投资获得接近于大型主机的性能。

Nginx负载均衡之upstream分配方式介绍

Nginx的upstream支持5种分配方式，下面将会详细介绍，其中，前三种为Nginx原生支持的分配方式，后两种为第三方支持的分配方式：

1、轮询

轮询是upstream的默认分配方式，即每个请求按照时间顺序轮流分配到不同的后端服务器，如果某个后端服务器down掉后，能自动剔除。

upstream backend {
            server 192.168.1.101:8888;
            server 192.168.1.102:8888;
            server 192.168.1.103:8888;
        }

2、weight

轮询的加强版，即可以指定轮询比率，weight和访问几率成正比，主要应用于后端服务器异质的场景下。

upstream backend {
            server 192.168.1.101 weight=1;
            server 192.168.1.102 weight=2;
            server 192.168.1.103 weight=3;
        }

3、ip_hash

每个请求按照访问ip（即Nginx的前置服务器或者客户端IP）的hash结果分配，这样每个访客会固定访问一个后端服务器，可以解决session一致问题。

upstream backend {
            ip_hash;
            server 192.168.1.101:7777;
            server 192.168.1.102:8888;
            server 192.168.1.103:9999;
        }

4、fair

fair顾名思义，公平地按照后端服务器的响应时间（rt）来分配请求，响应时间短即rt小的后端服务器优先分配请求。

upstream backend {
            server 192.168.1.101;
            server 192.168.1.102;
            server 192.168.1.103;
            fair;
        }

5、url_hash

与ip_hash类似，但是按照访问url的hash结果来分配请求，使得每个url定向到同一个后端服务器，主要应用于后端服务器为缓存时的场景下。

upstream backend {
            server 192.168.1.101;
            server 192.168.1.102;
            server 192.168.1.103;
            hash $request_uri;
            hash_method crc32;
        }

其中，hash_method为使用的hash算法，需要注意的是：此时，server语句中不能加weight等参数。

三、反向代理

反向代理（Reverse Proxy)是指以代理服务器来接受Internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给Internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。

通常的代理服务器，只用于代理内部网络对Internet的连接请求，客户机必须指定代理服务器，并将本来要直接发送到Web服务器上的http请求发送到代理服务器中。由于外部网络上的主机并不会配置并使用这个代理服务器，普通代理服务器也被设计为在Internet上搜寻多个不确定的服务器，而不是针对Internet上多个客户机的请求访问某一个固定的服务器，因此普通的Web代理服务器不支持外部对内部网络的访问请求。当一个代理服务器能够代理外部网络上的主机访问内部网络时，这种代理服务的方式称为反向代理服务。此时代理服务器对外就表现为一个Web服务器，外部网络就可以简单把它当作一个标准的Web服务器而不需要特定的配置。不同之处在于，这个服务器没有保存任何网页的真实数据，所有的静态网页或CGI程序，都保存在内部的Web服务器上。因此对反向代理服务器的攻击并不会使网页信息遭到破坏，这样就增强了 Web菔务器的安全性。

反向代理方式和包过滤方式或普通代理方式并无冲突，因此可以在防火墙设备中同时使用这两种方式，其中反向代理用于外部网络访问内部网络时使用，正向代理或包过滤方式用于拒绝其他外部访问方式并提供内部网络对外部网络的访问能力。因此可以结合这些方式提供最佳的安全访问方式。

四、常见的Web负载均衡方法

Web负载均衡的方法有很多，下面介绍几种常见的负载均衡方式。

常见的web负载均衡方法总结

五、Nginx负载均衡与反向代理配置实例

环境准备

在服务器192.168.3.43上准备两台tomcat server,端口分别是8080和8082

通过访问不同的域名访问运行在tomcat不同端口的服务器，中间使用nginx反向代理服务器

8080.zcinfo.com 访问运行8080端口的tomcat

8082.zcinfo.com 访问运行8081端口的tomcat

反向代理示例

   upstream tomcatserver1 {
    server 192.168.3.43:8080;
    }
    upstream tomcatserver2 {
    server 192.168.3.43:8082;
    }
   server {
        listen       80;
        server_name  8080.zcinfo.com;
 
        #charset koi8-r;
 
        #access_log  logs/host.access.log  main;
 
        location / {
            proxy_pass   http://tomcatserver1;
            index  index.html index.htm;
        }  
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  8082.zcinfo.com;
 
        #charset koi8-r;
 
        #access_log  logs/host.access.log  main;
 
        location / {
            proxy_pass   http://tomcatserver2;
            index  index.html index.htm;
        }
    }

测试

恭喜，nginx反向代理成功。

负载均衡配置

  upstream tomcatserver1 {
    server 192.168.3.43:8080;
        server 192.168.3.43:8082; #多加了此台服务器
 }
    upstream tomcatserver2 {
    server 192.168.3.43:8082;
    }
   server {
        listen       80;
        server_name  8080.zcinfo.com;
 
        #charset koi8-r;
 
        #access_log  logs/host.access.log  main;
 
        location / {
            proxy_pass   http://tomcatserver1;
            index  index.html index.htm;
        }  
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  8082.zcinfo.com;
 
        #charset koi8-r;
 
        #access_log  logs/host.access.log  main;
 
        location / {
            proxy_pass   http://tomcatserver2;
            index  index.html index.htm;
        }
    }

如果两台服务器性能差不多这样设置重启nginx就行了，但是现在假如两台服务器性能不一样，还需要设置性能权重，让性能高服务器做更多事情。只需要加入weight=?就行了，如下：

upstream tomcatserver1 {
    server 192.168.3.43:8080 weight=2;
    server 192.168.3.43:8082 weight=1; 
 }
    upstream tomcatserver2 {
    server 192.168.3.43:8082;
    }
   server {
        listen       80;
        server_name  8080.zcinfo.com;
 
        #charset koi8-r;
 
        #access_log  logs/host.access.log  main;
 
        location / {
            proxy_pass   http://tomcatserver1;
            index  index.html index.htm;
        }  
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  8082.zcinfo.com;
 
        #charset koi8-r;
 
        #access_log  logs/host.access.log  main;
 
        location / {
            proxy_pass   http://tomcatserver2;
            index  index.html index.htm;
        }
    }

重新启动nginx,会发现8080出现了两次，8082出现一次这样轮循。

ps:关于nginx负载均衡的一些参数介绍例子

节点说明：
在http节点里添加:
 
#定义负载均衡设备的 Ip及设备状态 
upstream myServer {   
 
    server 127.0.0.1:9090 down; 
    server 127.0.0.1:8080 weight=2; 
    server 127.0.0.1:6060; 
    server 127.0.0.1:7070 backup; 
}
 
在需要使用负载的Server节点下添加
 
proxy_pass http://myServer;
 
upstream 每个设备的状态:
 
down 表示当前的server暂时不参与负载 
weight  默认为1.weight越大，负载的权重就越大。 
max_fails ：允许请求失败的次数默认为1.当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误 
fail_timeout:max_fails 次失败后，暂停的时间。 
backup： 其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。