反向代理和负载均衡
一、反向代理
1. 代理的含义
指将负载（工作任务）进行平衡、分摊到多个操作单元上进行运行
2. 代理的种类
(1) 正向代理：
原理：客服端发出请求时，找完代理后，再找服务端
应用：VPN ……
(2) 反向代理
原理：客户端发出请求后，找完代理后，无需再找服务端
应用：负载均衡 ……
以下内容主要介绍Nginx代理服务支持的协议，代理实战，以及常用参数
3.Nginx代理
(1)Nginx代理服务支持的协议
1. ngx_http_uwsgi_module ：python
# 这个模块包含uwsgi协议，这个协议时python的协议
2. ngx_http_fastcgi_module : PHP
3. ngx_http_fastcgi_module : PHP
4. ngx_http_scgi_module : Java
5. ngx_http_v2_module : Golang
6. ngx_http_proxy_module : HTTP
(2)Nginx代理实战：用lb01服务器代理web01
部署Nginx
注意：在lb01中部署Nginx不要使用yum安装方法，因为使用yum方式，后面有一个负载均衡用不了，因为yum源负载均衡不支持。所以使用二进制，源码编译的方式进行安装。
# 下载Nginx源代码包
[root@lb01 ~]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.20.2.tar.gz
# 解压
[root@lb01 ~]# tar -xf nginx-1.20.2.tar.gz
# 进入源代码目录
[root@lb01 ~]# cd nginx-1.20.2
# 安装依赖包
[root@lb01 nginx-1.20.2]# yum install openssl openssl-devel zlib zlib-devel -y
# 设置编译参数
[root@lb01 nginx-1.20.2]# ./configure --with-http_gzip_static_module --with-stream --with-http_ssl_module
# 编译
[root@lb01 nginx-1.20.2]# make
# 安装
[root@lb01 nginx-1.20.2]# make install
# 优化
[root@lb01 nginx]# mkdir /etc/nginx
[root@lb01 nginx]# mv /usr/local/nginx/conf/* /etc/nginx/
[root@lb01 nginx]# mkdir /etc/nginx/conf.d
[root@lb01 nginx]# groupadd www -g 666
[root@lb01 nginx]# useradd www -u 666 -g 666 -M -r -s /sbin/nologin
[root@lb01 nginx]# vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx - high performance web server
Documentation=http://nginx.org/en/docs/
After=network-online.target remote-fs.target nss-lookup.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/var/run/nginx.pid
ExecStart=/usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
ExecReload=/bin/sh -c "/bin/kill -s HUP $(/bin/cat /var/run/nginx.pid)"
ExecStop=/bin/sh -c "/bin/kill -s TERM $(/bin/cat /var/run/nginx.pid)"
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@lb01 sbin]# ln -s /etc/nginx/nginx.conf /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
[root@lb01 sbin]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/sbin/
[root@lb01 sbin]# mkdir /var/log/nginx
[root@lb01 sbin]# systemctl start nginx
部署反向代理
[root@lb01 conf.d]# cat /etc/nginx/conf.d/game.conf
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://172.16.1.7:80;
}
}
(3)Nginx代理常用的参数
① 添加发往后端服务器的请求头信息
Syntax: proxy_set_header field value;
Default: proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header Connection close;
Context: http, server, location
# 用户请求的时候HOST的值是linux.proxy.com, 那么代理服务会像后端传递请求的还是linux.proxy.com
proxy_set_header Host $http_host;
# 将$remote_addr的值放进变量X-Real-IP中，$remote_addr的值为客户端的ip
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
# 客户端通过代理服务访问后端服务, 后端服务通过该变量会记录真实客户端地址
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
② 代理到后端的TCP连接、响应、返回等超时时间
#nginx代理与后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
Syntax: proxy_connect_timeout time;
Default: proxy_connect_timeout 60s;
Context: http, server, location
#nginx代理等待后端服务器的响应时间
Syntax: proxy_read_timeout time;
Default: proxy_read_timeout 60s;
Context: http, server, location
#后端服务器数据回传给nginx代理超时时间
Syntax: proxy_send_timeout time;
Default: proxy_send_timeout 60s;
Context: http, server, location
proxy_connect_timeout 1s;
proxy_read_timeout 3s;
proxy_send_timeout 3s;
③ proxy_buffer代理缓冲区
#nignx会把后端返回的内容先放到缓冲区当中，然后再返回给客户端，边收边传, 不是全部接收完再传给客户端
Syntax: proxy_buffering on | off;
Default: proxy_buffering on;
Context: http, server, location
#设置nginx代理保存用户头信息的缓冲区大小
Syntax: proxy_buffer_size size;
Default: proxy_buffer_size 4k|8k;
Context: http, server, location
#proxy_buffers 缓冲区
Syntax: proxy_buffers number size;
Default: proxy_buffers 8 4k|8k;
Context: http, server, location
④ 配置代理优化文件
[root@lb01 ~]# 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 10s;
proxy_read_timeout 10s;
proxy_send_timeout 10s;
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 8k;
proxy_buffers 8 8k;
[root@lb01 conf.d]# cat game.conf
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://172.16.1.7:80;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
二、负载均衡
1. 负载均衡的作用
一个IP可以连接多台服务器
2.负载均衡的架构
客户端发出请求给负载均衡服务器，负载均衡服务器将进来的负载按照一定的条件分配给后端的多台服务器。
3.负载均衡的实现步骤
将后端服务打包成一个IP连接池。负载均衡一共包含两个部分，反向代理和IP连接池
1、反向代理
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://[连接池];
}
}
2、IP连接池
upstream [连接池名称] {
server [ip]:[port];
server [ip]:[port];
server [ip]:[port];
}
[root@lb01 conf.d]# cat game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
4.负载均衡的比例
① 轮询
# 默认情况下，Nginx负载均衡的轮询状态。
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
② 权重
# Nginx中的权重0-100，数字越大，权重越高。
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 weight=9;
server 172.16.1.8:80 weight=5;
server 172.16.1.9:80 weight=1;
}
③ ip_hash
# 每一个IP固定访问某一个后端。
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
ip_hash;
}
5.负载均衡后端状态
① down
# 暂时不分配流量
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 down;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
② backup
# 只有当所有的机器全部宕机，才能启动。
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 backup;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
③ max_fails、fail_timeout
# max_fails
# proxy_next_upstream 后端错误标识
[root@lb01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.8:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.9:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_404;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
| 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 |
注意：proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
error # 与服务器建立连接，向其传递请求或读取响应头时发生错误;
timeout # 在与服务器建立连接，向其传递请求或读取响应头时发生超时;
invalid_header # 服务器返回空的或无效的响应;
http_500 # 服务器返回代码为500的响应;
http_502 # 服务器返回代码为502的响应;
http_503 # 服务器返回代码为503的响应;
http_504 # 服务器返回代码504的响应;
http_403 # 服务器返回代码为403的响应;
http_404 # 服务器返回代码为404的响应;
http_429 # 服务器返回代码为429的响应（1.11.13）;
non_idempotent # 通常，请求与 非幂等 方法（POST，LOCK，PATCH）不传递到请求是否已被发送到上游服务器（1.9.13）的下一个服务器; 启用此选项显式允许重试此类请求;
off # 禁用将请求传递给下一个服务器。
5.负载均衡部署BBS实操
1. 部署后端服务
① 部署Python
1、创建用户
[root@web01 opt]# groupadd django -g 888
[root@web01 opt]# useradd django -u 888 -g 888 -r -M -s /bin/sh
2、安装依赖软件
[root@web01 opt]# yum install python3 libxml* python-devel gcc* pcre-devel openssl-devel python3-devel -y
② 部署Django和uwsgi
3、安装Django和uwsgi
[root@web01 opt]# pip3 install django==1.11
[root@web01 opt]# pip3 install uwsgi
[root@web01 opt]# pip3 install pymysql
4、创建项目
[root@web01 opt]# unzip bbs.zip
[root@web03 bbs]# pwd
/opt/bbs
[root@web03 bbs]# vim bbs/settings.py
ALLOWED_HOSTS = ['*']
DATABASES = {
'default': {
'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
'NAME': 'bbs',
'USER': 'root',
'PASSWORD': '123456',
'HOST': '172.16.1.61',
'PORT': 3306,
'CHARSET': 'utf8'
}
}
# 启动测试
[root@web01 bbs]# python3 manage.py runserver 0.0.0.0:8000
③ 配置并启动
5、编辑项目配置文件
[root@localhost ~]# cat /opt/linux/myweb_uwsgi.ini
[uwsgi]
# 端口号
socket = :8000
# 指定项目的目录
chdir = /opt/bbs
# wsgi文件路径
wsgi-file = bbs/wsgi.py
# 模块wsgi路径
module = bbs.wsgi
# 是否开启master进程
master = true
# 工作进程的最大数目
processes = 4
# 结束后是否清理文件
vacuum = true
6、启动uwsgi
[root@web01 linux]# uwsgi -d --ini myweb_uwsgi.ini --uid 666
7、编辑Nginx配置文件
[root@localhost ~]# cat /etc/nginx/conf.d/python.conf
server {
listen 80;
server_name py.test.com;
location / {
include uwsgi_params;
uwsgi_pass 127.0.0.1:8000;
uwsgi_read_timeout 2;
uwsgi_param UWSGI_SCRIPT bbs.wsgi;
uwsgi_param UWSGI_CHDIR /opt/bbs;
index index.html index.htm;
client_max_body_size 35m;
}
}
8、重启Nginx配置
systemctl restart nginx
2. 部署负载均衡
[root@lb01 conf.d]# cat python.conf
upstream bbs {
server 172.16.1.7:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.8:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.9:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
}
server {
listen 80;
server_name py.test.com;
location / {
proxy_pass http://bbs;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_404;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
浙公网安备 33010602011771号