Nginx 负载配置
1. 概述
1.1 Nginx 简介
Nginx 是一个高性能的 HTTP 和反向代理服务器,也是一个 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。Nginx 以其高性能、稳定性、丰富的功能集、简单的配置文件以及低系统资源消耗而闻名。
1.2 负载均衡概述
负载均衡是一种将工作负载分摊到多个服务器上的技术,以提高网站、应用或数据库的性能和可靠性。负载均衡器可以在不同的网络层级实现,最常见的是第 4 层(传输层)和第 7 层(应用层)负载均衡。
2. 四层负载均衡(传输层)
2.1 工作原理
第 4 层负载均衡基于传输层协议(如 TCP 和 UDP)进行负载均衡。Nginx 作为第 4 层负载均衡器时,会基于 IP 地址和端口将请求分发到后端服务器。
2.2 特点
透明性: 第 4 层负载均衡器只处理网络层和传输层的数据包,不关心应用层的数据内容。
高效性: 因为不需要解析应用层数据包,处理速度快,性能高。
简单性: 配置较为简单,适用于不需要复杂应用层处理的场景。
2.3 优缺点
优点
高性能: 因为只处理传输层的数据包,Nginx 可以高效地转发请求。
广泛适用: 可以处理任何基于 TCP 或 UDP 的应用。
缺点
功能有限: 无法基于应用层内容(如 URL、头信息)进行负载均衡。
调试复杂: 因为透明性,难以对应用层问题进行调试。
2.4 示例场景
TCP 负载均衡: 适用于需要将 TCP 流量分发到多个后端服务器的场景,如数据库连接池。
UDP 负载均衡: 适用于需要将 UDP 流量分发到多个后端服务器的场景,如 DNS 请求。
3. 七层负载均衡(应用层)
3.1 工作原理
第 7 层负载均衡基于应用层协议(如 HTTP 和 HTTPS)进行负载均衡。Nginx 作为第 7 层负载均衡器时,会解析 HTTP 请求,并基于请求的内容(如 URL、头信息、Cookies)将请求分发到后端服务器。
3.2 特点
灵活性: 第 7 层负载均衡器可以基于应用层的任何信息进行复杂的负载均衡决策。
可见性: 可以解析并记录详细的请求信息,便于监控和调试。
安全性: 可以基于请求内容进行安全过滤和权限控制。
3.3 优缺点
优点
灵活性高: 可以基于 URL、头信息、Cookies 等进行复杂的负载均衡。
强大的功能: 支持 SSL 终结、缓存、压缩、请求重写等高级功能。
可扩展性: 易于扩展和集成其他应用层服务,如 WAF、认证等。
缺点
性能开销: 因为需要解析和处理应用层数据包,性能开销较大。
配置复杂: 需要更多的配置和管理工作,特别是在复杂的应用场景中。
3.4 示例场景
HTTP 负载均衡: 适用于需要将 HTTP 请求分发到多个后端 Web 服务器的场景。
HTTPS 负载均衡: 适用于需要处理 HTTPS 请求,并将其分发到多个后端服务器的场景。
基于 URL 的负载均衡: 适用于需要将不同路径的请求分发到不同服务器的场景。
基于 Cookies 的会话保持: 适用于需要基于用户会话将请求分发到同一服务器的场景。
4. Nginx 调度算法
4.1 轮询(Round Robin)
简介: 将请求依次分发给每个后端服务器,循环进行。
特点: 简单易用,适用于负载均衡较为均匀的场景。
4.2 最小连接数(Least Connections)
简介: 将请求分发给当前活动连接数最少的后端服务器。
特点: 适用于请求处理时间差异较大的场景。
4.3 IP 哈希(IP Hash)
简介: 基于客户端 IP 地址计算哈希值,将请求分发给对应的后端服务器。
特点: 适用于需要会话保持的场景,确保同一客户端的请求始终分发到同一服务器。
4.4 加权轮询(Weighted Round Robin)
简介: 根据服务器的权重进行轮询,权重高的服务器分配更多的请求。
特点: 适用于后端服务器性能不一致的场景。
5. 四层负载配置示例
需求:使用 nginx 监听 8888 端口,后端服务器均为 MySQL,并且 MySQL 为主从模式,客户端将访问 nginx 提供的 8888 端口来连接 MySQL
我这里只是模拟,所以数据库里面是空的,没有任何库,表
![](https://static001.geekbang.org/infoq/ef/efafbf8324064d0fca84621710d41350.png)
5.1 安装并启动数据库
5.2 开启 root 远程连接权限
如果不开启远程连接权限的话,是不能够连接上数据库的,此时的数据库只能够本地进行使用,所以我们需要开启远程权限
5.3 配置 Nginx
配置解释:
一定要在/etc/nginx/nginx.conf 里面加入这一段配置,如果在
conf.d
目录下写的话会报错的,因为这个是四层负载,而你将配置写在conf.d
下的话他是会被加载到 http 段落里面去的,http 属于 7 层,所以他会报错upstream db :表示定义一个后端服务器组,这个组的名字叫做 db,在这个段落里面使用 server 来指定主机和端口
server 段落:这里就是配置虚拟主机,监听 8888 端口
5.4 重启 nginx 并测试
现在我们使用客户端来连接 mysql
客户端成功的连接上了数据库,并且使用的地址是 Nginx 的地址,端口也是 Nginx 监听的端口
6. 七层负载配置示例
四层的负载是需要定义在 http 段落以外的,而七层的负载就可以定义在 http 段落内了,也就是说我们可以将负载的配置文件单独写一个并放在/etc/nginx/conf.d/
下
需求:使用 nginx 轮询的策略负载后端的 web 服务
![](https://static001.geekbang.org/infoq/b8/b8261e14e782da57d9b6ec42884c3cc4.png)
从这个规划来,第一个 nginx 不提供 web 服务,只提供对后端的负载
6.1 配置 web 服务器
我们的 web 服务器就配置好了,接下来配置 Nginx 的负载均衡
6.2 配置负载均衡
6.3 重启 nginx 并测试
客户端测试
文章转载自:FuShudi
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