Nginx负载均衡原理及应用实践

　　逻辑架构图
　　Nginx负载均衡的逻辑架构图如下图所示：
　　Nginx负载均衡逻辑架构图负载均衡配置
　　Nginx负载均衡服务器清单：
　　服务器名称
　　IP
　　说明
　　Load Balance Server
　　10.0.0.10
　　Nginx负载均衡服务器
　　Web Server 1
　　10.0.0.20
　　Web应用服务器
　　Web Server 2
　　10.0.0.21
　　Web应用服务器
　　负载均衡服务器Nginx.conf配置如下：worker_process 1; events { 	worker_connections  1024; } http { 	include	 mime.types; 	default_type  application/octet-stream; 	sendfile  on; 	keepalive_timeout  65; 	 	upstream www_pools { # 定义Web服务池 		server 10.0.0.20:80  weight = 1; 		server 10.0.0.21:80  weight = 1; 	} 	 	server {  # 定义负载均衡虚拟主机 		listen  80; 		server_name www.test.com; # 根据实际域名填写 		location / { 			proxy_pass http://www_pools;  # 访问www.test.com，请求转发给www_pools中的节点 		} 	} }
　　重启Nginx服务：nginx -s reload
　　至此，已经完成了一个简单的负载均衡集群网络的配置，当用户输入网址http://www.test.com/访问负载均衡服务器时，负载均衡会根据设置的负载均衡算法将访问请求分发到Web Server 1和Web Server 2两个节点。负载均衡核心组件upstream 模块模块简介
　　Nginx负载均衡功能依赖于ngx_http_upstream_module模块，所支持的代理方式包括proxy_pass、fastcgi_pass、memcached_pass。模块语法
　　示例1：基本upstream配置upstream www_pools { # upstream关键词必须有，www_pools为集群组名称，自定义 	server 10.0.0.20:80  weight=5;  # server固定关键词，后接域名或IP，端口不指定默认80 	server 10.0.0.21:80  weight=10;  # weight表示权重，权重越大被分配几率越大 }
　　示例2：较完整的upstream配置upstream web_pools { 	server 10.0.0.5; 	server 10.0.0.6:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=10s; 	server 10.0.0.10:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=20s backup; }
　　示例3：使用域名及socket的upstream配置upstream backend { 	server backend1.example.com weight=5; 	server backend2.example.com:8080; 	server unix:/tmp/backend3;  # 指定socket文件 	server backup1.example.com:8080 backup; 	server backup2.example.com:8080 backup; #backup表示备份服务器，其他指定服务器都不可用时启动 }相关参数
　　upstream模块内部server标签参数说明
　　Server标签
　　参数说明
　　server 10.0.0.10:80
　　节点地址可以是IP或者域名，端口不写则默认为80端口
　　weight=1
　　服务器权重，默认值为1。权重越大表示接收请求比例越大
　　max_fails=1
　　Nginx尝试连接后端主机节点失败的次数
　　backup
　　热备配置参数，当前面激活的节点都失败后会自动启动热备节点。
　　注意：当负载调度算法为ip_hash时，状态不能是weight和backup。
　　fail_timeout=10s
　　在max_fails定义的失败次数后，距离下次检查的间隔时间，默认是10s。
　　down
　　标志着该节点永远不可用，这个参数可配合ip_hash使用。http_proxy_module模块
　　proxy_pass指令属于ngx_http_proxy_module模块，此模块可以将请求转发到另一台服务器。 在实际的反向代理工作中，会通过location功能匹配指定的URI，然后把接收到的符合匹配URI的请求通过proxy_pass抛给定义好的upstream节点池。
　　常见的使用案例：
　　（1）将匹配URI为name的请求抛给http://127.0.0.1/remote：location /name/ { 	proxy_pass http://127.0.0.1/remote/; }
　　（2）将匹配URI为name的请求应用指定的rewrite规则，然后抛给http://127.0.0.1：location /name/ { 	rewrite /name/([^/]+) /users?name=$1 break; 	proxy_pass http://127.0.0.1; }负载均衡调度算法
　　调度算法一般可以分为两类：
　　静态调度算法： 负载均衡器根据自身设定的规则进行分配，不考虑后端节点服务器的情况。比如rr、wrr、ip_hash都属于静态调度算法。
　　动态调度算法： 负载均衡器会根据后端服务器当前状况来决定是否分发请求。比如least_conn、fair等都属于动态调度算法。rr轮询算法
　　按照客户端请求顺序把客户端请求逐一分配给不同的后端节点，若后端节点宕机，则会被自动从节点池中剔除。wrr权重轮询算法
　　在rr轮询算法的基础上加上权重，即权重轮询算法。权重和用户访问量成正比，权重值越大，被转发的请求也就越多。ip_hash算法
　　每个请求按照客户端IP的hash结果分配，当新的请求到达时，先讲起客户端的IP通过哈希算法哈希出一个值，相同的哈希值会被分配到同一台节点服务器。
　　该调度算法可以解决动态网页的session共享问题。fair算法
　　根据后端节点服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的有限分配。
　　Nginx本身不支持fair调度算法，如果要使用该算法，必须下载upstream_fair模块。least_conn算法
　　根据后端节点的连接数来决定分配情况，哪个节点连接数少就分给哪个节点。url_hash算法
　　根据访问URL的hash结果来分配请求，让每个URL定向到同一个后端服务器。
　　Nginx本身不支持url_hash的，如果需要使用该算法，必须安装Nginx的hash模块软件包。