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标题: Nginx 反向代理 [打印本页]

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作者: 悠扬随风    时间: 2024-12-28 17:49
标题: Nginx 反向代理
Nginx 反向代理
代理基础知识

代理分为两种，分别是正向代理和反向代理
正向代理（Forward Proxy） 和 反向代理（Reverse Proxy） 是两种常见的代理服务器，它们用于处理 网络通讯中的不同方向和用途
正向代理（Forward Proxy）
特点

• 代理服务器位于客户端和目标服务器之间
  
• 客户端向代理服务器发送哀求，代理服务器将哀求发送到目标服务器，并将目标服务器的相应返回给客户端
  
• 目标服务器不知道客户端的存在，它只知道有一个代理服务器向其发送哀求
  
• 客户端通过正向代理访问互联网资源时，通常需要配置客户端来使用代理
  

用途

• 突破访问限定：用于绕过网络访问限定，访问受限定的资源
  
• 隐藏客户端身份：客户端可以通过正向代理隐藏其真实 IP 地址
  

反向代理（Reverse Proxy）
特点

• 代理服务器位于目标服务器和客户端之间
  
• 客户端向代理服务器发送哀求，代理服务器将哀求转发给一个或多个目标服务器，并将其中一个目标服务器的相应返回给客户端
  
• 目标服务器不知道终极客户端的身份，只知道有一个代理服务器向其发送哀求
  
• 用于将客户端的哀求分发给多个服务器，实现负载均衡
  

用途

• 负载均衡：通过将流量分发到多个服务器，确保服务器的负载匀称分布
  
• 缓存和加速：反向代理可以缓存静态内容，减轻目标服务器的负载，并提高访问速率
  
• 安全性：隐藏真实服务器的信息，提高安全性，同时可以举行 SSL 终止（SSL Termination）
  

雷同和不同
雷同点

• 中央层：正向代理和反向代理都是位于客户端和目标服务器之间的中央层。
  
• 代理功能：它们都充当了代理的脚色，处理哀求和相应，使得通讯更加灵活和安全
  

不同点

• 方向：正向代理代理客户端，反向代理代理服务器
  
• 目标：正向代理主要用于访问控制和隐藏客户端身份，反向代理主要用于负载均衡、缓存和提高安全性
  
• 配置：客户端需要配置使用正向代理，而反向代理是对服务器透明的，客户端无需感知
  

Nginx 和 LVS

Nginx 和 LVS（Linux Virtual Server） 都是流行的代理和负载均衡办理方案，但它们有一些不同的特点 和应用场景
选择使用 Nginx 照旧 LVS 取决于具体的应用需求和复杂度。Nginx 更适合作为 Web 服务器和应用层负 载均衡器，而 LVS 更适用于传输层负载均衡
雷同点

• 负载均衡：Nginx 和 LVS 都可以作为负载均衡器，将流量分发到多个后端服务器，提高系统的可用 性和性能。
  
• 性能：Nginx 和 LVS 都具有高性能的特点，能够处理大量并发连接和哀求
  

不同点

• 层次：Nginx 在应用层举行负载均衡和反向代理，而 LVS 在传输层举行负载均衡
  
• 功能：Nginx 除了负载均衡外，还可以作为反向代理和静态文件服务器；而 LVS 主要专注于负载均 衡，实现简单而高效的四层分发
  
• 配置和管理：Nginx 配置相对简单，易于管理，适用于各种规模的应用；LVS 需要深入了解 Linux 内核和相干配置，适用于大规模和对性能有更高要求的场景
  

LVS 不监听端口，不处理哀求数据，不参与握手流程，只会在内核层转发数据报文
Nginx 需要在应用层接收哀求，根据客户端的哀求参数和Nginx中配置的规则，再重新作为客户端向后 端服务器发起哀求

LVS 通常做四层代理，Nginx 做七层代理
实现 http 协议反向代理

相干指令和参数

Nginx 可以基于ngx_http_proxy_module 模块提供 http 协议的反向代理服务，该模块是 Nginx 的默认模块

1. proxy_pass URL; # 转发的后端服务器地址，可以写主机名,域名，IP地址，也可以额外指定端口，
2.         # 作用域 location, if in location, limit_except
4. proxy_hide_header field; # Nginx 默认不会将后端服务器的 Date,Server,X-Pad,X-Accel-... 这些响应头信息传给   
5.         # 客户端，除了这些之外的响应头字段会回传，
6.         # 可以使用 proxy_hide_header 显式指定不回传的响应头字段
7.         # 作用域 http, server, location
9. proxy_pass_header field; # 显式指定要回传给客户端的后端服务器响应头中的字段，
10.         #作用域 http, server, location
11.        
12. proxy_pass_request_body on|off; # 是否向后端服务器发送客户端 http 请求的 body 部份，默认 on，
13.         # 作用域 http, server, location
14.        
15. proxy_pass_request_headers on|off; # 是否向后端服务器发送客户端 http 请求的头部信息，默认 on
16.         # 作用域 http, server, location
17.        
18. proxy_connect_timeout time; # Nginx与后端服务器建立连接超时时长，默认60S，超时会向客户端返回504
19.         # 作用域 http, server, location
21. proxy_read_timeout time; # Nginx 等待后端服务器返回数据的超时时长，默认60S，超时会向客户端返回504
22.         # 作用域 http, server, location
23.        
24. proxy_send_timeout time; # Nginx 向后端服务器发送请求的超时时长，默认60S，超时会向客户端返回408
25.         # 作用域 http, server, location
26.        
27. proxy_set_body value; # 重新定义传给后端服务器的请求的正文，可以包含文本，变量等，
28.         # 作用域 http, server, location
30. proxy_set_header field value; # 更改或添加请求头字段并发送到后端服务器，
31.         # 作用域http, server, location
32.        
33. proxy_http_version 1.0|1.1; # 设置向后端服务器发送请求时的 http 协议版本，默认值1.0，
34.         # 作用域http, server, location
35.        
36. proxy_ignore_client_abort on|off; # 客户端中断连接，Nginx 是否继续执行与后端的连接，默认值 off
37.         #客户端中断，Nginx 也会中断后端连接， on 表示 客户端中断，nginx 还会继续处理与后端在连接
38.         # 作用域 http, server, location
39.        
40. proxy_headers_hash_bucket_size size; # 当配置了 proxy_hide_header和proxy_set_header的时候，
41.         # 用于设置nginx保存HTTP报文头的hash表的大小，默认值 64
42.         # 作用域 http, server, location
44. proxy_headers_hash_max_size size; # 上一个参数的上限，默认值 512
45.         # 作用域 http, server, location
46.        
47. proxy_next_upstream error|timeout|invalid_header|http_500|http_502|http_503|http_504|http_403|http_404|http_429|non_idempotent| off ...;
48.         # 当前配置的后端服务器无法提供服务时，因为何种错误而去请求下一个后端服务器
49.         # 默认值 error timeout， 表示当前后端服务器因为error 和 timeout 错误时，去请求 另一个后端服务器
50.         # 作用域 http, server, location
52. proxy_cache zone|off; # 是否启用代理缓存，默认 off,不启用，zone 指缓存名称，
53.         # 作用域 http, server, location
55. proxy_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size
56. [inactive=time] [max_size=size] [min_free=size] [manager_files=number]
57. [manager_sleep=time] [manager_threshold=time] [loader_files=number]
58. [loader_sleep=time] [loader_threshold=time] [purger=on|off]
59. [purger_files=number] [purger_sleep=time] [purger_threshold=time];
60.         # 开启代理缓存后指定缓存数据的存放路径，作用域http，默认没有设置
61.         # path 表示缓存数据存放路径，要保证nginx 有写权限
62.         # levels 表示缓存数据目录层级,16进制表示，levels=1:2 表示第一级有16个目录，0-f,第一级中每个目录下有16*16个子目录，00-ff
63.         # keys_zone=name:size zone 表示缓存名称，先定义后使用，size 表示该zone 空间大小
64.         # inactive 表示缓存数据生命周期，默认值10分钟
65.         # max_size 表示缓存占用的磁盘空间最大能有多大
67. proxy_cache_key string; # 指定缓存数据的key，不同的key 对应不同的缓存文件，
68.         #作用域 http, server, location
69.         # 默认值 $scheme$proxy_host$request_uri
70.                                     
71. proxy_cache_valid [code ...] time;  # 为不同响应状态码的数据设置不同的缓存时长，可设置多条，默认不设置,
72.         # 作用域 http, server, location
74. proxy_cache_use_stale error|timeout|invalid_header|updating|http_500|http_502|http_503|http_504|http_403|http_404|http_429|off ...;  
75.         # 在后端服务器报哪些错误的情况下，直接使用过期缓存数据响应客户端请求默认off，
76.         #作用域 http, server, location
77.    
78. proxy_cache_methods GET|HEAD|POST ...; # 缓存哪些请求类型的数据，默认值 GET HEAD，
79.         #作用域 http, server, location

复制代码

根本配置

1. #转发到指定IP
2. server{
3. listen 80;
4. server_name www.a30.com;
5. #root /var/www/html/www.a30.com;
6. location /{
7. proxy_pass http://10.0.0.161; #161要开启WEB服务，请求的是默认default_Serve 配置
8. }
9. }
10. [root@ubuntu ~]# curl http://10.0.0.161
11. hello world
13. #被转发到后端161
14. [root@ubuntu ~]# curl http://www.a30.com
15. hello world
18. #转发到指定IP指定端口
19. server{
20. listen 80;
21. server_name www.a30.com;
22. location /{
23. proxy_pass http://10.0.0.161:8080;
24. }
25. }
27. #后端主机配置
28. server {
29. listen 8080;
30. root /var/www/html/8080;
31. }
33. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
34. hello 8080
37. #转发到指定域名
38. server{
39. listen 80;
40. server_name www.a30.com;
41. location /{
42. proxy_pass http://www.node-1.com;
43. }
44. }
46. #后端主机配置
47. server {
48. listen 80;
49. root /var/www/html/www.node-1.com;
50. server_name www.node-1.com;
51. }
53. [root@ubuntu ~]# echo "node-1" > /var/www/html/www.node-1.com/index.html
55. #测试
56. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
57. node-1
59. #透传指定参数
60. #在上述请求中，客户端访问 http://www.a30.com，该主机收到请求后作为客户端去请求http://www.node-1.com
62. #客户端主机配置
63. [root@ubuntu ~]# cat /etc/hosts
64. 10.0.0.206 www.a30.com
66. #中间主机配置
67. [root@ubuntu ~]# cat /etc/hosts
68. 10.0.0.161 www.a30.com
70. server{
71. listen 80;
72. server_name www.a30.com;
73. location /{
74. proxy_pass http://10.0.0.161;
75. proxy_set_header Host $http_host; #将客户端从请求头中传来的 Host 值传给后端服务器
76. }
77. }
79. #后端主机配置
80. server {
81. listen 80;
82. root /var/www/html/www.a30.com;
83. server_name www.a30.com;
84. }
85. [root@ubuntu ~]# echo "a30" > /var/www/html/www.a30.com/index.html
88. #客户端测试
89. [root@ubuntu ~]# curl http://www.a30.com
90. a30
92. #如果后端服务不可用，从客户端访问会返回502
93. #停止后端nginx
94. [root@ubuntu ~]# systemctl stop nginx.service
96. #客户端访问中间Nginx
97. [root@ubuntu ~]# curl http://www.a30.com
98. <html>
99. <head><title>502 Bad Gateway</title></head>
100. <body>
101. <center><h1>502 Bad Gateway</h1></center>
102. <hr><center>nginx</center>
103. </body>
104. </html>
106. [root@ubuntu ~]# curl http://www.a30.com -I
107. HTTP/1.1 502 Bad Gateway
108. Server: nginx
109. Date: Wed, 18 Sep 2024 11:32:16 GMT
110. Content-Type: text/html; charset=utf8
111. Content-Length: 150
112. Connection: keep-alive

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实现动静分离

根据条件举行调度，实现动静分离
脚色
IP
Client
10.0.0.158
Proxy Server
10.0.0.157
API Server
10.0.0.161
Static Server
10.0.0.151
Client配置

1. [root@Rocky-9 ~]# cat /etc/hosts
3. 10.0.0.157 www.a30.com

复制代码

Proxy Server 配置

1. server{
2.   listen 80;
3.   server_name www.a30.com;
4.   #root /var/www/html/www.a30.com;
6.   location /static{
7.         proxy_pass http://10.0.0.151;
8.         proxy_set_header Host "static.a30.com";
9. }
10.   location /api{
11.         proxy_pass http://10.0.0.161;
12.         proxy_set_header Host "api.a30.com";
13. }

复制代码

API Server配置

1. server{
2.    listen 80;
3.    server_name api.a30.com;
4.    root /apps/nginx/html/api.a30.com/;
5. }
7. [root@ubuntu24 sites-enabled]# cat /apps/nginx/html/api.a30.com/api/index.html
8. api.a30.com

复制代码

Static Server配置

1. server{
2.    listen 80;
3.    server_name static.a30.com;
4.    root /var/www/html/static.a30.com/;
5. }
7. [root@ubuntu22:sites-enabled]# cat /var/www/html/static.a30.com/static/index.html
8. static.a30.com

复制代码

Client测试

1. [root@Rocky-9 ~]# curl http://www.a30.com/api/index.html
2. api.a30.com
3. [root@Rocky-9 ~]# curl http://www.a30.com/static/index.html
4. static.a30.com

复制代码

proxy_pass 后面加斜线和不加斜线的区别

1. #没有斜线是追加
2. # http://www.a30.com/api/index.html ----> http://api.a30.com/api/index.html
3. location /api{
4.         proxy_pass http://10.0.0.161;
5.         proxy_set_header Host "api.a30.com";
6. }
8. #有斜线是替换
9. # http://www.a30.com/api/index.html -----> http://api.a30.com/index.html
10. location /api{
11.         proxy_pass http://10.0.0.161;
12.         proxy_set_header Host "api.a30.com";
13. }

复制代码

实现对特定资源的代理

1. location ~ \.(jpe?g|png|bmp|gif)$ {
2.    proxy_pass http://10.0.0.161;
3.    proxy_set_header Host "api.a30.com";
4. }

复制代码

代理服务器实现数据缓存

前置条件：各服务器时间和时区先统一，方便测试

1. #Proxy Server 配置
2. #定义缓存
3. proxy_cache_path /tmp/proxycache levels=1:2 keys_zone=proxycache:20m inactive=60s max_size=1g;
5. server{
6. listen 80;
7. server_name www.a30.com;
8. location /static{
9. proxy_pass http://10.0.0.157/;
10. proxy_set_header Host "static.a30.com";
11. proxy_cache proxycache;                 #使用缓存
12. proxy_cache_key $request_uri;
13. proxy_cache_valid 200 302 301 90s;
14. proxy_cache_valid any 2m;                 #此处一定要写，否则缓存不生效
16. }
17. }
19. #重载，生成缓存目录
20. [root@ubuntu ~]# nginx -s reload
21. [root@ubuntu ~]# ll /tmp/proxycache/
22. total 8
23. drwx------  2 www-data root 4096 Feb 12 23:09 ./
24. drwxrwxrwt 14 root     root 4096 Feb 12 23:09 ../
27. #Static Server 配置
28. server {
29.                 listen 80;
30.                 root /var/www/html/static.a30.com;
31.                 server_name static.a30.com;
32. }
34. [root@ubuntu24 sites-enabled]# ls -lh /var/www/html/static.a30.com/
35. total 8.0K
36. -rw-r--r-- 1 root root 657 Sep 19 09:55 fstab
37. -rw-r--r-- 1 root root  18 Sep 19 09:55 index.html
39. #客户端测试
40. [root@Rocky-9 ~]# curl http://www.a30.com/static/fstab
42. #查看 Proxy Server 上的缓存数据，文件名就是key 的 hash 值
43. [root@ubuntu22:sites-enabled]# tree /tmp/proxycache/
44. /tmp/proxycache/
45. └── 3
46.     └── ab
47.         └── 2d291e4d45687e428f0215bec190aab3
49. 2 directories, 1 file
51. #并不是一个文本文件
52. [root@ubuntu22:sites-enabled]# file /tmp/proxycache/3/ab/2d291e4d45687e428f0215bec190aab3
53. /tmp/proxycache/3/ab/2d291e4d45687e428f0215bec190aab3: data
55. #查看当前时间和缓存文件时间
56. [root@ubuntu22:sites-enabled]# date
57. Thu Sep 19 10:03:38 AM CST 2024
58. [root@ubuntu22:sites-enabled]# stat /tmp/proxycache/3/ab/2d291e4d45687e428f0215bec190aab3
59.   File: /tmp/proxycache/3/ab/2d291e4d45687e428f0215bec190aab3
60.   Size: 1254              Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
61. Device: fd00h/64768d        Inode: 4194322     Links: 1
62. Access: (0600/-rw-------)  Uid: (   33/www-data)   Gid: (   33/www-data)
63. Access: 2024-09-19 10:03:16.497567601 +0800
64. Modify: 2024-09-19 10:02:55.416164600 +0800
65. Change: 2024-09-19 10:02:55.416164600 +0800
66. Birth: 2024-09-19 10:02:55.416164600 +0800
69. #除了文件内容外，还有头部信息
70. [root@ubuntu22:sites-enabled]# cat /tmp/proxycache/3/ab/2d291e4d45687e428f0215bec190aab3
71. ?ꦘꧥꤪeudU"66eb8498-291"
72. KEY: /static/fstab
73. HTTP/1.1 200 OK
74. Server: nginx
75. Date: Thu, 19 Sep 2024 02:05:25 GMT
76. Content-Type: application/octet-stream
77. Content-Length: 657
78. Last-Modified: Thu, 19 Sep 2024 01:55:36 GMT
79. Connection: close
80. ETag: "66eb8498-291"
81. Accept-Ranges: bytes
83. # /etc/fstab: static file system information.
84. #
85. # Use 'blkid' to print the universally unique identifier for a
86. # device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices
87. # that works even if disks are added and removed. See fstab(5).
88. #
89. # <file system> <mount point>   <type>  <options>       <dump>  <pass>
90. # / was on /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv during curtin installation
91. /dev/disk/by-id/dm-uuid-LVM-H5gHRIOORHBs4Od7xVmGBfQE2ZJSd1kxqhie9niuE1re5q1XVMJmVvoQ7stlUKe2 / ext4 defaults 0 1
92. # /boot was on /dev/sda2 during curtin installation
93. /dev/disk/by-uuid/8a0cc0fa-cc21-4fe4-ab25-4a43540d9f02 /boot ext4 defaults 0 1
94. /swap.img        none        swap        sw        0        0
96. #生命周期结束后文件被删除
97. #但是在缓存有效期内，后端服务器内容发生了更新，客户端获取的还是缓存数据
98. #后端真实数据删除，客户端还能拿到缓存数据

复制代码

实现客户端IP地址透传

在使用Nginx 做代理的情况下，默认后端服务器无法获取客户端真实IP地址
脚色
IP
Client
10.0.0.158
Proxy Server
10.0.0.157
Real Server
10.0.0.151
默认情况下，后端服务器无法获取真实客户端IP
Proxy Server 配置

1. server{
2.   listen 80;
3.   server_name www.a30.com;
4.   location / {
5.         proxy_pass http://10.0.0.151;
6. }

复制代码

Real Server 配置

1. server {
2.        listen 80 default_server;
3.        listen [::]:80 default_server;
4.        root /var/www/html;
5.        index index.html index.htm index.nginx-debian.html;
6.        server_name _;
7.        location / {
8.                return 200 ${remote_addr}---${http_x_real_ip}---${http_x_forwarded_for};
9.        }
10. }

复制代码

Client测试

1. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
2. 10.0.0.157------
3. #后端服务器只能获取代理服务器IP

复制代码

修改代理服务器配置，透传真实客户端IP

1. server{
2.   listen 80;
3.   server_name www.a30.com;
4.   location / {
5.         proxy_pass http://10.0.0.151;
6.         proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
7.     proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
8. }
10. #表示将客户端IP追加请求报文中X-Forwarded-For首部字段,多个IP之间用逗号分隔,如果请求中没有X-Forwarded-For,就使用$remote_addr
11. proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
13. #客户端测试 $remote_addr 获取代理IP，$http_x_real_ip 获取真实客户端IP，
14. $http_x_forwarded_for 获取真实客户端IP
16. #客户端测试
17. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
18. 10.0.0.157---10.0.0.158---10.0.0.158

复制代码

实现多级代理客户端IP透传

脚色
IP
Client
10.0.0.158
Proxy Server - First
10.0.0.161
Proxy Server - Second
10.0.0.157
Real Server
10.0.0.151
158 -----> 161 -----> 157 -----> 151

1. #Proxy Server - First 配置server{       listen 80;       server_name www.a30.com;       location /{               proxy_pass http://10.0.0.157;       }}#Proxy Server - Second 配置server {       listen 80 default_server;       listen [::]:80 default_server;       root /var/www/html;       index index.html index.htm index.nginx-debian.html;       server_name _;       location / {               proxy_pass http://10.0.0.151;       }}#Real Server 配置server {
2.        listen 80 default_server;
3.        listen [::]:80 default_server;
4.        root /var/www/html;
5.        index index.html index.htm index.nginx-debian.html;
6.        server_name _;
7.        location / {
8.                return 200 ${remote_addr}---${http_x_real_ip}---${http_x_forwarded_for};
9.        }
10. }
11. #客户端测试，Real Server 只能通过 $remote_addr 获取上一级代理的IP[root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com10.0.0.157------

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修改第一级代理服务器配置

1. server{
2.        listen 80;
3.        server_name www.a30.com;
4.        location /{
5.                proxy_pass http://10.0.0.157;
6.                           proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
7.                proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
8.        }
9. }
11. #客户端测试 $remote_addr 获取上一级代理IP，$http_x_real_ip 获取真实客户端IP，$http_x_forwarded_for 获取真实客户端IP
12. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
13. 10.0.0.157---10.0.0.158---10.0.0.158

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继续修改第二级代理服务器配置

1. server {
2.        listen 80 default_server;
3.        listen [::]:80 default_server;
4.        root /var/www/html;
5.        index index.html index.htm index.nginx-debian.html;
6.        server_name _;
7.        location / {
8.                proxy_pass http://10.0.0.151;
9.                proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
10.                proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
11.        }
12. }
14. #客户端测试
15. # $remote_addr 获取上一级代理IP
16. # $http_x_real_ip 获取上上一级代理IP
17. # $http_x_forwarded_for 累加了第一级代理的 X-Forwarded-For 和第二级代理的 X-Forwarded-For
19. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
20. 10.0.0.157---10.0.0.161---10.0.0.158, 10.0.0.161

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第一级代理不透传，不添加哀求头字

1. server{
2.        listen 80;
3.        server_name www.a30.com;
4.        location /{
5.                proxy_pass http://10.0.0.157;
6.                #proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
7.                #proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
8.        }
9. }
12. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
13. 10.0.0.157---10.0.0.161---10.0.0.161

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实现 http 协议反向代理的负载均衡

相干指令和参数

在实现 Nginx 反向代理的基础上，可以基于 ngx_http_upstream_module 模块实现后端服务器的分 组，权重分配，状态监测，调度算法等高级功能

1. upstream name { server address [parameters]; } # 定义一个后端服务器组，可以包含一台或多台服务器，
2. # 定义好后在 proxy_pass 指令中引用，作用域 http
4. server address [parameters]; # 在 upstream 中定义一个具体的后端服务器，作用域upstream
5. # address 指定后端服务器 可以是IP地址，主机名，或UNIX Socket，可以加端口号
6. # parameters 是可选掺数，具体有以下几个属性
7. # weight=number 指定该 server 的权重，默认值都是1
8. # max_conns=number 该 Server 的最大活动连接数，达到后将不再给该 Server 发送请求，默认值0，表示不限制
9. # max_fails=number 后端服务器的下线条件,当客户端访问时,对本次调度选中的后端服务器连续进行检测多少次，如果都失败就标记为不可用，默认为1次，当客户端访问时，才会利用TCP触发对探测后端服务器健康性检查，而非周期性的探测
10. # fail_timeout=time 后端服务器的上线条件,对已经检测到处于不可用的后端服务器,每隔此时间间隔再次进行检测是否恢复可用，如果发现可用,则将后端服务器参与调度,默认为10秒
11. # backup 标记该 Server 为备用，当所有后端服务器不可用时，才使用此服务器
12. # down 标记该 Server 临时不可用，可用于平滑下线后端服务器，新请求不再调度到此服务器，原有连接不受影响
14. hash key [consistent]; # 使用自行指定的 Key 做 hash 运算后进行调度，Key 可以是变量，比如请求头中的字段，URI等，如果对应的 server 条目配置发生了变化，会导致相同的 key 被重新hash
15. # consistent 表示使用一致性 hash，此参数确保该upstream 中的 server 条目发生变化时，尽可能少的重新 hash，适用于做缓存服务的场景，提高缓存命中率
16. # 作用域 upstream
18. ip_hash; # 源地址hash调度方法，基于的客户端的remote_addr(源地址IPv4的前24位或整个IPv6地址)做hash计算，以实现会话保持，作用域 upstream
20. least_conn; # 最少连接调度算法，优先将客户端请求调度到当前连接最少的后端服务器,相当于LVS中的 LC 算法
21. # 配合权重，能实现类似于 LVS 中的 WLC 算法
22. # 作用域 upstream
24. keepalive connections; # 为每个 worker 进程保留最多多少个空闲保活连接数，超过此值，最近最少使用的连接将被关闭
25. # 默认不设置，作用域 upstream
27. keepalive_time time; # 空闲连接保持的时长，超过该时间，一直没使用的空闲连接将被销毁
28. # 默认值 1h，作用域 upstream

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根本配置

脚色
IP
Client
10.0.0.158
Proxy Server
10.0.0.157
Real Server - 1
10.0.0.161
Real Server - 2
10.0.0.151

1. # Proxy Server 配置
3. upstream group1{
4.         server 10.0.0.161;
5.         server 10.0.0.151;
6. }
8. server{
9.   listen 80;
10.   server_name www.a30.com;
11.   #root /var/www/html/www.a30.com;
12.   keepalive_timeout 15 30;
14.   autoindex on;
16.   location /{
17.         proxy_pass http://group1;
18.         proxy_set_header host $http_host;
19. }
21. # Real Server-1 配置
22. server {
23.        listen 80;
24.        root /var/www/html/www.a30.com;
25.        server_name www.a30.com;
26. }
27. [root@ubuntu24 www.a30.com]# cat /apps/nginx/html/www.a30.com/index.html
28. 10.0.0.161
31. # Real Server-2 配置
32. server {
33.            listen 80;
34.        root /var/www/html/www.a30.com;
35.        server_name www.a30.com;
36. }
37. [root@ubuntu22:sites-enabled]# cat /var/www/html/www.a30.com/index.html
38. www.a30.com
39. 10.0.0.151
42. #客户端测试-轮循调度到后端服务器
43. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
44. www.a30.com
45. 10.0.0.151
46. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
47. 10.0.0.161
48. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
49. www.a30.com
50. 10.0.0.151
51. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
52. 10.0.0.161

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设置权重

1. #每个 server 配置的默认权重是1，这种写法，两个 server 被调度的比例为 3:1
2. upstream group1{
3.         server 10.0.0.161 weight=3;
4.         server 10.0.0.151;
5. }
8. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
9. www.a30.com
10. 10.0.0.151
11. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
12. 10.0.0.161
13. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
14. 10.0.0.161
15. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
16. 10.0.0.161
17. [root@Rocky-9 ~]# curl www.a30.com
18. www.a30.com
19. 10.0.0.151

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限定最大活动连接数

1. #10.0.0.161 同时只能维持两个活动连接
2. upstream group1{
3.        server 10.0.0.161 max_conns=2;
4.        server 10.0.0.151;
5. }
6. #后端服务器配置
7. server {
8. listen 80;
9. root /var/www/html/www.a30.com;
10. server_name www.a30.com;
11. limit_rate 10k;
12. }
13. #客户端测试，开6个窗口下载文件
14. [root@ubuntu ~]# wget http://www.a30.com/test.img
16. #查看 10.0.0.161 上的连接，2个活动连接
17. [root@ubuntu ~]# ss -tnpe | grep 80
18. #查看 10.0.0.151 上的连接，4个活动连接
19. #客户端继续测试，新的请求都不会调度给 10.0.0.161

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后端服务器健康性查抄
Nginx 的 upstream 指令对于后端服务器的健康性查抄是被动查抄，当有客户端哀求被调度到该服务器 上时，会在TCP协议层的三次握手时查抄该服务器是否可用，如果不可用就调度到别的服务器，当不可 用的次数达到指定次数时（默认是1次，由 Server 配置中的 max_fails 选项决定），在规定时间内（默 认是10S，由 Server 配置中的 fail_timeout 选项决定），不会再向该服务器调度哀求，直到超过规定时 间后再次向该服务器调度哀求，如果再次调度该服务器照旧不可用，则继续期待一个时间段，如果再次 调度该服务器可用，则恢复该服务器到调度列表中

1. upstream group1{
2.        server 10.0.0.161;
3.        server 10.0.0.151;
4. }
5. server{
6.        listen 80;
7.        server_name www.a30.com;
8.        location /{
9.                proxy_pass http://group1;
10.                proxy_set_header host $http_host;
11.        }
12. }
14. #停止 10.0.0.161 上的Nginx 服务
15. [root@ubuntu ~]# systemctl stop nginx.service
17. #客户端测试，检测到 10.0.0.161不可用，将请求都调度到 10.0.0.151
18. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
19. 10.0.0.151 index
20. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
21. 10.0.0.151 index
22. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
23. 10.0.0.151 index
25. #启用 10.0.0.161 上的Nginx 服务，客户端需要在距离上次检测该服务器不可用10S后才能调度到该服务器
26. [root@ubuntu ~]# systemctl stop nginx.service
28. #如果后端服务器上的资源不存在，则不会影响调度，会返回对应的状态码和状态页
29. [root@ubuntu ~]# mv /var/www/html/www.a30.com/index.html{,bak}
31. #客户端测试
32. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/index.html
33. 10.0.0.151 index
34. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/index.html
35. <html>
36. <head><title>404 Not Found</title></head>

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设置备用服务器

1. #设置 backup，当 10.0.0.161 和 10.0.0.151 都不可用时，请求会被调度到 10.0.0.213
2. upstream group1{
3. server 10.0.0.161;
4. server 10.0.0.151;
5. server 10.0.0.213 backup;
6. }
7. server{
8. listen 80;
9. server_name www.a30.com;
10. location /{
11. proxy_pass http://group1;
12. proxy_set_header host $http_host;
13. }
14. }
16. #当前151 和 161 可用，客户端测试
17. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
18. 10.0.0.161 index
19. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
20. 10.0.0.151 index
21. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
22. 10.0.0.161 index
24. #停止151和161的 Nginx 服务后再次测试
25. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
26. 10.0.0.213

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设置后端服务器平滑下线

1. #Proxy Server 配置
2. upstream group1{
3.                 server 10.0.0.161;
4.         server 10.0.0.151;
5. }
6. server{
7.        listen 80;
8.        server_name www.a30.com;
9.        location /{
10.                proxy_pass http://group1;
11.                proxy_set_header host $http_host;
12.        }
13. }
15. #后端服务器配置
16. server {
17.        listen 80;
18.        root /var/www/html/www.a30.com;
19.        server_name www.a30.com;
20.        limit_rate 10k;
21. }
23. #客户端测试 - 开启两个窗口下载文件
24. [root@ubuntu ~]# wget http://www.a30.com/test.img
26. #在10.0.0.161 上查看，有一个连接
27. [root@ubuntu ~]# ss -tnep | grep 80
29. #在10.0.0.151 上查看，也有一个连接
30. [root@ubuntu ~]# ss -tnep | grep 80
32. #修改Proxy Server 配置，将 10.0.0.161 下线
33. upstream group1{
34.        server 10.0.0.161 down;
35.        server 10.0.0.151;
36. }
38. #重载生效
39. [root@ubuntu ~]# nginx -s reload
41. #你会发现原来保持的下载连接没有中断，但新的请求，不会再被调度到 10.0.0.161
42. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
43. 10.0.0.151 index
44. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
45. 10.0.0.151 index

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负载均衡调度算法

源IP地址hash
ip_hash 算法只使用 IPV4 的前 24 位做 hash 运算，如果客户端IP前24位同等，则会被调度到同一台后 端服务器

1. #Proxy Server 配置
2. upstream group1{
3. ip_hash;
4. server 10.0.0.161;
5. server 10.0.0.151;
6. }
7. server{
8. listen 80;
9. server_name www.a30.com;
10. location /{
11. proxy_pass http://group1;
12. proxy_set_header host $http_host;
13. }
14. }
16. #10.0.0.208 - 客户端测试，被调度到 10.0.0.151
17. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
18. 10.0.0.151 index
19. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
20. 10.0.0.151 index
21. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
22. 10.0.0.151 index
24. #10.0.0.213 - 客户端测试，被调度到 10.0.0.151
25. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
26. 10.0.0.151 index
27. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
28. 10.0.0.151 index
29. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
30. 10.0.0.151 index

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使用自行指定的 key 做 hash 调度

1. #Proxy Server 配置
2. #三台 server 权重一样，调度算法 hash($remoute_addr)%3，值为 0，1，2根据不同的值调度到不同server
4. upstream group1{
5. hash $remote_addr;
6. server 10.0.0.161;
7. server 10.0.0.151;
8. server 10.0.0.213;
9. }
10. server{
11.         listen 80;
12.         server_name www.a30.com;
13.         location /{
14.         proxy_pass http://group1;
15.         proxy_set_header host $http_host;
16. }
17. }
19. #10.0.0.208 - 客户端测试，被调度到 10.0.0.151
20. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
21. 10.0.0.151 index
22. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
23. 10.0.0.151 index
24. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com
25. 10.0.0.151 index
27. #10.0.0.207 - 客户端测试，被调度到 10.0.0.213
28. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
29. 10.0.0.213 index
30. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
31. 10.0.0.213 index
32. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
33. 10.0.0.213 index
35. #三台 server 权重不一样，调度算法 hash($remoute_addr)%(1+2+3)，值为 0，1，2，3，4，5
36. #0 调度到 161
37. #1，2调度到 151
38. #3，4，5调度到 213
39. upstream group1{
40. hash $remote_addr;
41. server 10.0.0.161 weight=1;
42. server 10.0.0.151 weight=2;
43. server 10.0.0.213 weight=3;
44. }
46. #Proxy Server 配置
47. #根据 request_uri 进行调度，不同客户端访问同一个资源会被调度到同一台后端服务器上
48. upstream group1{
49.         hash $request_uri;
50.         server 10.0.0.161;
51.         server 10.0.0.151;
52.         server 10.0.0.213;
53. }
55. server{
56. listen 80;
57. server_name www.a30.com;
58. location /{
59. proxy_pass http://group1;
60. proxy_set_header host $http_host;
61. }
62. }
64. #10.0.0.208 - 客户端测试
65. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/index.html
66. 10.0.0.213 index
67. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/index.html
68. 10.0.0.213 index
69. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/index.html
70. 10.0.0.213 index
71. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/a.html
72. 10.0.0.161 aaa
73. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/a.html
74. 10.0.0.161 aaa
75. [root@ubuntu ~]# curl www.a30.com/a.html
76. 10.0.0.161 aaa
78. #10.0.0.207 - 客户端测试
79. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
80. 10.0.0.213 index
81. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
82. 10.0.0.213 index
83. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
84. 10.0.0.213 index
85. [root@rocky ~]# curl www.a30.com/a.html
86. 10.0.0.161 aaa
87. [root@rocky ~]# curl www.a30.com/a.html
88. 10.0.0.161 aaa

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最少连接调度算法

1. #Proxy Server 配置，最少连接调度算法
2. upstream group1{
3.        least_conn;
4.        server 10.0.0.161;
5.        server 10.0.0.151;
6. }
7. server{
8.        listen 80;
9.        server_name www.a30.com;
10.        location /{
11.                proxy_pass http://group1;
12.                proxy_set_header host $http_host;
13.        }
14. }
16. #客户端开启一个下载连接，限速，让该连接一直保持
17. [root@ubuntu ~]# wget www.a30.com/test.img
19. #下载请求被调度到 10.0.0.161上了
20. [root@ubuntu ~]# ss -tnep | grep 80
22. #新开客户端测试，请求不会被调度到 10.0.0.161 上
23. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
24. 10.0.0.151 index
25. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
26. 10.0.0.151 index
27. [root@rocky ~]# curl www.a30.com
28. 10.0.0.151 index

复制代码

同等性 hash

1. #Proxy Server 配置
2. #三台 server 权重一样，调度算法 hash($remoute_addr)%3，值为 0，1，2 根据不同的值调度到不
3. 同 server
4. upstream group1{
5.         hash $remote_addr;
6.         server 10.0.0.161;
7.         server 10.0.0.151;
8.         server 10.0.0.213;
9. }
10. server{
11.         listen 80;
12.         server_name www.a30.com;
13.         location /{
14.         proxy_pass http://group1;
15.         proxy_set_header host $http_host;
16. }
17. }

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在上述配置中，三台后端服务器的权重都为 1，则总权重为 3，再使用客户端IP的 hash 值对总权重求余
假设当前调度情况如下
hash($remoute_addr)
hash($remoute_addr)%3
server
3，6，9
0，0，0
10.0.0.161
1，4，7
1，1，1
10.0.0.151
2，5，8
2，2，2
10.0.0.213
此时如果后端新增一台服务器，则总权重会变为 4，那么同样的 hash 值，最后的调度结果如下
hash($remoute_addr)
hash($remoute_addr)%4
server
4，8
0，0
10.0.0.161
1，5，9
1，1，1
10.0.0.151
2，6
2，2
10.0.0.213
3，7
3，3
10.0.0.223
我们会发现，新增后端服务器后，总权重发生变革，则所有前端的哀求都会被重新盘算，调度到和原来 不同的后端服务器上了，这样会导致在原来后端服务器上创建的数据，在新的服务器上没有了淘汰后端服务器或修改后端服务器权重，都会导致重新调度，会导致原有缓存数据失效（比方登录状 态，购物车等）
同等性哈希
同等性哈希（Consistent Hashing）是一种用于分布式系统中数据分片和负载均衡的算法，其中 的"hash环"是该算法的核心概念之一
在同等性哈希中，所有可能的数据节点或服务器被映射到一个虚拟的环上。这个环的范围通常是一个固 定的哈希空间，比如0到2^32-1，每个数据节点或服务器被映射到环上的一个点，通过对其举行哈希计 算得到。这个哈希值的范围也是在0到2^32-1之间
在这个环上，数据会被分散到最靠近它的节点。当有新的数据要存储时，首先通过哈希盘算得到该数据 的哈希值，然后在环上找到离这个哈希值最近的节点，将数据存储在这个节点上。同样，当要查询数据 时，也是通过哈希盘算得到数据的哈希值，然后找到最近的节点举行查询
由于哈希环是一个环形布局，节点的添加和删除对整体的影响相对较小。当添加或删除节点时，只有相 邻的节点受到影响，而其他节点保持不变。这使得同等性哈希算法在分布式系统中能够提供较好的负载 均衡性能，同时减小了数据迁移的开销
总的来说，同等性哈希中的哈希环是通过哈希盘算将数据节点映射到环上，以实现数据分片和负载均衡 的分布式算法
环偏移
在同等性哈希中，哈希环可能碰面对的一个题目是环偏移（Ring Wrapping）。环偏移指的是哈希环上 的某个地区过于拥挤，而其他地区相对空闲，这可能导致负载不均衡。为了办理这个题目，一些改进的 同等性哈希算法引入了虚拟节点（Virtual Nodes）的概念
虚拟节点是对物理节点的一种扩展，通过为每个物理节点创建多个虚拟节点，将它们匀称地分布在哈希 环上。这样一来，每个物理节点在环上的位置会有多个副本，而不是只有一个位置。这样一来，即使哈 希环上的某个地区过于拥挤，也可以通过调整虚拟节点的数目来使得负载更均衡
综合案例

实现 http 自动重定向至 https，并将客户端 https 哀求通过负载均衡的方式反向代理到后端的多台 http 服务器上

1. # upstream 配置
2. upstream group1{
3. server 10.0.0.161;
4. server 10.0.0.151;
5. }
6. # http 重定向到 https
7. server{
8. listen 80;
9. server_name www.a30.com;
10. return 302 https://$server_name$request_uri;
11. }
13. # https 配置
14. server{
15. listen 443 ssl http2;
16. server_name www.a30.com;
17. ssl_certificate /usr/share/easy-rsa/pki/www.a30.com.pem;
18. ssl_certificate_key /usr/share/easy-rsa/pki/private/www.a30.com.key;
19. ssl_session_cache shared:sslcache:20m;
20. ssl_session_timeout 10m;
22. location /{
23. proxy_pass http://group1;
24. proxy_set_header host $http_host;
25. }
26. }
29. #客户端测试
30. [root@ubuntu ~]# curl -Lk www.a30.com
31. 10.0.0.151 index
32. [root@ubuntu ~]# curl -LkI www.a30.com
33. HTTP/1.1 302 Moved Temporarily
34. Server: nginx
35. Date: Sat, 17 Feb 2024 13:55:01 GMT
36. Content-Type: text/html
37. Content-Length: 138
38. Connection: keep-alive
39. Location: https://www.a30.com/
40. HTTP/2 200
41. server: nginx
42. date: Sat, 17 Feb 2024 13:55:01 GMT
43. content-type: text/html; charset=utf8
44. content-length: 17
45. last-modified: Wed, 14 Feb 2024 02:45:15 GMT
46. etag: "65cc293b-11"
47. accept-ranges: bytes

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Nginx 的四层代理和负载

相干指令和参数

Nginx在1.9.0版本开始支持tcp模式的负载均衡，在1.9.13版本开始支持udp协议的负载，udp主要用于 DNS的域名解析，其配置方式和指令和http 代理雷同，其基于ngx_stream_proxy_module模块实现tcp 负载，别的基于模块ngx_stream_upstream_module实现后端服务器分组转发、权重分配、状态监测、 调度算法等高级功能
如果编译安装，需要指定 –with-stream 选项才能支持 ngx_stream_proxy_module模块
实现TCP协议的反向代理

1. #10.0.0.206 Proxy Server 配置，此配置要写在最外层
3. stream{
4. server{
5.         listen 3306;
6.         proxy_pass 10.0.0.161:3306;
7. }
9. server{
10.         listen 6379;
11.         proxy_pass 10.0.0.151:6379;
12. }
13. }
15. #10.0.0.161 安装mysql-server，并配置远程用户
16. [root@ubuntu ~]# apt update;apt install mysql-server
18. mysql> create user proxyer@'10.0.0.%' identified by '123456';
19. Query OK, 0 rows affected (0.01 sec)
21. mysql> flush privileges;
22. Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)
24. #当前mysql-server 只监听了本机的3306
25. [root@ubuntu ~]# ss -tnlp | grep 3306
27. #修改配置，注释掉这两行
28. [root@ubuntu ~]# vim /etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf
29. #bind-address           = 127.0.0.1
30. #mysqlx-bind-address   = 127.0.0.1
31. skip-name-resolve #添加此行，跳过主机名反解
33. #重启服务
34. [root@ubuntu ~]# systemctl restart mysql.service
35. [root@ubuntu ~]# ss -tnlp | grep 3306
37. #10.0.0.151 安装redis-server
38. [root@ubuntu ~]# apt update;apt install redis-server
39. #当前只监听了127.1
40. [root@ubuntu ~]# ss -tnlp | grep 6379
42. #修改配置并重启
43. [root@ubuntu ~]# vim /etc/redis/redis.conf
44. #bind 127.0.0.1 ::1
45. protected-mode no #关闭保护模式
47. [root@ubuntu ~]# systemctl restart redis-server.service
48. [root@ubuntu ~]# ss -tnlp | grep 6379
50. #客户端配置，并测试
51. [root@ubuntu ~]# apt update;
52. [root@ubuntu ~]# apt install mysql-client-8.0 redis
53. #直连测试
54. [root@ubuntu ~]# mysql -h 10.0.0.161 -uproxyer -p'123456'
55. #redis 测试，客户端直连
56. [root@ubuntu ~]# redis-cli -h 10.0.0.151
58. #代理测试
59. [root@ubuntu ~]# mysql -h 10.0.0.206 -uproxyer -p'123456'
60. #redis 测试
61. [root@ubuntu ~]# redis-cli -h 10.0.0.206

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实现TCP协议的负载均衡

1. Proxy Server 配置，此配置要写在最外层
2. stream{
3. upstream mysql{
4. server 10.0.0.161:3306;
5. server 10.0.0.151:3306;
6. }
7. upstream redis{
8. server 10.0.0.161:6379;
9. server 10.0.0.151:6379;
10. }
11. server{
12. listen 3306;
13. proxy_pass mysql;
14. }
16. server{
17. listen 6379;
18. proxy_pass redis;
19. }
20. }

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实现 FastCGI 代理

相干指令和参数

1. fastcgi_index name; # 后端 FastCGI 服务器默认资源，默认值为空，
2.         # 作用域 http, server, location
3.        
4. fastcgi_pass address; # 指定后端 FastCGI 服务器地址，可以写 IP:port，也可以指定socket 文件
5.         # 作用域 location, if in location
6.        
7. fastcgi_param parameter value [if_not_empty];# 设置传递给FastCGI服务器的参数值，可以是文本，变量或组合，可用于将Nginx的内置变量赋值给自定义key
8.         # 作用域 http, server, location

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