Nginx快速入门：负载均衡upstream设置详解（四）

0. 引言

我们在第二章的时候简朴演示了关于nginx实现负载均衡的演示，而实际上nginx支持很多负载均衡算法，而且多节点的转发也有多种计谋。今天我们继承深入学习这块。
1. 负载均衡的应用场景

所谓负载均衡，Load Balance ，就是将请求进行分流，减轻单点压力，实现将流量均摊到各个节点的操作，以此实现分布式化
负载均衡的常见实现方式：

• 硬件
  

   F5
  

• 软件
  

   Nginx
LVS
HAproxy
  

• 云负载
  

   阿里云 SLB
腾讯云 CLB
华为云 ELB，之前观察云负载的日志与nginx一样，所以本身也怀疑云负载均衡是基于nginx开发的
  由于云负载一样平常就是购买云厂商的，所以本身不必要我们参与太多设置，F5基于硬件级别，代价昂贵，平凡公司也用不起。比较常见的就是基于软件层实现负载均衡，其中比较着名的更是我们今天的主题——nginx。
Nginx负载均衡的应用场景主要有以下2个方面：

• 1、解决高并发题目，通太过发流量到多个节点，以此拓展整体的并发本领
  
• 2、解决单点故障题目，通过部署多节点，当其中一个节点宕机后，还能保障有其他节点提供服务
  

2. Nginx的负载均衡算法

Nginx自带5种负载均衡算法，是基于ngx_stream_upstream_module模块来实现的，所以语法中主要是利用upstream关键字

• 1、轮询分发（默认算法）
  

   即请求依次分发给差异的节点，第一次给第一个节点，第二次给第二个节点，轮流请求，如果不显示声明，将会默认该种算法
  语法：

1. upstream xxx {
2.         server 192.168.244.11;
3.         server 192.168.244.12;
4. }

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• 2、按权重分发
  

   按照设置的权重配比，将请求转发给节点，好比权重为1:2，就会将1/3的请求分发给节点1，2/3的请求分发给节点2。
该方式适用于服务器设置有明显差异的场景

1. upstream xxx {
2.         server 192.168.244.11 weight=1;
3.         server 192.168.244.12 weight=2;
4. }

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• 3、源地点ip哈希法分发
  

   根据请求的发起方的ip盘算出来的hash值进行分发，这样可以将雷同ip的请求分发到固定节点
以此实现会话保持（如：同一客户的session请求到同一个背景服务）、A/B 测试等应用场景、分布式缓存
但如果客户服务器有多个出口ip的话，这种方式就不再适用

1. upstream xxx {
2.     ip_hash;
3.         server 192.168.244.11;
4.         server 192.168.244.12;
5. }

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• 4、源地点url哈希法分发
  

   根据其ing求的url的hash值来分发到后端的服务器
为差异业务做分布式缓存的场景下比较适用

1. upstream xxx {
2.     hash $remote_addr;
3.         server 192.168.244.11;
4.         server 192.168.244.12;
5. }

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• 5、最小毗连数法分发
  

   根据后端服务当前的毗连环境，动态的选取其中毗连数最少的服务器来处理当前请求，简朴来说就是哪台服务器处理的越快且资源越空闲就给谁处理。
这样的做法是可以尽可能的提高背景服务器的利用率，合理的分配流量给对应的服务器
这也是几种负载均衡算法中的动态负载算法

1. upstream xxx {
2.     least_conn;
3.         server 192.168.244.11;
4.         server 192.168.244.12;
5. }

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3. Nginx容灾计谋

所谓容灾是指当某一节点宕机时，可以自动将流量切换给另一台节点，或者某一个节点不稳定，我们可以设置一个不稳定的判断条件，好比毗连3次则以为该服务不可用，以此对服务的可用性进行提升。
Nginx支持2种容灾计谋：

• 1、重试机制
  

   max_fails：可以设置最大重试次数，即进行毗连节点，如果毗连失败，重新发起毗连的次数
fail_timeout：在周期fail_timeout时间内到达max_fails次失败次数后，fail_timeout时间内不再重试
好比设置的max_fails=2,fail_timeout=10s, 那么就是10s如果出现2次超时，则10s内不再请求该节点，待10s后再请求该节点

1. upstream xxx {
2.         server 192.168.244.11 max_fails=2 fail_timeout=10s;
3.         server 192.168.244.12 max_fails=2 fail_timeout=10s;  
4. }

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这里我们还没有界说每次请求的超时时间是多少，所以要联合咱们在第二章中讲到的proxy_connect_timeout,proxy_read_timeout参数进行设置，如果不设置的话默认是60s，很容易导致服务相应不及时

1. upstream tomcat {
2.     server 192.168.244.11 max_fails=2 fail_timeout=10s;
3.         server 192.168.244.12 max_fails=2 fail_timeout=10s;  
4. }
6. server {
7.     listen       80;
9.     location / {
10.        proxy_pass http://tomcat; # 通过别名实现负载均衡转发
11.        proxy_set_header HOST $host; # 代理过程中添加host头部信息，防止通过ip访问时域名解析不到，不能被server_name解析到
12.        proxy_http_version 1.1; # 指定http协议版本
13.        proxy_connect_timeout 3s; # 连接后台服务器的超时时间
14.        proxy_read_timeout 3s; # 从后台服务器读取数据的超时时间
15.        proxy_send_timeout 3s; # 向后台服务器发送数据的超时时间
16.     }
17. }

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• 2、主备机制
  

   可以通过给节点设置backup，表示当前节点仅为备用节点，平时并不会分发请求给它，只有当主节点宕机后，才会启动备用节点
一样平常可以搭配重试机制一起利用

1. upstream xxx {
2.         server 192.168.244.11 max_fails=2 fail_timeout=10s;
3.         server 192.168.244.12 max_fails=2 fail_timeout=10s;  
4.         server 192.168.244.13 backup;
5. }

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同时也可以给节点设置状态为down，表示该节点不可用，流量将不会分发给该节点

1. upstream xxx {
2.         server 192.168.244.11 down;
3.         server 192.168.244.12 max_fails=2 fail_timeout=10s;  
4.         server 192.168.244.13 backup;
5. }

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4. 案例实操

最后我们通过一个案例来总结我们今天的知识
案例：
   实现主备设置，当背景服务10s内3次毗连超时时则断开毗连，2台节点按1:2权重进行分发，并设置一台备用节点，当两台服务都宕机时，启用备用节点
  步骤：
1、准备3台tomcat节点，模仿后端服务。这里我为了方便直接在同一个假造机上安装了3台，然后tomcat首页上通过差异的端口号显示来区分

2、修改nginx设置

1. upstream tomcat {
2.   server 192.168.244.41:8080 max_fails=2 fail_timeout=10s weight=1;
3.   server 192.168.244.41:8081 max_fails=2 fail_timeout=10s weight=2;
4.   server 192.168.244.41:8083 backup;
5. }
7. server {
8.     listen       80;
10.     location / {
11.        proxy_pass http://tomcat;
12.        proxy_set_header HOST $host;
13.        proxy_http_version 1.1;
14.        proxy_connect_timeout 3s;
15.        proxy_read_timeout 3s;
16.        proxy_send_timeout 3s;
17.    }
19. }

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3、重启nginx

1. nginx -t
2. nginx -s reload

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4、访问nginx，多次访问，发现可以按照1:2比例跳转至8080和8081端口，而且不会访问到8083端口

5、将8081，8080端口的tomcat停掉，模仿宕机，发现请求转发到8083端口的tomcat了

6、模仿测试乐成
5. 总结

今天我们学习了nginx的负载均衡模块upstream，包罗nginx支持的负载均衡计谋以及容灾计谋，通过案例实际演示了我们如何实现负载均衡设置和主备节点搭建，要真正把握知识，还必要大家一起根据文章实际演练。
除了多节点的负载均衡转发，我们另有单节点的差异业务转发，根据域名的转发，各种各样的转发、代理设置，下一节，我们将继承解说nginx的各种转发设置。

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