目錄
- 一、upstream模塊簡介
- 二、負(fù)載均衡算法簡介
- 1、輪詢
- 2、權(quán)重輪詢
- 3、IP哈希
- 4、最小連接數(shù)
- 5、最短響應(yīng)時(shí)間
- 6、url_hash算法
- 三、配置示例
- 四、負(fù)載均衡效果展示
- 1、部署2個(gè)web服務(wù)器
- 2、配置nginx服務(wù)
- 3、配置域名解析
- 4、訪問域名驗(yàn)證
- 5、停止s142的web服務(wù)后再次訪問
- 6、修改調(diào)度算法為輪詢
- 總結(jié)
一、upstream模塊簡介
Nginx的負(fù)載均衡功能依賴于ngx_http_upsteam_module模塊，所支持的代理方式包括proxy_pass, fastcgi_pass, uwsgi_pass, scgi_pass, memcached_pass和grpc_pass。ngx_http_upstream_module模塊有允許Nginx定義一組或多組服務(wù)組，使用的可以通過proxy_pass代理方式把網(wǎng)站的請求發(fā)送到事先定義好的對應(yīng)upstream組的名字上。upstream模塊可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡，其實(shí)隱含了一個(gè)重要功能那就是冗余，在一個(gè)web節(jié)點(diǎn)故障的時(shí)候，配置了upstream時(shí)可以自動(dòng)切換到正常工作的節(jié)點(diǎn)。
二、負(fù)載均衡算法簡介
調(diào)度算法一般分為兩類：第一類為靜態(tài)調(diào)度算法，即負(fù)載均衡器根據(jù)自身設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行分配，不需要考慮后端節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的情。第二類為動(dòng)態(tài)調(diào)度算法，即負(fù)載均衡器會(huì)根據(jù)后端節(jié)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)來決定是否分發(fā)請求。
1、輪詢
rr 輪循即round robin 默認(rèn)調(diào)度算法，靜態(tài)調(diào)度算法。客戶端請求順序把客戶端的請求逐一分配到不同的后端節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，這相當(dāng)于 LVS 中的 rr 算法，如果后端節(jié)點(diǎn)服務(wù)器宕機(jī)（默認(rèn)情況下nginx 只檢測80端口）。宕機(jī)的服務(wù)器會(huì)自動(dòng)從節(jié)點(diǎn)服務(wù)器池中剔除，以便客戶端的用戶訪問不受影響。新的請求會(huì)分配給正產(chǎn)的服務(wù)器。
2、權(quán)重輪詢
wrr即weight 權(quán)重輪循，靜態(tài)調(diào)度算法。在 rr 輪循算法的基礎(chǔ)上加上權(quán)重，即為權(quán)重輪循算法，當(dāng)使用該算法時(shí)，權(quán)重和用戶訪問成正比，權(quán)重值越大，被轉(zhuǎn)發(fā)的請求也就越多。可以根據(jù)服務(wù)器的配置和性能指定權(quán)重值大小，有效解決新舊服務(wù)器性能不均帶來的請求分配問題。
3、IP哈希
ip_hash是靜態(tài)調(diào)度算法，每個(gè)請求按客戶端 IP 的 hash 結(jié)果分配，當(dāng)新的請求到達(dá)時(shí)，先將其客戶端IP通過哈希算法哈希出一個(gè)值，在隨后的客戶端請求中，客戶 IP 的哈希值只要相同，就會(huì)被分配至同一臺(tái)服務(wù)器，該調(diào)度算法可以解決動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的 session 共享問題，但有時(shí)會(huì)導(dǎo)致請求分配不均，即無法保證 1:1 的負(fù)載均衡，因?yàn)樵趪鴥?nèi)大多數(shù)公司都是 NAT 上網(wǎng)模式，多個(gè)客戶端會(huì)對應(yīng)一個(gè)外部 IP，所以，這些客戶端都會(huì)被分配到同一節(jié)點(diǎn)服務(wù)器，從而導(dǎo)致請求分配不均。LVS 負(fù)載均衡的 -P 參數(shù)、keepalived 配置里的 persistence_timeout 50 參數(shù)都類似這個(gè) Nginx 里的 ip_hash 參數(shù)，其功能均為解決動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁的 session 共享問題。
4、最小連接數(shù)
least_conn是動(dòng)態(tài)調(diào)度算法，會(huì)根據(jù)后端節(jié)點(diǎn)的連接數(shù)來決定分配情況，哪個(gè)機(jī)器連接數(shù)少就分發(fā)。
5、最短響應(yīng)時(shí)間
最短響應(yīng)時(shí)間（fair）調(diào)度算法是動(dòng)態(tài)調(diào)度算法，會(huì)根據(jù)后端節(jié)點(diǎn)服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間來分配請求，響應(yīng)時(shí)間端的優(yōu)先分配。這是更加智能的調(diào)度算法。此種算法可以依據(jù)頁面大小和加載時(shí)間長短只能地進(jìn)行負(fù)載均衡，也就是根據(jù)后端服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間來分配請求，響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)先分配。Nginx 本身是不支持 fair 調(diào)度算法的，如果需要使用這種調(diào)度算法，必須下載 Nginx 的相關(guān)模塊 upstream_fair。
6、url_hash算法
url_hash算法是動(dòng)態(tài)調(diào)度算法，按訪問 URL 的 hash 結(jié)果來分配請求，使每個(gè) URL 定向到同一個(gè)后端服務(wù)器，可以進(jìn)一步提高后端緩存服務(wù)器的效率命中率。（多用于后端服務(wù)器為緩存時(shí)的場景下）Nginx 本身是不支持 rul_hash的，如果需要使用這種調(diào)度算法，必須安裝 Nginx 的hash 模塊軟件包。
三、配置示例
1、配置示例模板
upstream backend {
server backend1.example.com weight=5; #執(zhí)行realserver，可以賦權(quán)重
server backend2.example.com:8080;
server unix:/tmp/backend3;
server backup1.example.com:8080 backup; #backup表示該節(jié)點(diǎn)為熱備節(jié)點(diǎn)，激活節(jié)點(diǎn)失效時(shí)啟用
server backup2.example.com:8080 down; #下線服務(wù)器，可以在real服務(wù)器需要維護(hù)時(shí)配置
}
server {
listen 80; #listen、server_name這些正常配置
server_name www.test.com;
location / {
proxy_pass http://backend; ##反向代理執(zhí)行定義的upstream名字
}
}
2、權(quán)重輪詢配置示例
upstream show {
server 192.168.0.141 weight=1;
server 192.168.0.142 weight=2;
}
3、ip_hash配置示例
upstream show {
ip_hash;
server 192.168.0.141 ;
server 192.168.0.142 ;
}
4、fair配置示例
upstream show {
fair;
server 192.168.0.141 ;
server 192.168.0.142 ;
}
5、least_conn配置示例
upstream show {
least_conn;
server 192.168.0.141 ;
server 192.168.0.142 ;
}
6、url_hash配置示例
upstream show {
server 192.168.0.141 ;
server 192.168.0.142 ;
hash $request_uri;
hash_method crc32;
}
四、負(fù)載均衡效果展示
1、部署2個(gè)web服務(wù)器
分別在s142主機(jī)和s142主機(jī)部署2個(gè)Tomcat服務(wù)，服務(wù)訪問頁面內(nèi)容如下：
2、配置nginx服務(wù)
upstream show {
ip_hash ; #使用ip_hash負(fù)載均衡調(diào)度算法
server 192.168.10.141:8080 ;
server 192.168.10.142:8080 ;
}
server {
listen 80; #listen、server_name這些正常配置
server_name www.test.com;
access_log /var/log/nginx/test.access.log;
location / {
proxy_pass http://show; ##反向代理執(zhí)行定義的upstream名字
}
}
3、配置域名解析
這是模擬測試，使用測試域名，通過修改hosts文件（C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts）實(shí)現(xiàn)直接通過域名訪問，實(shí)際應(yīng)用需要申請域名并解析。
4、訪問域名驗(yàn)證
5、停止s142的web服務(wù)后再次訪問
停止s142的web服務(wù)后應(yīng)用自動(dòng)切換到了s141節(jié)點(diǎn)，其實(shí)upstream模塊可以作為負(fù)載均衡，更重要的是實(shí)現(xiàn)冗余，如果是單機(jī)部署的web應(yīng)用在出現(xiàn)節(jié)點(diǎn)故障時(shí)服務(wù)即無法訪問，通過upstream可以實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)冗余。
6、修改調(diào)度算法為輪詢
