Nginx系列：負載均衡
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0x01：負載均衡
? ? ? Nginx的負載均衡使用upstream定義服務(wù)器組，后面跟著組名，組名后面是大括號包起來的服務(wù)器列表，每個服務(wù)器使用server開頭，后面跟定義的服務(wù)器名字、服務(wù)器ip:port、參數(shù)；一個基本的upstream模塊如下：
upstream?[服務(wù)器組名稱]{
server?[IP地址]:[端口號];
server?[IP地址]:[端口號];
....
}
在upstream模塊定義完成后，要讓指定的訪問反向代理到服務(wù)器列表，格式如下：
location?~?.*$?{
index?index.jsp?index.html;
proxy_pass?http://[服務(wù)器組名稱];
}
0x02：SpringBoot項目準備
在進行Nginx負載均衡配置前，先搭建一個簡單的后端應(yīng)用項目：nginx-upstream
pom.xml文文件
<project?xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"?xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
????xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0?http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
????<modelVersion>4.0.0modelVersion>
????<groupId>com.sentinelgroupId>
????<artifactId>nginx-upstreamartifactId>
????<version>0.0.1-SNAPSHOTversion>
????<packaging>jarpackaging>
????<parent>
????????<groupId>org.springframework.bootgroupId>
????????<artifactId>spring-boot-starter-parentartifactId>
????????<version>2.1.3.RELEASEversion>
????????<relativePath/>?
????parent>
????<name>nginx-upstreamname>
????<url>http://maven.apache.orgurl>
????<properties>
????????<project.build.sourceEncoding>UTF-8project.build.sourceEncoding>
????????<java.version>1.8java.version>
????properties>
????<dependencies>
????????<dependency>
????????????<groupId>org.springframework.bootgroupId>
????????????<artifactId>spring-boot-starter-webartifactId>
????????dependency>
????dependencies>
????<dependencyManagement>
????????<dependencies>
????????????<dependency>
????????????????<groupId>org.springframework.cloudgroupId>
????????????????<artifactId>spring-cloud-dependenciesartifactId>
????????????????<version>Greenwich.SR3version>
????????????????<type>pomtype>
????????????????<scope>importscope>
????????????dependency>
????????dependencies>
????dependencyManagement>
project>
控制器controller
application.yml配置文件
server:
??port:?8866
#??port:?8867
spring:
??application:
????name:?nginx-upstream
SpringBoot啟動類
package?com.olive;
import?org.springframework.boot.SpringApplication;
import?org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
@SpringBootApplication
public?class?Application?{
????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????SpringApplication.run(Application.class,?args);
????}
}
因為只有一臺電腦，為了演示Nginx負載均衡，后文會通過修改application.yml配置文件的端口和控制器controller的返回值來標識不同的應(yīng)用服務(wù)器。
驗證項目是否搭建成功
http://127.0.0.1:8866/getUser
http://127.0.0.1:8867/getUser
0x03：配置負載均衡
以下命令均在root用戶下操作
進入Nginx的配置文件目錄
cd?/usr/local/nginx/conf/
增加upstream模塊配置
upstream?myserver?{
?????server?192.168.56.1:8866;
?????server?192.168.56.1:8867;
}注意在http模塊添加upstream
upstream可以有多個，名稱不同即可。
配置location轉(zhuǎn)發(fā)規(guī)則
location?/?{???#首頁負載之后端服務(wù)器
?????proxy_pass??http://myserver;??#通過upstrean定義的服務(wù)器組名調(diào)用后端服務(wù)器
?????proxy_set_header?X-Real-IP?$remote_addr;??#傳遞客戶端的ip地址
}
配置完成后可以使用如下命令啟動Nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginx?-c???\
/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
0x04：驗證
使用命令ifconfig查下CentOS系統(tǒng)的ip地址
從上圖可以看出CentOS和Windows的ip地址分別為
192.168.56.9??#CentOS
192.168.56.1? #Windows
訪問http://192.168.56.9/getUser
返回出現(xiàn)的結(jié)果是隨意的，有可能訪問192.168.56.1:8866，可有可能192.168.56.1:8867。
0x05: 知識擴展
這樣就完成了最基本的負載均衡，但是這并不能滿足實際需求。目前Nginx的upstream模塊支持6種方式的負載均衡策略（算法）：輪詢（默認方式）、weight（權(quán)重方式）、ip_hash（依據(jù)ip分配方式）、least_conn（最少連接方式）、fair（第三方提供的響應(yīng)時間方式）、url_hash（第三方通過的依據(jù)URL分配方式）。
1）輪詢
最基本的配置方法，是upstream模塊默認的負載均衡策略。每個請求會按時間順序平均分配到不同的后端服務(wù)器。有如下參數(shù)：
fail_timeout: 與max_fails結(jié)合使用
max_fails: 在fail_timeout參數(shù)設(shè)置的時間內(nèi)最大失敗次數(shù)。如果在這個時間內(nèi)，所有該服務(wù)器的請求都失敗了，那么認為該服務(wù)器停機
fail_time: 服務(wù)器被認為停機的時長，默認10s（被認為停機的服務(wù)器嘗試間隔？）
backup: 標記該服務(wù)器為備用服務(wù)器。當主服務(wù)器停止時，請求會被發(fā)送到它這里
down: 標記服務(wù)器永久停機
注意：
down標記的服務(wù)器會自動剔除；
缺省就是輪詢；
此策略適合服務(wù)器配置無狀態(tài)且短平塊的服務(wù)使用
2）weight
? ? 權(quán)重方式，在輪詢策略的基礎(chǔ)上指定輪詢的幾率。也可以認為是在輪詢的基礎(chǔ)上新增了一個weight的參數(shù)，此參數(shù)指定輪詢的幾率，值為number。upstream模塊配置模板如下：
upstream?[服務(wù)器組名稱]{
server?[IP地址]:[端口號]?weight=2;
server?[IP地址]:[端口號];
....
}
? ? ? ?在該例子中，沒有weight參數(shù)的服務(wù)器默認為1，weight的數(shù)值與訪問比例成正比，所有weight值的總和為一個循環(huán)單位，服務(wù)器自身的weight值為循環(huán)單位內(nèi)的輪詢次數(shù)。
注意：
權(quán)重越高分配到的請求越多；
此策略可以和least_conn策略、iphash策略結(jié)合使用；
此策略比較適合服務(wù)器硬件配置差距較大的情況。
3）ip_hash
依據(jù)ip分配方式，指定負載均衡器按照基于客戶端IP的分配方式，這個方法確保了相同的客戶端請求一致發(fā)送到相同的服務(wù)器，以保證session會話。這樣每個訪客都固定訪問一個后端服務(wù)器，可以解決session不能跨服務(wù)器的問題。upstream模塊配置模板如下：
upstream?[服務(wù)器組名稱]{
ip_hash;
server?[IP地址]:[端口號]?weight=2;
server?[IP地址]:[端口號];
....
}注意：
nginx1.3.1之前的版本不能在ip_hash中使用權(quán)重（weight）；
ip_hash不能與backup同時使用；
此策略適合有狀態(tài)服務(wù)的程序，比如session；
當有服務(wù)器需要剔除，必須手動down掉。
4）least_conn
最少連接方式，把請求發(fā)給鏈接數(shù)最少的后端服務(wù)器。輪詢是把請求平均分配給各個后端，使它們的負載大致相同。但是，有些請求占用的時間很長，會導(dǎo)致其所在的后端負載較高。這種情況下，least_conn這種方式就可以達到更好的負載均衡效果。upstream模塊配置模板如下：
upstream?[服務(wù)器組名稱]{
least_conn;
server?[IP地址]:[端口號]?weight=2;
server?[IP地址]:[端口號];
....
}注意：
此策略適合請求處理時間長短不一造成的服務(wù)器過載情況;
5）fair
響應(yīng)時間方式，按照服務(wù)器端的響應(yīng)時間來分配請求，響應(yīng)時間短的優(yōu)先分配。upstream模塊配置模板如下：
upstream?[服務(wù)器組名稱]{
server?[IP地址]:[端口號]?weight=2;
server?[IP地址]:[端口號];
....
fair;
}
注意：
需要安裝第三方插件';
6）url_hash
url分配方式，按訪問url的hash結(jié)果來分配請求，使每個url定向到同一個后端服務(wù)器，要配合緩存命中來使用。同一個資源多次請求可能會到達不同的服務(wù)器上，導(dǎo)致不必要的多次下載，緩存命中率不高，以及一些資源時間的浪費。而使用url_hash，可以使得同一個url（也就是同一個資源請求）會到達同一臺服務(wù)器，一旦緩存住了資源，再次收到請求，就可以在緩存中讀取。upstream模塊配置模板如下：
upstream?[服務(wù)器組名稱]{
hash?$request_uri;
server?[IP地址]:[端口號]?weight=2;
server?[IP地址]:[端口號];
....
}
注意：
需要安裝第三方插件；
uri，是i，不是小寫的L。
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