解读nginx负载均衡的5种策略

丁晨嘉 · 发表于 2023-7-15 10:17:50

nginx负载均衡的5种策略

要理解负载均衡，必须先搞清楚正向代理和反向代理。
负载均衡的几种常用方式

1、轮询（默认）

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。

upstream backserver {
server 192.168.0.14;
server 192.168.0.15;
}

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2、weight

指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。

upstream backserver {
server 192.168.0.14 weight=3;
server 192.168.0.15 weight=7;
}

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权重越高，在被访问的概率越大，如上例，分别是30%，70%。

3、ip_hash

上述方式存在一个问题就是说，在负载均衡系统中，假如用户在某台服务器上登录了，那么该用户第二次请求的时候，因为我们是负载均衡系统，每次请求都会重新定位到服务器集群中的某一个，那么已经登录某一个服务器的用户再重新定位到另一个服务器，其登录信息将会丢失，这样显然是不妥的。
我们可以采用ip_hash指令解决这个问题，如果客户已经访问了某个服务器，当用户再次访问时，会将该请求通过哈希算法，自动定位到该服务器。
每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题。

upstream backserver {
ip_hash;
server 192.168.0.14:88;
server 192.168.0.15:80;
}

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4、fair（第三方）

按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

upstream backserver {
server server1;
server server2;
fair;
}

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5、url_hash（第三方）

按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个（对应的）后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。

upstream backserver {
server squid1:3128;
server squid2:3128;
hash $request_uri;
hash_method crc32;
}

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在需要使用负载均衡的server中增加

proxy_pass http://backserver/;
upstream backserver{
ip_hash;
server 127.0.0.1:9090 down; (down 表示单前的server暂时不参与负载)
server 127.0.0.1:8080 weight=2; (weight 默认为1.weight越大，负载的权重就越大)
server 127.0.0.1:6060;
server 127.0.0.1:7070 backup; (其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器)
}

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max_fails ：允许请求失败的次数默认为
1.当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误
fail_timeout:max_fails次失败后，暂停的时间
配置实例：

#user nobody;
worker_processes 4;
events {
# 最大并发数
worker_connections 1024;
}
http{
# 待选服务器列表
upstream myproject{
# ip_hash指令，将同一用户引入同一服务器。
ip_hash;
server 125.219.42.4 fail_timeout=60s;
server 172.31.2.183;
}
server{
# 监听端口
listen 80;
# 根目录下
location / {
# 选择哪个服务器列表
proxy_pass http://myproject;
}
}
}

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负载均衡的五种策略是什么？
实行负载均衡的目的就是让请求到达不同的服务器上。一次请求到服务器之间，有那么多环节，因此可以实现的方法也有很多种。

负载均衡的五种策略

1、轮询（默认）每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
2、指定权重，指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。
3、IP绑定 ip_hash，每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题。
4、fair（第三方）按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。
5、url_hash（第三方）按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。

负载均衡实现的方法

HTTP重定向负载均衡

HTTP重定向负载均衡有一台重定向服务器，它也是一台普通的服务器，其唯一的功能就是根据用户的HTTP请求计算一台应用集群中服务器的地址，并将此地址写入HTTP重定向响应中返回给用户。
这种方案实现起来简单，但是需要浏览器请求两次服务器才能完成。并且重定向服务器很容易编程瓶颈，因为一次重定向返回的过程，也是一次标准HTTP请求，如果集群内有10台机器，那HTTP重定向服务器的流量将是应用服务器的10倍，如果有100台估计就宕机了，所以伸缩性能受到了很大限制。使用302响应码重定向不利于网站SEO。

DNS域名解析负载均衡

这是利用DNS处理域名解析请求的同时进行负载均衡处理的一种方案。在DNS中配置多个A记录，每次域名解析请求都会根据负载均衡算法计算一个不同的IP地址返回。
DNS域名解析负载均衡的优点是将负载均衡的工作转交给DNS，省掉了网站管理维护负载均衡服务器的麻烦，同时还可以使用智能DNS可以基于地理位置或者ISP来做域名解析，用户将会得到距离最近或者速度最快的一个服务器地址，这样可以加快用户的访问速度，改善性能。
但是这种方法也有很大的缺点，DNS是多级解析，每一级都会缓存DNS记录，如果某个服务器变动了，DNS记录更新的时间将会很长，这个速度取决于域名服务商。一般大型网站都会使用DNS域名解析，利用域名解析作为一级负载均衡手段。你可以使用 dig <域名> 的方法查看某个域名的A记录，你会发现很多网站会有多条A记录。

反向代理负载均衡

这种方法就是使用反向代理服务器，它一般在web服务器前面，这个位置也正好是负载均衡服务器的位置，所以大多数反向代理服务器同时也提供负载均衡的功能。由于web服务器不直接对外提供访问，因此web服务器不需要使用外部IP，而反向代理服务器则需要配置双网卡和内部外部两套IP地址。
反向代理服务器转发请求是在HTTP协议层面，因此也叫应用层负载均衡，由于应用层在七层网络模型中的第七层，所以一般也称为七层负载均衡。优点就是和反向代理功服务器功能集成在一起，部署简单。缺点是反向代理服务器是所有请求和响应的中转站，其性能可能会成为瓶颈。

网络层负载均衡

这种方法是在网络层通过修改请求目标地址进行负载均衡，网络层在七层网络层模型的第四层，所以也叫做四层负载均衡，也叫做IP层负载均衡。
请求达到负载均衡服务器后，由负载均衡服务器在操作系统内核进程获取网络数据包，根据负载均衡算法得到一台真实web服务器的地址，然后修改请求的目的地址到这台真实的web服务器地址，等到web服务器处理完成后，响应数据包回到负载均衡服务器，再将数据包源地址修改为自身的IP（负载均衡服务器的IP）地址发送给用户浏览器
这里关键在于真实无力web服务器响应数据包如何返回给负载均衡服务器。一种是源地址转换（SNAT），第二种是负载均衡服务器作为网关服务器。网络层的负载均衡在内核进程完成数据转发，有更好的性能。但是由于响应请求的流量要经过负载均衡服务器，容易成为瓶颈。

总结

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。

来源:https://www.jb51.net/server/291997ri5.htm
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