一、關于Nginx的負載均衡

在服務器集群中，Nginx起到一個代理服務器的角色（即反向代理），為了避免單獨一個服務器壓力過大，將來自用戶的請求轉(zhuǎn)發(fā)給不同的服務器。詳情請查看我的另一篇博客。

二、Nginx負載均衡策略

負載均衡用于從“upstream”模塊定義的后端服務器列表中選取一臺服務器接受用戶的請求。一個最基本的upstream模塊是這樣的，模塊內(nèi)的server是服務器列表：

  #動態(tài)服務器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083; #tomcat 9.0
  }

在upstream模塊配置完成后，要讓指定的訪問反向代理到服務器列表：

    #其他頁面反向代理到tomcat容器
    location ~ .*$ {
      index index.jsp index.html;
      proxy_pass http://dynamic_zuoyu;
    }

這就是最基本的負載均衡實例，但這不足以滿足實際需求；目前Nginx服務器的upstream模塊支持6種方式的分配：

負載均衡策略

在這里，只詳細說明Nginx自帶的負載均衡策略，第三方不多描述。

1、輪詢

最基本的配置方法，上面的例子就是輪詢的方式，它是upstream模塊默認的負載均衡默認策略。每個請求會按時間順序逐一分配到不同的后端服務器。

有如下參數(shù)：

注意：

• 在輪詢中，如果服務器down掉了，會自動剔除該服務器。
• 缺省配置就是輪詢策略。
• 此策略適合服務器配置相當，無狀態(tài)且短平快的服務使用。

2、weight

權重方式，在輪詢策略的基礎上指定輪詢的幾率。例子如下：

  #動態(tài)服務器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080  weight=2; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082  backup; #tomcat 8.5
    server localhost:8083  max_fails=3 fail_timeout=20s; #tomcat 9.0
  }

在該例子中，weight參數(shù)用于指定輪詢幾率，weight的默認值為1,；weight的數(shù)值與訪問比率成正比，比如Tomcat 7.0被訪問的幾率為其他服務器的兩倍。

注意：

• 權重越高分配到需要處理的請求越多。
• 此策略可以與least_conn和ip_hash結合使用。
• 此策略比較適合服務器的硬件配置差別比較大的情況。

3、ip_hash

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的請求一直發(fā)送到相同的服務器，以保證session會話。這樣每個訪客都固定訪問一個后端服務器，可以解決session不能跨服務器的問題。

#動態(tài)服務器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    ip_hash;  #保證每個訪客固定訪問一個后端服務器
    server localhost:8080  weight=2; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083  max_fails=3 fail_timeout=20s; #tomcat 9.0
  }

注意：

• 在nginx版本1.3.1之前，不能在ip_hash中使用權重（weight）。
• ip_hash不能與backup同時使用。
• 此策略適合有狀態(tài)服務，比如session。
• 當有服務器需要剔除，必須手動down掉。

4、least_conn

把請求轉(zhuǎn)發(fā)給連接數(shù)較少的后端服務器。輪詢算法是把請求平均的轉(zhuǎn)發(fā)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。

  #動態(tài)服務器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    least_conn;  #把請求轉(zhuǎn)發(fā)給連接數(shù)較少的后端服務器
    server localhost:8080  weight=2; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082 backup; #tomcat 8.5
    server localhost:8083  max_fails=3 fail_timeout=20s; #tomcat 9.0
  }

注意：

• 此負載均衡策略適合請求處理時間長短不一造成服務器過載的情況。

5、第三方策略

第三方的負載均衡策略的實現(xiàn)需要安裝第三方插件。

①fair

按照服務器端的響應時間來分配請求，響應時間短的優(yōu)先分配。

  #動態(tài)服務器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083; #tomcat 9.0
    fair;  #實現(xiàn)響應時間短的優(yōu)先分配
  }

②url_hash

按訪問url的hash結果來分配請求，使每個url定向到同一個后端服務器，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器上，導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）會到達同一臺服務器，一旦緩存住了資源，再此收到請求，就可以從緩存中讀取?！?/p>

  #動態(tài)服務器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    hash $request_uri;  #實現(xiàn)每個url定向到同一個后端服務器
    server localhost:8080; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083; #tomcat 9.0
  }

三、總結

以上便是6種負載均衡策略的實現(xiàn)方式，其中除了輪詢和輪詢權重外，都是Nginx根據(jù)不同的算法實現(xiàn)的。在實際運用中，需要根據(jù)不同的場景選擇性運用，大都是多種策略結合使用以達到實際需求。希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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