一、upstream模塊簡(jiǎn)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(qǐng)求發(fā)送到事先定義好的對(duì)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(jiǎn)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(lái)決定是否分發(fā)請(qǐng)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?？蛻舳苏?qǐng)求順序把客戶端的請(qǐng)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(cè)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(qǐng)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(qǐng)求也就越多?？梢愿鶕?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(lái)的請(qǐng)求分配問題。

3、IP哈希

ip_hash是靜態(tài)調(diào)度算法，每個(gè)請(qǐng)求按客戶端 IP 的 hash 結(jié)果分配，當(dāng)新的請(qǐng)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(qǐng)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(yè)的 session 共享問題，但有時(shí)會(huì)導(dǎo)致請(qǐng)求分配不均，即無(wú)法保證 1:1 的負(fù)載均衡，因?yàn)樵趪?guó)內(nèi)大多數(shù)公司都是 NAT 上網(wǎng)模式，多個(gè)客戶端會(huì)對(duì)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(qǐng)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(yè)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(lái)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(lái)分配請(qǐng)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(yè)面大小和加載時(shí)間長(zhǎng)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(lái)分配請(qǐng)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(lái)分配請(qǐng)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(chǎng)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(yè)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(cè)試，使用測(cè)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(qǐng)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(wú)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

總結(jié) 

到此這篇關(guān)于Nginx負(fù)載均衡之upstream模塊簡(jiǎn)介與使用的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Nginx負(fù)載均衡upstream模塊內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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