nginx負(fù)載均衡的5種策略

要理解負(fù)載均衡，必須先搞清楚正向代理和反向代理。

負(fù)載均衡的幾種常用方式

1、輪詢（默認(rèn)）

每個請求按時(shí)間順序逐一分配到不同的后端服務(wù)器，如果后端服務(wù)器down掉，能自動剔除。

upstream backserver {
    server 192.168.0.14;
    server 192.168.0.15;
}

2、weight

指定輪詢幾率，weight和訪問比率成正比，用于后端服務(wù)器性能不均的情況。

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

權(quán)重越高，在被訪問的概率越大，如上例，分別是30%，70%。

3、ip_hash

上述方式存在一個問題就是說，在負(fù)載均衡系統(tǒng)中，假如用戶在某臺服務(wù)器上登錄了，那么該用戶第二次請求的時(shí)候，因?yàn)槲覀兪秦?fù)載均衡系統(tǒng)，每次請求都會重新定位到服務(wù)器集群中的某一個，那么已經(jīng)登錄某一個服務(wù)器的用戶再重新定位到另一個服務(wù)器，其登錄信息將會丟失，這樣顯然是不妥的。

我們可以采用ip_hash指令解決這個問題，如果客戶已經(jīng)訪問了某個服務(wù)器，當(dāng)用戶再次訪問時(shí)，會將該請求通過哈希算法，自動定位到該服務(wù)器。

每個請求按訪問ip的hash結(jié)果分配，這樣每個訪客固定訪問一個后端服務(wù)器，可以解決session的問題。

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

4、fair（第三方）

按后端服務(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。

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

5、url_hash（第三方）

按訪問url的hash結(jié)果來分配請求，使每個url定向到同一個（對應(yīng)的）后端服務(wù)器，后端服務(wù)器為緩存時(shí)比較有效。

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

在需要使用負(fù)載均衡的server中增加

proxy_pass http://backserver/; 
upstream backserver{ 
    ip_hash; 
    server 127.0.0.1:9090 down; (down 表示單前的server暫時(shí)不參與負(fù)載) 
    server 127.0.0.1:8080 weight=2; (weight 默認(rèn)為1.weight越大，負(fù)載的權(quán)重就越大) 
    server 127.0.0.1:6060; 
    server 127.0.0.1:7070 backup; (其它所有的非backup機(jī)器down或者忙的時(shí)候，請求backup機(jī)器) 
} 

max_fails ：允許請求失敗的次數(shù)默認(rèn)為

1.當(dāng)超過最大次數(shù)時(shí)，返回proxy_next_upstream 模塊定義的錯誤

fail_timeout:max_fails次失敗后，暫停的時(shí)間

配置實(shí)例：

#user  nobody;
worker_processes  4;
events {
# 最大并發(fā)數(shù)
worker_connections  1024;
}
http{
    # 待選服務(wù)器列表
    upstream myproject{
        # ip_hash指令，將同一用戶引入同一服務(wù)器。
        ip_hash;
        server 125.219.42.4 fail_timeout=60s;
        server 172.31.2.183;
    }
    server{
        # 監(jiān)聽端口
        listen 80;
        # 根目錄下
        location / {
        # 選擇哪個服務(wù)器列表
            proxy_pass http://myproject;
        }
    }
}

負(fù)載均衡的五種策略是什么？

實(shí)行負(fù)載均衡的目的就是讓請求到達(dá)不同的服務(wù)器上。一次請求到服務(wù)器之間，有那么多環(huán)節(jié)，因此可以實(shí)現(xiàn)的方法也有很多種。

負(fù)載均衡的五種策略

1、輪詢（默認(rèn)）每個請求按時(shí)間順序逐一分配到不同的后端服務(wù)器，如果后端服務(wù)器down掉，能自動剔除。

2、指定權(quán)重，指定輪詢幾率，weight和訪問比率成正比，用于后端服務(wù)器性能不均的情況。

3、IP綁定 ip_hash，每個請求按訪問ip的hash結(jié)果分配，這樣每個訪客固定訪問一個后端服務(wù)器，可以解決session的問題。

4、fair（第三方）按后端服務(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。

5、url_hash（第三方）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，后端服務(wù)器為緩存時(shí)比較有效。

負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)的方法

HTTP重定向負(fù)載均衡

HTTP重定向負(fù)載均衡有一臺重定向服務(wù)器，它也是一臺普通的服務(wù)器，其唯一的功能就是根據(jù)用戶的HTTP請求計(jì)算一臺應(yīng)用集群中服務(wù)器的地址，并將此地址寫入HTTP重定向響應(yīng)中返回給用戶。

這種方案實(shí)現(xiàn)起來簡單，但是需要瀏覽器請求兩次服務(wù)器才能完成。并且重定向服務(wù)器很容易編程瓶頸，因?yàn)橐淮沃囟ㄏ蚍祷氐倪^程，也是一次標(biāo)準(zhǔn)HTTP請求，如果集群內(nèi)有10臺機(jī)器，那HTTP重定向服務(wù)器的流量將是應(yīng)用服務(wù)器的10倍，如果有100臺估計(jì)就宕機(jī)了，所以伸縮性能受到了很大限制。使用302響應(yīng)碼重定向不利于網(wǎng)站SEO。

DNS域名解析負(fù)載均衡

這是利用DNS處理域名解析請求的同時(shí)進(jìn)行負(fù)載均衡處理的一種方案。在DNS中配置多個A記錄，每次域名解析請求都會根據(jù)負(fù)載均衡算法計(jì)算一個不同的IP地址返回。

DNS域名解析負(fù)載均衡的優(yōu)點(diǎn)是將負(fù)載均衡的工作轉(zhuǎn)交給DNS，省掉了網(wǎng)站管理維護(hù)負(fù)載均衡服務(wù)器的麻煩，同時(shí)還可以使用智能DNS可以基于地理位置或者ISP來做域名解析，用戶將會得到距離最近或者速度最快的一個服務(wù)器地址，這樣可以加快用戶的訪問速度，改善性能。

但是這種方法也有很大的缺點(diǎn)，DNS是多級解析，每一級都會緩存DNS記錄，如果某個服務(wù)器變動了，DNS記錄更新的時(shí)間將會很長，這個速度取決于域名服務(wù)商。一般大型網(wǎng)站都會使用DNS域名解析，利用域名解析作為一級負(fù)載均衡手段。你可以使用 dig <域名> 的方法查看某個域名的A記錄，你會發(fā)現(xiàn)很多網(wǎng)站會有多條A記錄。

反向代理負(fù)載均衡

這種方法就是使用反向代理服務(wù)器，它一般在web服務(wù)器前面，這個位置也正好是負(fù)載均衡服務(wù)器的位置，所以大多數(shù)反向代理服務(wù)器同時(shí)也提供負(fù)載均衡的功能。由于web服務(wù)器不直接對外提供訪問，因此web服務(wù)器不需要使用外部IP，而反向代理服務(wù)器則需要配置雙網(wǎng)卡和內(nèi)部外部兩套IP地址。

反向代理服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)請求是在HTTP協(xié)議層面，因此也叫應(yīng)用層負(fù)載均衡，由于應(yīng)用層在七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第七層，所以一般也稱為七層負(fù)載均衡。優(yōu)點(diǎn)就是和反向代理功服務(wù)器功能集成在一起，部署簡單。缺點(diǎn)是反向代理服務(wù)器是所有請求和響應(yīng)的中轉(zhuǎn)站，其性能可能會成為瓶頸。

網(wǎng)絡(luò)層負(fù)載均衡

這種方法是在網(wǎng)絡(luò)層通過修改請求目標(biāo)地址進(jìn)行負(fù)載均衡，網(wǎng)絡(luò)層在七層網(wǎng)絡(luò)層模型的第四層，所以也叫做四層負(fù)載均衡，也叫做IP層負(fù)載均衡。

請求達(dá)到負(fù)載均衡服務(wù)器后，由負(fù)載均衡服務(wù)器在操作系統(tǒng)內(nèi)核進(jìn)程獲取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，根據(jù)負(fù)載均衡算法得到一臺真實(shí)web服務(wù)器的地址，然后修改請求的目的地址到這臺真實(shí)的web服務(wù)器地址，等到web服務(wù)器處理完成后，響應(yīng)數(shù)據(jù)包回到負(fù)載均衡服務(wù)器，再將數(shù)據(jù)包源地址修改為自身的IP（負(fù)載均衡服務(wù)器的IP）地址發(fā)送給用戶瀏覽器

這里關(guān)鍵在于真實(shí)無力web服務(wù)器響應(yīng)數(shù)據(jù)包如何返回給負(fù)載均衡服務(wù)器。一種是源地址轉(zhuǎn)換（SNAT），第二種是負(fù)載均衡服務(wù)器作為網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)層的負(fù)載均衡在內(nèi)核進(jìn)程完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，有更好的性能。但是由于響應(yīng)請求的流量要經(jīng)過負(fù)載均衡服務(wù)器，容易成為瓶頸。

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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