Nginx搭建负载均衡集群的实现

(1).实验环境

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youxi1　　192.168.5.101　　负载均衡器

youxi2　　192.168.5.102　　主机1

youxi3　　192.168.5.103　　主机2

(2).Nginx负载均衡策略

nginx的负载均衡用于upstream模板定义的后端服务器列表中选取一台服务器接收用户的请求。一个基本的upstream模块如下：

upstream [服务器组名称]{
　　server [IP地址]:[端口号];
　　server [IP地址]:[端口号];
　　....
}

在upstream模块配置完成后，要让指定的访问反向代理到服务器列表，格式如下：

location ~ .*$ {
　　index index.jsp index.html;
　　proxy_pass http://[服务器组名称];
}

扩展：nginx的location配置规则：https://www.jb51.net/article/182472.htm

这样就完成了最基本的负载均衡，但是这并不能满足实际需求。目前Nginx的upstream模块支持6种方式的负载均衡策略（算法）：轮询（默认方式）、weight（权重方式）、ip_hash（依据ip分配方式）、least_conn（最少连接方式）、fair（第三方提供的响应时间方式）、url_hash（第三方通过的依据URL分配方式）。

　1）轮询

最基本的配置方法，是upstream模块默认的负载均衡策略。每个请求会按时间顺序平均分配到不同的后端服务器。有如下参数：

fail_timeout	与max_fails结合使用
max_fails	在fail_timeout参数设置的时间内最大失败次数。如果在这个时间内，所有该服务器的请求都失败了，那么认为该服务器停机
fail_time	服务器被认为停机的时长，默认10s（被认为停机的服务器尝试间隔？）
backup	标记该服务器为备用服务器。当主服务器停止时，请求会被发送到它这里
down	标记服务器永久停机

注意：1.down标记的服务器会自动剔除；2.缺省就是轮询；3.此策略适合服务器配置无状态且短平块的服务使用

　2）weight

权重方式，在轮询策略的基础上指定轮询的几率。也可以认为是在轮询的基础上新增了一个weight的参数，此参数指定轮询的几率，值为number。upstream模块配置模板如下：

upstream [服务器组名称]{
　　server [IP地址]:[端口号] weight=2;
　　server [IP地址]:[端口号];
　　....
}

在该例子中，没有weight参数的服务器默认为1，weight的数值与访问比例成正比，所有weight值的总和为一个循环单位，服务器自身的weight值为循环单位内的轮询次数。

注意：1.权重越高分配到的请求越多；2.此策略可以和least_conn策略、iphash策略结合使用；3.此策略比较适合服务器硬件配置差距较大的情况。

　3）ip_hash

依据ip分配方式，指定负载均衡器按照基于客户端IP的分配方式，这个方法确保了相同的客户端请求一致发送到相同的服务器，以保证session会话。这样每个访客都固定访问一个后端服务器，可以解决session不能跨服务器的问题。upstream模块配置模板如下：

upstream [服务器组名称]{
　　ip_hash;
　　server [IP地址]:[端口号] weight=2;
　　server [IP地址]:[端口号];
　　....
}

注意：1.nginx1.3.1之前的版本不能在ip_hash中使用权重（weight）；2..ip_hash不能与backup同时使用；3.此策略适合有状态服务的程序，比如session；4.当有服务器需要剔除，必须手动down掉。

　4）least_conn

最少连接方式，把请求发给链接数最少的后端服务器。轮询是把请求平均分配给各个后端，使它们的负载大致相同。但是，有些请求占用的时间很长，会导致其所在的后端负载较高。这种情况下，least_conn这种方式就可以达到更好的负载均衡效果。upstream模块配置模板如下：

upstream [服务器组名称]{
　　least_conn;
　　server [IP地址]:[端口号] weight=2;
　　server [IP地址]:[端口号];
　　....
}

注意：此策略适合请求处理时间长短不一造成的服务器过载情况。

　5）fair

响应时间方式，按照服务器端的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。upstream模块配置模板如下：

upstream [服务器组名称]{
　　server [IP地址]:[端口号] weight=2;
　　server [IP地址]:[端口号];
　　....
　　fair;
}

注意：需要安装第三方插件。

　6）url_hash

url分配方式，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，要配合缓存命中来使用。同一个资源多次请求可能会到达不同的服务器上，导致不必要的多次下载，缓存命中率不高，以及一些资源时间的浪费。而使用url_hash，可以使得同一个url（也就是同一个资源请求）会到达同一台服务器，一旦缓存住了资源，再次收到请求，就可以在缓存中读取。upstream模块配置模板如下：

upstream [服务器组名称]{
　　hash $request_uri;
　　server [IP地址]:[端口号] weight=2;
　　server [IP地址]:[端口号];
　　....
}

注意：1.需要安装第三方插件；2.uri，是i，不是小写的L。

(3).实验

1）在负载均衡器youxi1上编译安装nginx

安装nginx的依赖包

[root@youxi1 ~]# yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake zlib zlib-devel openssl openssl-devel pcre pcre-devel

上传nginx源码包nginx-1.14.1.tar.gz，解压安装

[root@youxi1 ~]# tar xf nginx-1.14.1.tar.gz -C /usr/local/src/
[root@youxi1 ~]# cd /usr/local/src/nginx-1.14.1/
[root@youxi1 nginx-1.14.1]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_dav_module --with-http_stub_status_module --with-http_addition_module --with-http_sub_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module
[root@youxi1 nginx-1.14.1]# make && make install
[root@youxi1 nginx-1.14.1]# echo $?
0

参数说明：

--with-http_dav_module，启用ngx_http_dav_module支持（增加PUT,DELETE,MKCOL：创建集合,COPY和MOVE方法）默认情况下为关闭，需编译开启；

--with-http_stub_status_module，启用ngx_http_stub_status_module支持（获取nginx自上次启动以来的工作状态）；

--with-http_addition_module，启用ngx_http_addition_module支持（作为一个输出过滤器，支持不完全缓冲，分部分响应请求）；

--with-http_sub_module，启用ngx_http_sub_module支持（允许用一些其他文本替换nginx响应中的一些文本）；

--with-http_flv_module，启用ngx_http_flv_module支持（提供寻求内存使用基于时间的偏移量文件）；

--with-http_mp4_module，启用对mp4文件支持（提供寻求内存使用基于时间的偏移量文件）。

生成nginx用户

[root@youxi1 nginx-1.14.1]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx

启动并添加开机自启

[root@youxi1 nginx-1.14.1]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@youxi1 nginx-1.14.1]# echo /usr/local/nginx/sbin/nginx >> /etc/rc.local
[root@youxi1 nginx-1.14.1]# chmod +x /etc/rc.d/rc.local

如果防火墙是开启的记得添加端口号

[root@youxi1 nginx-1.14.1]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcp && firewall-cmd --reload
success
success

查看下界面，看看nginx是否正常安装

Nginx搭建负载均衡集群的实现

测试完成后，修改nginx的配置文件，最后重启nginx

[root@youxi1 nginx-1.14.1]# cp /usr/local/nginx/conf/nginx.conf{,.bak}
[root@youxi1 nginx-1.14.1]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
user nginx;　　//第2行
location / {　　//第43行起
　　root html;
　　index index.html index.htm;
　　if ($request_uri ~* \.html$){
　　　　proxy_pass http://htmlservers;
　　}
　　if ($request_uri ~* \.php$){
　　　　proxy_pass http://phpservers;
　　}
　　proxy_pass http://picservers;
}
upstream htmlservers {　　//在http模块下，server模块平级处添加
　　server 192.168.5.102:80;
　　server 192.168.5.103:80;
}
upstream phpservers{
　　server 192.168.5.102:80;
　　server 192.168.5.103:80;
}
upstream picservers {
　　server 192.168.5.102:80;
　　server 192.168.5.103:80;
}
[root@youxi1 nginx-1.14.1]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

2）在youxi2和youxi3上布置网页程序

[root@youxi2 ~]# yum -y install httpd
[root@youxi2 ~]# echo youxi2 > /var/www/html/index.html
[root@youxi2 ~]# echo youxi2.php > /var/www/html/index.php
[root@youxi2 ~]# echo youxi2.other > /var/www/html/index.jsp
[root@youxi2 ~]# systemctl start httpd.service
 
[root@youxi3 ~]# yum -y install httpd
[root@youxi3 ~]# echo youxi3 > /var/www/html/index.html
[root@youxi3 ~]# echo youxi3.php > /var/www/html/index.php
[root@youxi3 ~]# echo youxi3.other > /var/www/html/index.jsp
[root@youxi3 ~]# systemctl start httpd.service

如果防火墙是开启的，记得添加端口号

[root@youxi2 ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcp && firewall-cmd --reload
success
success
 
[root@youxi3 ~]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcp && firewall-cmd --reload
success
success

3）测试

首先测试html页面

Nginx搭建负载均衡集群的实现