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使用nginx做负载均衡的模块解读

时间：2021-03-26 09:22:55 | 栏目：Nginx | 点击：次

使用nginx做负载均衡的两大模块：

upstream模块解读

nginx 的负载均衡功能依赖于 ngx_http_upstream_module模块，所支持的代理方式有 proxy_pass(一般用于反向代理),fastcgi_pass(一般用于和动态程序交互),memcached_pass,proxy_next_upstream,fastcgi_next_pass,memcached_next_pass 。

upstream 模块应该放于http{}标签内。

模块写法：

upstream backend {
  ip_hash; 
  server backend1.example.com    weight=5;
  server backend2.example.com:8080;
  server backup1.example.com:8080  backup;
  server backup2.example.com:8080  backup;
}

实例一：

upstream dynamic {
  zone upstream_dynamic 64k;

  server backend1.example.com   weight=5;
  server backend2.example.com:8080 fail_timeout=5s slow_start=30s;
  server 192.0.2.1         max_fails=3;
  server backend3.example.com   resolve;

  server backup1.example.com:8080 backup;
  server backup2.example.com:8080 backup;
}

语法解释：

nginx默认支持四种调度算法

server模块的写法

server IP 调度状态

server指令指定后端服务器IP地址和端口，同时还可以设定每个后端服务器在负载均衡调度中的状态。

fail_timeout，在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间。京东是3s，蓝汛是3s，根据业务需求配置。常规业务2-3秒合理。
例：如果max_fails是5，他就检测5次，如果五次都是502.那么，他就会根据fail_timeout 的值，等待10秒，再去检测。

server 如果接域名，需要内网有DNS服务器，或者在负载均衡器的hosts文件做域名解析。server后面还可以直接接IP或IP加端口。

长连接 keepalive

upstream backend {
  server backend2.example.com:8080;
  server backup1.example.com:8080  backup;
  keepalive 100;
}

通过该指令配置了每个worker进程与上游服务器可缓存的空闲连接的最大数量。
当超出这个数量时，最近最少使用的连接将被关闭。keepalive指令不限制worker进程与上游服务器的总连接。

location / {
  # 支持keep-alive
  proxy_http_version 1.1;
  proxy_set_header Connection "";
  proxy_pass http://backup;
}

连接池配置建议

空闲连接池太小，连接不够用，需要不断建连接。
空闲连接池太大，空闲连接太多，还没使用就超时。
建议只对小报文开启长连接。

location 模块解读

location作用：基于一个指令设置URI。

基本语法：

Syntax: location [ = | ~ | ~* | ^~ ] uri { ... }
location @name { ... }
Default: ―
Context: server, location

匹配是有优先级的，不是按照nginx的配置文件进行。

官方的例子：

location = / {
  [ configuration A ]
}
location / {
  [ configuration B ]
}
location /documents/ {
  [ configuration C ]
}
location ^~ /images/ {
  [ configuration D ]
}
location ~* \.(gif|jpg|jpeg)$ {
  [ configuration E ]
}

结论：

测试用的例子：

location / {
      return 401;
    }
    location = / {
      return 402;
    }
    location /documents/ {
      return 403;
    }
    location ^~ /images/ {
      return 404;
    }
    location ~* \.(gif|jpg|jpeg)$ {
      return 500;
    }

测试结果（重点看）：

[root@lb01 conf]# curl -I -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://10.0.0.7/
402
[root@lb01 conf]# curl -I -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://10.0.0.7/index.html
401
[root@lb01 conf]# curl -I -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://10.0.0.7/documents/document.html 
403
[root@lb01 conf]# curl -I -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://10.0.0.7/images/1.gif
404
[root@lb01 conf]# curl -I -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://10.0.0.7/dddd/1.gif 
500

结果总结：

匹配的优先顺序，=>^~（匹配固定字符串，忽略正则）>完全相等>~*>空>/ 。

工作中尽量将'='放在前面

proxy_pass 模块解读

proxy_pass 指令属于ngx_http_proxy_module 模块，此模块可以将请求转发到另一台服务器。

写法：

proxy_pass http://localhost:8000/uri/;

实例一：

  upstream blog_real_servers {
     server 10.0.0.9:80 weight=5;
     server 10.0.0.10:80 weight=10;
     server 10.0.0.19:82 weight=15;
  }
  server {
    listen    80;
    server_name blog.etiantian.org;
    location / {
    proxy_pass http://blog_real_servers;
    proxy_set_header host $host;
    }
  }

配置后端服务器接收前端真实IP

配置如下：

  log_format commonlog '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
           '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
           '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

rs_apache节点的httpd.conf配置

LogFormat "\"%{X-Forwarded-For}i\" %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{U
ser-Agent}i\"" combined修改日志记录
apache
LogFormat "\"%{X-Forwarded-For}i\" %l %u %t \"%r\" %>s %b" common

proxy_pass相关的优化参数

健康检查

Nginx提供了health_check语句来提供负载（upstream）时的键康检查机制（注意：此语句需要设置在location上下文中）。

支持的参数有：

一个简单的设置如下，将使用默认值：

location / {
  proxy_pass http://backend;
  health_check;
}

对就应用，我们可以专门定义一个API用于健康检查：/api/health_check，并只返回HTTP状态码为200。并设置两次检查之间的间隔值为1秒。这样，health_check语句的配置如下：

health_check uri="/api/health_check" interval;

匹配match的方法

http {
  server {
  ...
    location / {
      proxy_pass http://backend;
      health_check match=welcome;
    }
  }

  match welcome {
    status 200;
    header Content-Type = text/html;
    body ~ "Welcome to nginx!";
  }
}

match 例子举例

一个完整的nginx实例

[root@lb01 conf]# cat nginx.conf
worker_processes 1;
events {
  worker_connections 1024;
}
http {
  include    mime.types;
  default_type application/octet-stream;
  sendfile    on;
  keepalive_timeout 65;
  #blog lb by oldboy at 201303
  upstream blog_real_servers {
  server  10.0.0.9:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=10s;
  server  10.0.0.10:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=20s;

  }
  server {
    listen    80;
    server_name blog.etiantian.org;
    location / {
    proxy_pass http://blog_real_servers;
    include proxy.conf;
    }
  }
}
[root@lb01 conf]# cat proxy.conf 
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
    proxy_connect_timeout 90;    
    proxy_send_timeout 90;
    proxy_read_timeout 90;
    proxy_buffer_size 4k;
    proxy_buffers 4 32k;
    proxy_busy_buffers_size 64k; proxy_temp_file_write_size 64k;

扩展补充

只允许使用GET,HEAD,POST方法去请求

## Only allow these request methods ##
   if ($request_method !~ ^(GET|HEAD|POST)$ ) {
     return 444;
   }

实战

根据URI及location实现动静分离。

最终实现：

[root@lb01 conf]# cat nginx.conf
worker_processes 1;
events {
  worker_connections 1024;
}
http {
  include    mime.types;
  default_type application/octet-stream;
  sendfile    on;
  keepalive_timeout 65;
  #blog lb by oldboy at 201303

  upstream static_pools {
   server 10.0.0.9:80;
  }
  upstream dynamic_pools {
   server 10.0.0.10:80;
  }
   upstream upload_pools {
   server 10.0.0.9:80;
  }

  server {
    listen    80;
    server_name blog.biglittleant.cn;
    
    location / {
    proxy_pass http://static_pools;
    include proxy.conf;
    }

    location /static/ { 
    proxy_pass http://static_pools;
    include proxy.conf;
    }
    
    location ~* \.(gif|jpg|jpeg)$ {
     proxy_pass http://static_pools;
     include proxy.conf;
    }

    location /dynamic/ { 
    proxy_pass http://dynamic_pools;
    include proxy.conf;
    }
    location /upload/ {
    proxy_pass http://upload_pools;
    include proxy.conf;
    }
  }
}

实现苹果手机和安卓手机访问不同的地址

server {
    listen    80;
    server_name blog.etiantian.org;
    location / {
    if ($http_user_agent ~* "android")
     {
      proxy_pass http://android_pools;
     }
    if ($http_user_agent ~* "iphone")
     {
      proxy_pass http://iphone_pools;
      }
    proxy_pass http://pc_pools;
    include extra/proxy.conf;
    }
    access_log off;
   }

参考文档

nginx-proxy_pass官网

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