nginx應用：使用nginx進行負載平衡

這篇文章主要介紹了關於nginx應用：使用nginx進行負載平衡，有著一定的參考價值，現在分享給大家，有需要的朋友可以參考一下

nginx一般可以用於七層的負載平衡，這篇文章將介紹一些負載平衡的基本知識以及使用nginx進行負載平衡的簡單的例子。

四層負載平衡 vs 七層負載平衡

經常會說七層負載平衡還是四層負載平衡，其實根據ISO的OSI網路模型的所在層的叫法而決定的，nginx因為在使用http協議在應用程式層進行負載平衡的操作，所以被稱為七層負載平衡。而諸如LVS在TCP層進行負載平衡操作的則被稱為四層負載平衡。一般來說，有如下層的負載平衡分類：

類別	OSI模型層	說明
二層負載平衡	MAC層	根據MAC地址進行響應
三層負載平衡	IP層	根據IP地址進行響應
四層負載平衡	TCP層	在IP地址的基礎上結合連接埠號碼進行響應
七層負載平衡	HTTP層	在四層的基礎上，可繼續根據URL/瀏覽器類別等七層的資訊進行進一步的響應

常見軟體的支援

軟體	四層負載平衡	七層負載平衡
nginx	輕量實現	支援http和mail，效能與haproxy相近
haproxy	-	支援七層負載平衡
LVS	支援四層負載平衡，實現較重	-
F5	硬體實現，成本高	-

常見的負載平衡演算法

負載平衡常見有如下幾種演算法：

負載平衡演算法	負載平衡演算法(E)	nginx支援與否	說明	適用情境
普通輪詢	Round Robin	支援	權重相同的輪詢	適用於外部服務要求和內部伺服器都相對均衡的情境
權重輪詢	Weighted Round Robin	支援（weight）	可以設定不同權重進行輪詢	伺服器的處理能力不同，或則希望進行流量的控制，比如Canary Release
隨機均衡	Random	-	隨機分配給伺服器	外部和內部均非常均衡的場合，或者需要隨機的分配的需求較強
權重隨機	Weighted Random	-	結合權重隨機分配給伺服器	可結合權重調節隨機策略，更好地適應現實中分布狀況
響應速度	Response Time	支援（fair）	根據伺服器的響應速度進行分配	伺服器效能和伺服器當前健全狀態的結合，此種策略能動態調整狀態，避免能者已經不能的情況下仍然被大量分配作業
最少串連	Least Connection	根據串連的數量進行分配	輪詢做的是分配任務，由於實際情況中無法控制輪訓分配的任務，但是無法確認任務完成的速度，會導致反映真實伺服器負荷的串連數產生不同，適合於長時間提供長串連服務的業務，比如網上的客服的WebSocket的實現，或者FTP/SFTP等服務。
DNS響應	Flash DNS	-	根據最快返回的DNS解析結果來繼續請求服務，忽略其他DNS返回的IP地址	適用於具有全域負載平衡的情況下，比如CDN

負載平衡示範執行個體：普通輪詢

接下來使用nginx來示範一下如何進行普通輪詢：

負載平衡演算法	負載平衡演算法(E)	nginx支援與否	說明	適用情境
普通輪詢	Round Robin	支援	權重相同的輪詢	適用於外部服務要求和內部伺服器都相對均衡的情境

事前準備

事前在7001/7002兩個連接埠分別啟動兩個服務，用於顯示不同資訊，為了示範方便，使用tornado做了一個鏡像，通過docker容器啟動時傳遞的參數不同用於顯示服務的不同。

[root@kong ~]# docker run -d -p 7001:8080 liumiaocn/tornado:latest python /usr/local/bin/daemon.py "User Service 1: 7001"ddba0abd24524d270a782c3fab907f6a35c0ce514eec3159357bded09022ee57[root@kong ~]# docker run -d -p 7002:8080 liumiaocn/tornado:latest python /usr/local/bin/daemon.py "User Service 1: 7002"95deadd795e19f675891bfcd44e5ea622c95615a95655d1fd346351eca707951[root@kong ~]# [root@kong ~]# curl http://192.168.163.117:7001Hello, Service :User Service 1: 7001[root@kong ~]# [root@kong ~]# curl http://192.168.163.117:7002Hello, Service :User Service 1: 7002[root@kong ~]#

啟動nginx

[root@kong ~]# docker run -p 9080:80 --name nginx-lb -d nginx 9d53c7e9a45ef93e7848eb3f4e51c2652a49681e83bda6337c89a3cf2f379c74[root@kong ~]# docker ps |grep nginx-lb9d53c7e9a45e        nginx                      "nginx -g 'daemon ..."   11 seconds ago      Up 10 seconds       0.0.0.0:9080->80/tcp                                                 nginx-lb[root@kong ~]#

nginx程式碼片段

準備如下nginx程式碼片段將其添加到nginx的/etc/nginx/conf.d/default.conf中

http {upstream nginx_lb {    server 192.168.163.117:7001;    server 192.168.163.117:7002;}server {    listen       80;    server_name  www.liumiao.cn 192.168.163.117;    location / {        proxy_pass http://nginx_lb;    }}

修改default.conf的方法

可以通過在容器中安裝vim達到效果，也可以在本地修改然後通過docker cp傳入，或者直接sed修改都可。如果在容器中安裝vim，使用如下方式即可

[root@kong ~]# docker exec -it nginx-lb sh# apt-get update...省略# apt-get install vim...省略

修改前

# cat default.confserver {    listen       80;    server_name  localhost;    #charset koi8-r;    #access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;    location / {        root   /usr/share/nginx/html;        index  index.html index.htm;    }    #error_page  404              /404.html;    # redirect server error pages to the static page /50x.html    #    error_page   500 502 503 504  /50x.html;    location = /50x.html {        root   /usr/share/nginx/html;    }    # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80    #    #location ~ \.php$ {    #    proxy_pass   http://127.0.0.1;    #}    # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000    #    #location ~ \.php$ {    #    root           html;    #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;    #    fastcgi_index  index.php;    #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;    #    include        fastcgi_params;    #}    # deny access to .htaccess files, if Apache's document root    # concurs with nginx's one    #    #location ~ /\.ht {    #    deny  all;    #}}#

修改後

# cat default.confupstream nginx_lb {    server 192.168.163.117:7001;    server 192.168.163.117:7002;}server {    listen       80;    server_name  www.liumiao.cn 192.168.163.117;    #charset koi8-r;    #access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;    location / {        #root   /usr/share/nginx/html;        #index  index.html index.htm;        proxy_pass http://nginx_lb;    }    #error_page  404              /404.html;    # redirect server error pages to the static page /50x.html    #    error_page   500 502 503 504  /50x.html;    location = /50x.html {        root   /usr/share/nginx/html;    }    # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80    #    #location ~ \.php$ {    #    proxy_pass   http://127.0.0.1;    #}    # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000    #    #location ~ \.php$ {    #    root           html;    #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;    #    fastcgi_index  index.php;    #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;    #    include        fastcgi_params;    #}    # deny access to .htaccess files, if Apache's document root    # concurs with nginx's one    #    #location ~ /\.ht {    #    deny  all;    #}}#

重啟nginx容器

[root@kong ~]# docker restart nginx-lbnginx-lb[root@kong ~]#

確認結果

可以清晰地看到按照順序，進行輪詢：

[root@kong ~]# curl http://localhost:9080Hello, Service :User Service 1: 7001[root@kong ~]# curl http://localhost:9080Hello, Service :User Service 1: 7002[root@kong ~]# curl http://localhost:9080Hello, Service :User Service 1: 7001[root@kong ~]# curl http://localhost:9080Hello, Service :User Service 1: 7002[root@kong ~]#

負載平衡示範執行個體：權重輪詢

而在此基礎上，進行權重輪詢只需要加上weight即可

負載平衡演算法	負載平衡演算法(E)	nginx支援與否	說明	適用情境
權重輪詢	Weighted Round Robin	支援（weight）	可以設定不同權重進行輪詢	伺服器的處理能力不同，或則希望進行流量的控制，比如Canary Release

修改default.conf

按照如下修改default.conf

# cp default.conf default.conf.org# vi default.conf# diff default.conf default.conf.org2,3c2,3<     server 192.168.163.117:7001 weight=100;<     server 192.168.163.117:7002 weight=200;--->     server 192.168.163.117:7001;>     server 192.168.163.117:7002;#

重啟nginx容器

[root@kong ~]# docker restart nginx-lbnginx-lb[root@kong ~]#

確認結果

可以看到輪詢結果按照1/3和2/3的比重在進行了：

[root@kong ~]# curl http://localhost:9080Hello, Service :User Service 1: 7001[root@kong ~]# curl http://localhost:9080Hello, Service :User Service 1: 7002[root@kong ~]# curl http://localhost:9080Hello, Service :User Service 1: 7002[root@kong ~]#