nginx(engine x) 是一個(gè) 高性能 的 HTTP 和 反向代理 服務(wù)器、郵件代理服務(wù)器以及通用的 TCP/UDP 代理服務(wù)器。其特點(diǎn)為輕量級（占用系統(tǒng)資源少）、穩(wěn)定性好、可擴(kuò)展性（模塊化結(jié)構(gòu)）、并發(fā)能力強(qiáng)、配置簡單等。
本文主要介紹在測試環(huán)境中通過 nginx 實(shí)現(xiàn)基本的 負(fù)載均衡 功能。
nginx 可以提供 HTTP 服務(wù)，包括處理靜態(tài)文件，支持 SSL 和 TLS SNI、GZIP 網(wǎng)頁壓縮、虛擬主機(jī)、URL 重寫等功能，可以搭配 FastCGI、uwsgi 等程序處理動(dòng)態(tài)請求。
此外，nginx 還可以用于代理、反向代理、負(fù)載均衡、緩存等服務(wù)器功能，在集群環(huán)境中改善網(wǎng)絡(luò)負(fù)載、提高可用性。
一、搭建測試環(huán)境
這里的測試環(huán)境為通過VirtualBox 安裝的兩臺Lubuntu 19.04 虛擬機(jī)，Linux 系統(tǒng)安裝方法不作贅述。
為了保證兩臺 Linux 虛擬機(jī)之間的相互訪問，虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)配置除了默認(rèn)的 NAT 方式外，還使用了 VirtualBox 軟件提供的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)（Internal） 聯(lián)網(wǎng)方式。
此外，還需要將兩臺虛擬機(jī)中與“內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)”相關(guān)聯(lián)的網(wǎng)卡，綁定上 同一網(wǎng)段 的靜態(tài) IP 地址，則兩臺主機(jī)形成局域網(wǎng)絡(luò)，相互之間可以直接訪問。
網(wǎng)絡(luò)配置
打開 VirtualBox 軟件，分別進(jìn)入兩臺虛擬機(jī)的設(shè)置界面，為其添加 連接方式為內(nèi)部網(wǎng)絡(luò) 的網(wǎng)絡(luò)連接，截圖如下（兩臺虛擬機(jī)作同樣的配置）：
內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)
登錄進(jìn)虛擬機(jī)系統(tǒng)，使用 ip addr 命令查看當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)連接信息：
$ ip addr
...
2: enp0s3: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
link/ether 08:00:27:38:65:a8 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 10.0.2.15/24 brd 10.0.2.255 scope global dynamic noprefixroute enp0s3
valid_lft 86390sec preferred_lft 86390sec
inet6 fe80::9a49:54d3:2ea6:1b50/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
3: enp0s8: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
link/ether 08:00:27:0d:0b:de brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet6 fe80::2329:85bd:937e:c484/64 scope link noprefixroute
valid_lft forever preferred_lft forever
可以看到，此時(shí)的 enp0s8 網(wǎng)卡還沒有綁定 IPv4 地址，需要為其手動(dòng)指定靜態(tài) IP。
需要 注意 的是，從 Ubuntu 17.10 版本開始，一個(gè)新的名為 netplan 的工具被引入，原來的網(wǎng)絡(luò)配置文件 /etc/network/interfaces 不再生效。
所以為網(wǎng)卡設(shè)置靜態(tài) IP 時(shí)需要修改 /etc/netplan/01-network-manager-all.yaml 配置文件，示例如下：
network:
version: 2
renderer: NetworkManager
ethernets:
enp0s8:
dhcp4: no
dhcp6: no
addresses: [192.168.1.101/24]
# gateway4: 192.168.1.101
# nameservers:
# addresses: [192.168.1.101, 8.8.8.8]
由于兩臺主機(jī)處于同一子網(wǎng)，網(wǎng)關(guān)和 DNS 服務(wù)器未配置的情況下仍可以互相訪問。對應(yīng)的配置項(xiàng)暫時(shí)先注釋掉（后續(xù)可以嘗試自行搭建 DNS 服務(wù)器）。
編輯完成后運(yùn)行 sudo netplan apply 命令，前面配置的靜態(tài) IP 即可生效。
$ ip addr
...
3: enp0s8: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
link/ether 08:00:27:0d:0b:de brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.1.101/24 brd 192.168.1.255 scope global noprefixroute enp0s8
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::a00:27ff:fe0d:bde/64 scope link
valid_lft forever preferred_lft forever
登錄進(jìn)另一臺虛擬機(jī)中，執(zhí)行同樣的操作（注意配置文件中的 addresses 項(xiàng)改為 [192.168.1.102/24] ）。兩臺虛擬機(jī)的網(wǎng)絡(luò)即配置完成。
此時(shí)有 Linux 虛擬機(jī) server1，IP 地址為 192.168.1.101；Linux 虛擬機(jī) server2，IP 地址為 192.168.1.102。兩臺主機(jī)可相互訪問。測試如下：
starky@server1:~$ ping 192.168.1.102 -c 2
PING 192.168.1.102 (192.168.1.102) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.102: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.951 ms
64 bytes from 192.168.1.102: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.330 ms
--- 192.168.1.102 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 2ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.330/0.640/0.951/0.311 ms
skitar@server2:~$ ping 192.168.1.101 -c 2
PING 192.168.1.101 (192.168.1.101) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.101: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.223 ms
64 bytes from 192.168.1.101: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.249 ms
--- 192.168.1.101 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 29ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.223/0.236/0.249/0.013 ms
二、安裝 nginx 服務(wù)器
nginx 的安裝方式主要有兩種：
- 預(yù)編譯的二進(jìn)制程序。這是最簡單和最快速的安裝方式，各主流操作系統(tǒng)都可以通過包管理器（如 Ubuntu 的 apt-get）安裝。此種方式會(huì)安裝幾乎所有的 官方 模塊或插件。
- 從源代碼編譯安裝。這種方式相對于前者更加靈活，可以自行選擇需要安裝的模塊或第三方插件。
本示例并沒有特殊的需求，所以直接選擇第一種安裝方式。命令如下：
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install nginx
安裝成功后，通過 systemctl status nginx 命令查看 nginx 服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)：
$ systemctl status nginx
● nginx.service - A high performance web server and a reverse proxy server
Loaded: loaded (/lib/systemd/system/nginx.service; enabled; vendor preset: en
Active: active (running) since Tue 2019-07-02 01:22:07 CST; 26s ago
Docs: man:nginx(8)
Main PID: 3748 (nginx)
Tasks: 2 (limit: 1092)
Memory: 4.9M
CGroup: /system.slice/nginx.service
├─3748 nginx: master process /usr/sbin/nginx -g daemon on; master_pro
└─3749 nginx: worker process
通過 curl -I 127.0.0.1 命令驗(yàn)證 Web 服務(wù)器是否可以正常訪問：
$ curl -I 127.0.0.1
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.15.9 (Ubuntu)
...
三、負(fù)載均衡配置
負(fù)載均衡（load-balancing）即按照一定的規(guī)則將負(fù)載分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)操作單元上執(zhí)行，從而提高服務(wù)的可用性和響應(yīng)速度。
簡單的示例圖如下：
load-balancing
如某網(wǎng)站應(yīng)用部署在多臺主機(jī)構(gòu)成的服務(wù)器集群上，負(fù)載均衡服務(wù)器位于終端用戶和服務(wù)器集群之間，負(fù)責(zé)接收終端用戶的訪問流量，并根據(jù)一定的規(guī)則將用戶訪問 分發(fā) 給后端的服務(wù)器主機(jī)，從而提高在高并發(fā)狀態(tài)下的響應(yīng)速度。
負(fù)載均衡服務(wù)器
nginx 可以通過 upstream 選項(xiàng)配置負(fù)載均衡。這里使用虛擬機(jī) server1 作為負(fù)載均衡服務(wù)器。
修改 serve1 上默認(rèn)站點(diǎn)的配置文件（ sudo vim /etc/nginx/sites-available/default ），改為如下內(nèi)容：
upstream backend {
server 192.168.1.102:8000;
server 192.168.1.102;
}
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://backend;
}
}
基于測試的目的，當(dāng)前只有兩臺虛擬機(jī)。server1（192.168.1.101）已經(jīng)作為負(fù)載均衡服務(wù)器，所以使用 server2（192.168.1.102）作為應(yīng)用服務(wù)器。
這里借助 nginx 的虛擬主機(jī)功能，分別將 192.168.1.102 和 192.168.1.102:8000 “模擬”為兩臺不同的應(yīng)用服務(wù)器。
應(yīng)用服務(wù)器
修改 server2 上默認(rèn)站點(diǎn)的配置文件（ sudo vim /etc/nginx/sites-available/default ），改為如下內(nèi)容：
server {
listen 80;
root /var/www/html;
index index.html index.htm index.nginx-debian.html;
server_name 192.168.1.102;
location / {
try_files $uri $uri/ =404;
}
}
在 /var/www/html 目錄下創(chuàng)建 index.html 文件，作為 default 站點(diǎn)的 index 頁面，內(nèi)容如下：
<html>
<head>
<title>Index Page From Server1</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server1, Address 192.168.1.102.</h1>
</body>
</html>
運(yùn)行 sudo systemctl restart nginx 命令重啟 nginx 服務(wù)，此時(shí)訪問http://192.168.1.102 即可獲取剛剛創(chuàng)建的 index.html 頁面：
$ curl 192.168.1.102
<html>
<head>
<title>Index Page From Server1</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server1, Address 192.168.1.102.</h1>
</body>
</html>
配置“另一臺主機(jī)”上的站點(diǎn)，在 server2 上創(chuàng)建 /etc/nginx/sites-available/server2 配置文件，內(nèi)容如下：
server {
listen 8000;
root /var/www/html;
index index2.html index.htm index.nginx-debian.html;
server_name 192.168.1.102;
location / {
try_files $uri $uri/ =404;
}
}
注意監(jiān)聽端口和 index 頁面的配置變化。在 /var/www/html 目錄下創(chuàng)建 index2.html 文件，作為 server2 站點(diǎn)的 index 頁面，內(nèi)容如下：
<html>
<head>
<title>Index Page From Server2</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server2, Address 192.168.1.102:8000.</h1>
</body>
</html>
PS：為了測試目的，default 站點(diǎn)和 server2 站點(diǎn)配置在同一個(gè)主機(jī) server2 上，且頁面稍有不同。實(shí)際環(huán)境中通常將這兩個(gè)站點(diǎn)配置在不同的主機(jī)上，且內(nèi)容一致。
運(yùn)行 sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/server2 /etc/nginx/sites-enabled/ 命令啟用剛剛創(chuàng)建的 server2 站點(diǎn)。
重啟 nginx 服務(wù)，此時(shí)訪問 http://192.168.1.102:8000 即可獲取剛剛創(chuàng)建的 index2.html 頁面：
$ curl 192.168.1.102:8000
<html>
<head>
<title>Index Page From Server2</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server2, Address 192.168.1.102:8000.</h1>
</body>
</html>
負(fù)載均衡測試
回到負(fù)載均衡服務(wù)器即虛擬機(jī) server1 上，其配置文件中設(shè)置的 反向代理 URL 為 http://backend 。
由于未曾配置域名解析服務(wù)，無法將 URLhttp://backend 定位到正確的位置。
可以修改 server1 上的 /etc/hosts 文件，添加如下一條記錄：
127.0.0.1 backend
即可將該域名解析到本地 IP ，完成對負(fù)載均衡服務(wù)器的訪問。
重啟 nginx 服務(wù)，在 server1 上訪問http://backend ，效果如下：
$ curl http://backend
<html>
<head>
<title>Index Page From Server1</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server1, Address 192.168.1.102.</h1>
</body>
</html>
$ curl http://backend
<html>
<head>
<title>Index Page From Server2</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server2, Address 192.168.1.102:8000.</h1>
</body>
</html>
$ curl http://backend
<html>
<head>
<title>Index Page From Server1</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server1, Address 192.168.1.102.</h1>
</body>
</html>
$ curl http://backend
<html>
<head>
<title>Index Page From Server2</title>
</head>
<body>
<h1>This is Server2, Address 192.168.1.102:8000.</h1>
</body>
</html>
從輸出中可以看出，server1 對負(fù)載均衡服務(wù)器http://backend 的訪問，完成了對應(yīng)用服務(wù)器 server2 上兩個(gè) Web 站點(diǎn)的 輪詢 ，起到負(fù)載均衡的作用。
四、負(fù)載均衡方法
nginx 開源版本提供四種負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)方式，簡單介紹如下。
1. Round Robin
用戶請求 均勻 地分配給后端服務(wù)器集群（可以通過 weight 選項(xiàng)設(shè)置輪詢的 權(quán)重 ），這是 nginx 默認(rèn)使用的負(fù)載均衡方式：
upstream backend {
server backend1.example.com weight=5;
server backend2.example.com;
}
2. Least Connections
用戶請求會(huì)優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)給集群中當(dāng)前活躍連接數(shù)最少的服務(wù)器。同樣支持 weight 選項(xiàng)。
upstream backend {
least_conn;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
3. IP Hash
用戶請求會(huì)根據(jù) 客戶端 IP 地址 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。即該方式意圖保證某個(gè)特定的客戶端最終會(huì)訪問 同一個(gè) 服務(wù)器主機(jī)。
upstream backend {
ip_hash;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
4. Generic Hash
用戶請求會(huì)根據(jù)一個(gè) 自定義鍵值 確定最終轉(zhuǎn)發(fā)的目的地，該鍵值可以是字符串、變量或者組合（如源 IP 和端口號）。
upstream backend {
hash $request_uri consistent;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
權(quán)重
參考下面的示例配置：
upstream backend {
server backend1.example.com weight=5;
server backend2.example.com;
server 192.0.0.1 backup;
}
默認(rèn)權(quán)重（weight）為 1 。 backup 服務(wù)器 只有在所有其他服務(wù)器全部宕機(jī)的情況下才會(huì)接收請求。
如上面的示例，每 6 個(gè)請求會(huì)有 5 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)給 backend1.example.com，1 個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)給 backend2.example.com。只有當(dāng) backend1 和 backend2 全部宕機(jī)時(shí)，192.0.0.1 才會(huì)接收并處理請求。
參考資料
HTTP Load Balancing
總結(jié)
以上所述是小編給大家介紹的Linux 系統(tǒng) nginx 服務(wù)器安裝及負(fù)載均衡配置詳解,希望對大家有所幫助，如果大家有任何疑問請給我留言，小編會(huì)及時(shí)回復(fù)大家的。在此也非常感謝大家對腳本之家網(wǎng)站的支持！
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