1.介紹
1.1 Nginx不僅是一個出色的web軟件，其七層代理和負載均衡也是相當出色。Nginx做前端代理，當用戶請求服務時，可以根據(jù)url進行判斷，然后分配到不同的后臺webserver上。
1.2 Nginx的負載均衡實現(xiàn)原理：首先在http模塊中配置使用upstream模塊定義后臺的web server的池子，名為proxy-web，在池子中我們可以添加多臺后臺webserver，其中狀態(tài)檢查、調(diào)度算法都是在池子中配置；然后在serverr模塊中定義虛擬主機，但是這個虛擬主機不指定自己的web目錄站點，它將使用location匹配url然后轉(zhuǎn)發(fā)到上面定義好的web池子中，最后根據(jù)調(diào)度策略再轉(zhuǎn)發(fā)到后臺web server上
2.負載均衡配置項的介紹
2.1 upstream調(diào)度算法介紹
（1）rr輪詢（默認）
按照請求順序分配到每個RS，和lvs中的rr算法一樣，如果RS宕機，會自動剔除，默認情況下只檢測80端口，如果RS報402、403、503、504錯誤，會直接返回給客戶端。
（2）weight（權重）
在rr的基礎上再加上權重（默認是rr+weight），權重輪詢和訪問成正比，值越大分配的越多，可以根據(jù)服務器的配置設置權重，可以解決服務器性能不均進行請求分配的問題
（3）ip_hash
解決動態(tài)網(wǎng)頁session共享問題
每個訪問請求按照IP地址的hash值進行分配，ip的hash值只要相同就會被分配到同一臺服務器上（lvs負載均衡的-p參數(shù)，keepalived配置里的persistence_timeout 50）,該調(diào)度算法可以解決動態(tài)網(wǎng)頁session共享問題，但有時會導致請求分配不均，
提示：由于國內(nèi)用的都是nat模式，所以hash不適合使用
ip_hash不能和其他的算法一塊使用，即不能使weight或backup
（4）fair（第三方）
按照后端服務器的響應時間來配置，響應時間短的優(yōu)先分配，比上面的都更智能，此種算法可以按照頁面大小和加載時間長短智能的進行負載均衡，nginx本身不支持fair，需要下載nginx的upstrea_fair模塊
（5）url_hash（第三方）
主要應用于緩存服務器上
按照訪問的url來分配請求，讓相同的url定向到同一個服務器，后端服務器為緩存服務器的時候效果更顯著，在upstream中加入hash語句，server語句中不能寫入weight等其他的參數(shù)，hash_method是使用的hash算法。
缺點：如果有一臺機器宕機了，那就苦了，consistent_hash可以解決這個問題
可以提高后端緩存服務器的效率，nginx本身不支持url_hash的，需要下載hash軟件
（6）least_conn
最少連接數(shù)，哪個連接少就分配到哪臺設備
（7）consistent_hash
一致性算法
2.2 upstream健康檢查配置介紹
upstream proxy_nginx {
server 192.168.0.254 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s ;
server 192.168.0.253 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=10s;
server 192.168.0.252 backup；
server 192.168.0.251 down；
}
server 192.168.0.254 : 后臺RS，可以是域名或IP，默認是80端口，也可加上:80指定
wight = 1 權重比 默認是1
max_fails=2 健康檢查的最大失敗次數(shù)，超過此次數(shù)表示該RS不可用，默認是1，0表示禁止失敗嘗試。生產(chǎn)環(huán)境一般設置2~3次
fail_timeout=10s 失敗的超時時間，默認是10s
backup 熱備配置，當前面的RS全部不可用時自動啟動
down 表示該服務永遠不可用
注意：max_fails設置的越低用戶體驗越好，但是設置低了也有個缺點，就是proxy可能會誤判RS的狀態(tài)，而且RS越少誤判的幾率越大，誤判會對業(yè)務產(chǎn)生巨大影響，當RS的數(shù)量比較少時建議將該值設置的大點。
2.3 location指令的用法介紹
Location主要用來匹配url，如：http://www.beyond.com/nice，在這里對于location來說www.beyond.com是域名，/nice才是url。
對于url的匹配，可以使用字符串或者正則表達式，但如果是正則表達式，必須指定前綴，location指令來匹配不同的url，匹配成功后應用不同的配置
語法：location [=|~|~*|^~|@]/url {…..}
[=]精確匹配，如果找到匹配等號的內(nèi)容，立即停止搜索，并立即處理請求（優(yōu)先級最高）
[~] 表示匹配正則表達式，區(qū)分大小寫
[^~]只匹配字符串，不匹配正則表達式，主要用來匹配目錄
[~*]表示匹配正則表達式，不區(qū)分大小寫
[@]指定一個命名的location，一般只應用于內(nèi)部重定向請求，location @name {···}
示例：
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
server {
listen 80;
server_name www.beyond.com;
#No.1
location / {
return 502;
}
#No.3
location ~* \.jpg$ {
return 403;
}
#No.4
location ^~ /a/ {
return 402;
}
#No.5
location /a/1.jpg {
return 401;
}
#No.6
location = /a/.jpg {
return 400;
}
}
}
小結：
匹配順序：
1）優(yōu)先先匹配普通url，但是匹配完之后會繼續(xù)匹配正則
內(nèi)部匹配規(guī)則為最大匹配前綴，即location /data/123 {} 要比 location /data {} 優(yōu)先，和location的位置順序沒關系。匹配完之后會用最大匹配前綴 繼續(xù)去匹配下面的正則匹配
2）正則匹配，
正則匹配跟位置順序無關，但是和邏輯順序有關，會以最大匹配為準（越精確越優(yōu)先）
3）location的執(zhí)行邏輯基本上跟順序沒有關系；但是針對正則匹配的方式，匹配上第一個url，就不在繼續(xù)匹配后面的url；
這種情況，如果匹配上普通localtion，沒有正則匹配，則使用普通匹配；如果既有普通location的最大前綴匹配，也有正則匹配，則正則匹配覆蓋最大前綴匹配。
4）匹配完“普通 location ”后，有的時候需要繼續(xù)匹配“正則 location ”，有的時候則不需要繼續(xù)匹配“正則 location ”。
兩種情況下，不需要繼續(xù)匹配正則 location ：(1) 當普通 location 前面指定了“ ^~ ”，特別告訴 Nginx 本條普通 location 一旦匹配上，則不需要繼續(xù)正則匹配；(2) 當普通location 恰好嚴格匹配上，不是最大前綴匹配，則不再繼續(xù)匹配正則。
2.4 proxy模塊的介紹
Nginx轉(zhuǎn)發(fā)模塊是ngx_http_proxy_module,默認安裝，可以直接使用
Proxy_pass此指令用于轉(zhuǎn)發(fā)location匹配到的url到serve池子中。
語法：proxy_pass URL;
注意：使用該指令時需注意URL中是否包含URI。，如果URL中不包含URI，nginx將不會改變原地址的uri，如果包含uri，將使用新的uri代替原來的uri。
如：
location /test {
#1 proxy_pass http://1.1.1.1;
#2 proxy_pass http://1.1.1.1/tmp;
}
如果使用1的話，原來的url將不會改變，代理后是http://1.1.1.1/test
如果使用2的話，原來的url將會變?yōu)閔ttp://1.1.1.1/tmp
所以在配置的時候需要注意url末尾是否加“/”的問題
參數(shù)：
proxy_ignore_client_abort on|off用于設置客戶端中斷網(wǎng)絡請求時，nginx是否中斷對被代理服務器的請求，默認為off，中斷
proxy_headers_hash_max_size size 設置http報文頭的哈希表的大小，默認為512
proxy_headers_hash_bucket_size size 設置申請存放http報文頭的哈希表容量的單位大小，默認為64字符
client_body_buffer_size 客戶端請求緩存大小，可以理解為先保存本地在傳給用戶
proxy_connect_timeout time 與RS鏈接超時的時間，默認為60s
proxy_send_timeout time RS回傳數(shù)據(jù)的時間，必須在這個時間段內(nèi)傳完，否則斷開連接
proxy_read_timeout time 等待RS響應的時間，標明連接已經(jīng)成功，正在排隊
proxy_buffering on|off 是否開啟proxy buffer 默認為on
proxy_buffer_size 緩存區(qū)大小，默認等于指令proxy_buffers設置的大小 默認為4K或8K
proxy_buffers number size 緩沖區(qū)的數(shù)量和大小，從RS獲取的響應信息會放置到緩沖區(qū)，默認為8 4K|8K
proxy_busy_buffers_size 系統(tǒng)很忙時可以使用的proxy_buffers大小，官方推薦的大小是proxy_buffers的兩倍，默認為8K或16K
proxy_temp_path path [level1[level2]] 指定磁盤上的一個文件路徑，用于臨時存放代理服務器的大體積響應數(shù)據(jù)，如果buffer已經(jīng)裝滿，但是響應數(shù)據(jù)仍然沒有被nginx完全接收，響應數(shù)據(jù)就會被臨時存放到該文件中
proxy_max_temp_file_size 用于配置所有臨時文件的總體積大小
proxy_temp_file_write_size 用于配置同時寫入緩存臨時文件的數(shù)據(jù)量大小
proxy_set_header host $host 當RS有多個虛擬主機的時候需要逐個指定
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr 開啟負載均衡器轉(zhuǎn)發(fā)真實客戶的IP地址給RS.
注意：
“proxy_set_header”當我們的RS有多個虛擬主機（相同的ip，相同的端口）的時候如www、bbs、blog，代理服務器怎么知道將請求發(fā)到哪呢，這個時候nginx代理就會查找proxy_set_header參數(shù)，將請求發(fā)送到相應域名的虛擬主機上。
3.nginx負載均衡配置案例
1.有三個域名：www.beyond.com bbs.beyond.com film.beyond.com，四臺webserver負責提供服務
2.有一個mailserver和cloud server在一臺服務器上
規(guī)劃：
web1 192.168.254.251 BBS、film
web2 192.168.254.252 BBS、film
web3 192.168.254.253 BBS、film
web4 192.168.254.254 www，負載均衡器
web5 192.168.254.250 mail cloud
說明：web4是負載均衡器，同時也負責解析www站點。web1、web2、web3負責解析bbs和film站點。Mail和cloud在同一臺設備上，也是web站點
Nginx的安裝略了，有需要的可以看此教程 https://www.jb51.net/article/128758.htm
現(xiàn)在列出web4的nginx的配置文件供參考
nginx.conf：
user nginx;
worker_processes 4;
error_log logs/error.log;
pid logs/nginx.pid;
events {
use epoll ;
worker_connections 1024;
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
server_tokens off;
sendfile on;
tcp_nopush on;
keepalive_timeout 65;
fastcgi_connect_timeout 300;
fastcgi_send_timeout 300;
fastcgi_read_timeout 300;
client_header_buffer_size 32k;
large_client_header_buffers 4 128k;
client_max_body_size 10m;
gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 4 8k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 6;
gzip_vary on;
gzip_types text/javascript text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
log_format main ' $http_host $http_x_forwarded_for ${request_time}s [$time_local] "$request" $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $remote_addr';
include vhosts/*.conf; #每個虛擬主機一個配置文件
include upstream.conf; #存放web的后臺server
fastcgi_intercept_errors on;
}
Vhosts/{bbs,film,www,cloud,mail}.conf：
server {
listen 80;
server_name bbs.beyond.com;
index index.php;
location / {
proxy_pass http://web;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
client_body_buffer_size 4K;
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;
}
}
server {
listen 80;
server_name cloud.beyond.com;
index index.php;
location / {
proxy_pass http://192.168.254.250:8000;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
client_body_buffer_size 4K;
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;
}
}
server {
listen 80;
server_name film.beyond.com;
index index.php;
location / {
proxy_pass http://web;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
client_body_buffer_size 4K;
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;
}
}
server {
listen 80;
server_name mail.beyond.com;
index index.php;
location / {
proxy_pass http://192.168.254.250:80;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
client_body_buffer_size 4K;
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;
}
}
server {
listen 80;
server_name monitor.beyond.com;
index index.php;
location / {
proxy_pass http://192.168.254.220;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
client_body_buffer_size 4K;
proxy_connect_timeout 90;
proxy_send_timeout 90;
proxy_read_timeout 90;
proxy_buffer_size 4K;
proxy_buffers 4 32K;
proxy_busy_buffers_size 64K;
proxy_temp_file_write_size 64K;
}
}
server {
listen 80;
server_name www.beyond.com;
root /usr/local/nginx/html/www;
index index.html;
access_log logs/current/www.beyond.com-access.log main;
error_log logs/current/www.beyond.com-error.log;
error_page 500 501 502 503 504 /error/5-error.html;
error_page 400 403 404 405 408 410 411 412 413 414 415 /error/4-error.html;
location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$ {
expires 30d;
}
location ~.*\.(js|css|javascript|fluash)$ {
expires 24h;
}
location /error {
root /usr/local/nginx/logs/error;
}
}
注意每個server是一個.conf的文件
upstream.conf文件：
upstream web {
server 192.168.254.253 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s ;
server 192.168.254.252 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s ;
server 192.168.254.251 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s ;
}
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