linuxnginx负载均衡

㈠ 负载均衡：F5，Haproxy，lvs, nginx

阅读本文前，需熟悉OSI七层参考模型。

常见的负载均衡设备，有F5，Haproxy，lvs, nginx等。

F5是商用硬件负载均衡，性能很好，但是价格昂贵，除了负载均衡，还有应用交换、会话交换、状态监控等众多功能。
F5一般做四层负载均衡，但也支持七层负载均衡。

Haproxy(以下简称ha)是软哗唯岁件负载均衡，开源，一般做七层负载均衡，但也支持四层负载均衡。

linux Virtual Server(以下简称lvs)是软件负载均衡，开源，二层或四层负载均衡，已集成到linux内核，自身有完备的热备方案（keepalived+lvs），稳定性极强。

nginx也是软件负载均衡，开源，通过反向代理实现负载均衡，是七层负载均衡，性能不如上面的几个。

tips1
有些公司，测试环境用ha/lvs/nginx，生产环境用F5。

tips2
nginx做web服务器时，一般做静态资源服务器和php的web服务器，所以很多公司，会采用F5+nginx或者ha+nginx的架构

tips3
微服务中的ribbon属于客户端负载均衡，上面的几种都是服务端负载均衡

二层负载均衡
在数据链路层通过修改mac地址实现，如lvs的DR模式（直接路由模式）

三层负载均衡
在网络层通过DNAT协议修改目标地址实现

四层负载均衡
用ip+端口实现请求转发
备注：tcp报文里并没有ip，但是四层负载均衡可以用ip+端口，是因为server可以拿到ip

七层负载均衡
通过重新发起http请求实现，即client把请求发给lb，lb把请求代发给server，再把server的响应返回给client，因此七层负载均衡也经常被称为代理，七层负载均衡设备也被称为代理设备。

七层负载均衡常用于内网与外网的通信，比如内网无法直接访问外网，需要通过代理设备代发http请求，这种情况下，代理设备需要配置双网卡，以同时与内外网络通信。

由于山宽需要重发http请求，七层负载均衡性能较差，但是更智能和安全，因为应用层可以获取甚至修改请求的真实内容（即应用数据），比如cookie、url等，可以做一些智能的操作，比如根据cookie/url转发请求，也可以做一些安全操作，比如过滤特定报文、防止SYN Flood攻击等。

使用七层负载均衡时，服务的性能受限于代理设备的网卡带宽。

常见的负载均衡策略，有轮询、加权轮询、ip_hash、cookie、url_hash，根据服务器响应时间转发、根据最少连接转发等等。
备注：nginx可以安装第三方插件，使用第三方实现的策略

轮询：按服务器列表顺序转发请求，轮询是nginx默认的策略，本策略适合服务器配置相当、请求无状态（即不依赖session）的场景

加权轮询：如果不同服务器配置不同，可以为配乱睁置高的服务器增加权重

ip_hash：根据ip哈希结果转发，可以实现同一用户持续请求同一服务器（即会话保持），适合有状态（即依赖session）的场景，对png、jpg、js、css等静态资源的请求，不适合使用本策略

cookie：根据特定cookie转发请求，一般也是用于实现会话保持，比如为服务器A、B分别增加service-flag=a、service-flag=b的cookie，后续请求根据cookie转发
可以参考 haproxy实现会话保持

url_hash：根据url哈希结果转发，同一个接口始终请求同一台服务器，一般配合缓存使用，缓存接口返回结果

根据服务器响应时间转发：优先转发到响应时间较快的服务器

根据最少连接转发：优先转发到连接数较少的服务器

F5有一些特有的负载均衡策略：利用从应用程序和服务器收集到的各项性能指标，分析并转发

负载均衡有两个步骤：
1.根据什么算法选择真实服务端，即负载均衡策略，如轮询、加权轮询、ip_hash、cookie、url_hash等；
2.把请求转发到真实服务器，转发方式有二层到七层负载均衡

keepalived软件一开始是专为lvs设计的，后来加入了可以实现高可用的VRRP (Virtual Router Rendancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议）功能，因此，keepalived还可以作为nginx、haproxy、mysql等服务的高可用解决方案。

以nginx为例，为了防止nginx本身由于宕机等原因导致网站不可用，一般会搭两套nginx反向代理，用keepalived提供一个VIP。

一般情况下，VIP只在nginx主节点上工作，如果nginx主节点不可用了，VIP会自动漂移到从节点，自动漂移的原理即VRRP协议。

VIP漂移到从节点后，如果主节点恢复正常了，VIP是否漂移回主节点，取决于当前模式是抢占模式还是非抢占模式。

下图是一张简单的架构图，解释如下：

以上观点纯属个人意见，如果错误，欢迎指出，有些地方写的很简单，是因为我也不懂~

㈡ nginx负载均衡策略是什么

当一台服务器的单位时间内的访问量越大时，服务器压力就越大，大到超过自身承受能力时，服务器就会崩溃。为了避免服务器崩溃，让用户有更好的体验，通过负载均衡的方式来分担服务器压力。

建立很多很多服务器，组成一个服务器集群，当用户访问网站时，先访问一个中间服务器，在让这个中间服务器在服务器集群中选择一个压力较小的服务器，将该访问请求引入该服务器。

如此以来，用户的每次访问，都会保证服务器集群中的每个服务器压力趋于平衡，分担了服务器压力，避免了服务器崩溃的情况。

nginx实现反向代理负载均衡

a、本地使用Windows系统，然后使用VirutalBox安装一个虚拟的Linux系统。

在本地的Windows系统上分别安装nginx（侦听8080端口）和apache（侦听80端口）。在虚拟的Linux系统上安装apache（侦听80端口）。这样相当于拥有了1台nginx在前端作为反向代理服务器；后面有2台apache作为应用程序服务器，可以看作是小型的server cluster。

b、nginx用来作为反向代理服务器，放置到两台apache之前，作为用户访问的入口。

㈢ nginx负载均衡怎么访问数据库

nginx 是一个轻量级的、高性能的 web server 主要可以干两件事情：

1、直接作为http server(代替apache，对PHP需要FastCGI处理器支持)；
2、作为反向代理服务器实现负载均衡

以下我们就来举例说明如何使用 nginx 实现负载均衡。因为nginx在处理并发方面的优势，现在这个应用非常常见。当然了Apache的 mod_proxy和mod_cache结合使用也可以实现对多台app server的反向代理和负载均衡，但是在并发处理方面apache还是没有 nginx擅长。

方法/步骤
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一、环境：
a. 我们本地是Windows系统，然后使用VirutalBox安装一个虚拟的Linux系统。
在本地的Windows系统上分别安装nginx(侦听8080端口)和apache(侦听80端口)。在虚拟的Linux系统上安装apache(侦听80端口)。
这样我们相当于拥有了1台nginx在前端作为反向代理服务器；后面有2台apache作为应用程序服务器(可以看作是小型的server cluster。;-) )；

b. nginx用来作为反向代理服务器，放置到两台apache之前，作为用户访问的入口；
nginx仅仅处理静态页面，动态的页面(php请求)统统都交付给后台的两台apache来处理。
也就是说，可以把我们网站的静态页面或者文件放置到nginx的目录下；动态的页面和数据库访问都保留到后台的apache服务器上。

c. 如下介绍两种方法实现server cluster的负载均衡。
我们假设前端nginx(为127.0.0.1:80)仅仅包含一个静态页面index.html；
后台的两个apache服务器(分别为localhost:80和158.37.70.143:80)，一台根目录放置phpMyAdmin文件夹和test.php(里面测试代码为print “server1“;)，另一台根目录仅仅放置一个test.php(里面测试代码为 print “server2“;)。

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二、针对不同请求 的负载均衡：
a. 在最简单地构建反向代理的时候 (nginx仅仅处理静态不处理动态内容，动态内容交给后台的apache server来处理)，我们具体的设置为：在nginx.conf中修改：
复制代码 代码如下:
location ~ \.php$ {
proxy_pass 158.37.70.143:80 ;
}
这样当客户端访问localhost:8080/index.html的时候，前端的nginx会自动进行响应；
当用户访问localhost:8080/test.php的时候(这个时候nginx目录下根本就没有该文件)，但是通过上面的设置 location ~ \.php$(表示正则表达式匹配以.php结尾的文件，详情参看location是如何定义和匹配的) ，nginx服务器会自动pass给 158.37.70.143的apache服务器了。该服务器下的test.php就会被自动解析，然后将html的结果页面返回给nginx，然后 nginx进行显示(如果nginx使用memcached模块或者squid还可以支持缓存)，输出结果为打印server2。
如上是最为简单的使用nginx做为反向代理服务器的例子；
b. 我们现在对如上例子进行扩展，使其支持如上的两台服务器。
我们设置nginx.conf的server模块部分，将对应部分修改为：
复制代码 代码如下:
location ^~ /phpMyAdmin/ {
proxy_pass 127.0.0.1:80 ;
}
location ~ \.php$ {
proxy_pass 158.37.70.143:80 ;
}
上面第一个部分location ^~ /phpMyAdmin/，表示不使用正则表达式匹配(^~)，而是直接匹配，也就是如果客户端访问的 URL是以http://localhost:8080/phpMyAdmin/ 开头的话(本地的nginx目录下根本没有phpMyAdmin目录)，nginx会自动pass到127.0.0.1:80 的Apache服务器，该服务器对phpMyAdmin目录下的页面进行解析，然后将结果发送给nginx，后者显示；
如果客户端访问URL是http://localhost/test.php 的话，则会被pass到158.37.70.143:80 的apache进行处理。
因此综上，我们实现了针对不同请求的负载均衡。
如果用户访问静态页面index.html，最前端的nginx直接进行响应；
如果用户访问test.php页面的话，158.37.70.143:80 的Apache进行响应；
如果用户访问目录phpMyAdmin下的页面的话，127.0.0.1:80 的Apache进行响应；

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三、 访问同一页面 的负载均衡：
即用户访问http://localhost:8080/test.php 这个同一页面的时候，我们实现两台服务器的负载均衡 (实际情况中，这两个服务器上的数据要求同步一致，这里我们分别定义了打印server1和server2是为了进行辨认区别)。
a. 现在我们的情况是在windows下nginx是localhost侦听8080端口；
两台apache，一台是127.0.0.1:80(包含test.php页面但是打印server1)，另一台是虚拟机的158.37.70.143:80(包含test.php页面但是打印server2)。

b. 因此重新配置nginx.conf为：
首先在nginx的配置文件nginx.conf的http模块中添加，服务器集群server cluster(我们这里是两台)的定义：
复制代码 代码如下:
upstream myCluster {
server 127.0.0.1:80 ;
server 158.37.70.143:80 ;
}
表示这个server cluster包含2台服务器
〉然后在server模块中定义，负载均衡：
复制代码 代码如下:
location ~ \.php$ {
proxy_pass http://myCluster ; #这里的名字和上面的cluster的名字相同
proxy_ www.gzlij.comredirect off;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
这样的话，如果访问http://localhost:8080/test.php 页面的话，nginx目录下根本没有该文件，但是它会自动将其pass到myCluster定义的服务区机群中，分别由127.0.0.1:80;或者158.37.70.143:80;来做处理。
上面在定义upstream的时候每个server之后没有定义权重，表示两者均衡；如果希望某个更多响应的话例如：
复制代码 代码如下:
upstream myCluster {
server 127.0.0.1:80 weight=5;
server 158.37.70.143:80 ;
}

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综上，我们使用nginx的反向代理服务器reverse proxy server的功能，将其布置到多台apache server的前端。
nginx仅仅用来处理静态页面响应和动态请求的代理pass，后台的apache server作为app server来对前台pass过来的动态页面进行处理并返回给nginx。
通过以上的架构，我们可以实现nginx和多台apache构成的机群cluster的负载均衡。
两种均衡：
1)可以在nginx中定义访问不同的内容，代理到不同的后台server； 如上例子中的访问phpMyAdmin目录代理到第一台server上；访问test.php代理到第二台server上；
2)可以在nginx中定义访问同一页面，均衡 (当然如果服务器性能不同可以定义权重来均衡)地代理到不同的后台server上。 如上的例子访问test.php页面，会均衡地代理到server1或者server2上。
实际应用中，server1和server2上分别保留相同的app程序和数据，需要考虑两者的数据同步。