Nginx怎么使用ngx_http_upstream_module實現(xiàn)負載均衡功能

今天小編給大家分享一下Nginx怎么使用ngx_http_upstream_module實現(xiàn)負載均衡功能的相關知識點，內(nèi)容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

負載均衡介紹

什么是負載均衡

負載均衡（Load Balance），意思是將負載（工作任務，訪問請求）進行平衡、分攤到多個操作單元（服務器，組件）上進行執(zhí)行。

為什么需要負載均衡

當單臺web服務器直接面向用戶，可能要承載著大量的并發(fā)請求，單臺服務器可能難以負荷，我們需要使用多臺web服務器組成一個集群，利用Nginx負載均衡功能，將請求分發(fā)給不同的后端服務器，實現(xiàn)負載的流量分發(fā)，提升整體性能、以及系統(tǒng)的容災能力。

• 負載均衡與代理有什么區(qū)別

代理是代理一臺服務器基于URI調(diào)度，調(diào)度到不同功能的應用節(jié)點

負載均衡是將客戶端請求通過proxy_pass代理至一組upstream資源池

• 實現(xiàn)負載均衡場景

實現(xiàn)負載均衡功能需要使用兩個模塊：

• proxy_pass：代理模塊

• upstream：虛擬資源池

示例：一個官方的的負載均衡展示

upstream backend {
    server backend1.example.com       weight=5;
    server backend2.example.com:8080;
    server unix:/tmp/backend3;

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

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

示例：自己完成一個小例子

upstream node {
    server 192.168.10.3:80;
    server 192.168.10.4:80;
}
server {
    listen 80;
    server_name www.yyang.com;
    location / {
        proxy_pass http://node;
        include prxoy_params;
    }
}

負載均衡調(diào)度算法

輪詢調(diào)度

按順序逐一分配到不同的后端節(jié)點，也是默認算法。（簡單來說就是1:1:1）

加權輪詢
考慮到不同服務器的性能不同，給予節(jié)點不同的權值，使其接收到相應的權值請求數(shù)

server 192.168.10.3:80 weight=3;
server 192.168.10.4:80 weight=1;

以上這個例子是說每4個請求會分配給10.3三個，10.4一個，以此循環(huán)。

ip_hash

根據(jù)用戶請求的IP，對該IP進行hash運算，根據(jù)運算的值將請求分配給后端特定的一臺節(jié)點進行處理。

取值范圍為ipv4地址的前三個8位或ipv6的整個地址作為哈希鍵，確保來自從一個客戶端的IP始終傳遞給同一臺服務器，除非次服務器不可用。（簡單來說就是172.16.20.1與172.16.20.2取前三個8位都是172.16.20）

ip_hash運算公式：hash（ip）%node_counts=index

ip_hash帶來的問題：
大量同一IP的請求會造成某個節(jié)點流量過大
如果臨時下線一臺節(jié)點，會重新計算hash值，建議使用down狀態(tài)

示例：注意ip_hash與權重不可同時使用

ip_hash;
server 192.168.10.3:80;
server 192.168.10.4:80;

一致性hash

為了避免上述問題，所以誕生了一致性hash，使用取模的方式，但不對服務器節(jié)點數(shù)量取模，而是對2的32次方取模，hash函數(shù)值為0~2^32-1。（形成一個虛擬圓環(huán)，用戶請求會發(fā)給順時針相鄰的節(jié)點）
有一個問題：如果后端節(jié)點較少可能會造成數(shù)據(jù)傾斜，所以一致性hash引入了虛擬節(jié)點機制，即對每個服務器計算多個哈希，每個計算結果位置都放置一個虛擬節(jié)點。
如果我們想使用ip_hash，但是計算公式使用一致性hash，該怎么做？

hash $remote_addr consistent;
server 192.168.10.3:80;
server 192.168.10.4:80;

url_hash

根據(jù)用戶的url進行hash取模，根據(jù)運算值，將請求分配給一臺特定的后端服務器。

1.用戶請求nginx負載均衡，通過url算法，請求調(diào)度至cache1
2.cache1沒有數(shù)據(jù)，會向后端獲取，返回數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)緩存
3.當其他用戶訪問相同url時，調(diào)度器依然會調(diào)度到cache1節(jié)點
4.cache1會直接將數(shù)據(jù)返回

hash $request_uri consistent;
server 192.168.10.3:80;
server 192.168.10.4:80;

least_conn

哪臺服務器的連接數(shù)最少，就將請求調(diào)度到這臺服務器

least_conn;
server 192.168.10.3:80;
server 192.168.10.4:80;

負載均衡后端節(jié)點狀態(tài)

down

將服務器節(jié)點標記為不可用狀態(tài)，一般用于停機維護。

server 192.168.10.3:80 down;
server 192.168.10.4:80;

backup

備用節(jié)點，正常情況不會調(diào)度到此節(jié)點；當正常工作節(jié)點全部不可用時，會啟用此節(jié)點;當節(jié)點恢復時此節(jié)點會繼續(xù)恢復備用狀態(tài)。

server 192.168.10.3:80;
server 192.168.10.4:80;
server 192.168.10.5:80 backup;

max_conns

用來限制每個后端節(jié)點接收到的最大的TCP連接數(shù)，如果超出限制就會拋出錯誤。

server 192.168.10.3:80 max_conns=10;
server 192.168.10.4:80 max_conns=10;

一臺可以連接10.兩臺是20，超過20就會出錯。

keepalived

與后端服務器激活緩存，也就是長鏈接，提升網(wǎng)站吞吐量。
默認不啟用此功能，當有請求時，會建立連接，維護連接，關閉連接，所以會存在網(wǎng)絡消耗；但是如果所有連接都緩存了，當連接空閑了又會占用其他系統(tǒng)資源，所以可以使用keepalived參數(shù)。

server 192.168.10.3:80;
server 192.168.10.4:80;

keepalived 32;   # 最大空閑連接數(shù)的個數(shù)
keepalived_timeout 100s; # 空閑連接的超時時間

# 需要配合以下兩個參數(shù)使用

proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header connection "";

max_fails與fail_timeout

max_fails=2：服務器通信失敗兩次，認為服務器不可用
fail_timeout=5s：服務器通信失敗后，每5秒探測一次服務器是否恢復正常。
在fail_timeout設定時間內(nèi)，與服務器連接失敗次數(shù)達到max_fails數(shù)量，則認為服務器不可用。
如果不設置的話默認是探測一次，間隔10s。

server 192.168.10.3:80 max_fails=2 fail_timeout=5s;
server 192.168.10.4:80 max_fails=2 fail_timeout=5s;

以上就是“Nginx怎么使用ngx_http_upstream_module實現(xiàn)負載均衡功能”這篇文章的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！相信大家閱讀完這篇文章都有很大的收獲，小編每天都會為大家更新不同的知識，如果還想學習更多的知識，請關注億速云行業(yè)資訊頻道。