Nginx反向代理及負載均衡

Nginx概述

Nginx是一款自由的、開源的、高性能的HTTP服務器和反向代理服務器；同時也是一個IMAP、POP3、SMTP代理服務器；Nginx可以作爲一個HTTP服務器進行網站的發佈處理，另外Nginx可以作爲反向代理進行負載均衡的實現。

正向、反向代理

1、正向代理（forward proxy）。一個位於客戶端和原始服務器之間的服務器，爲了從原始服務器取得內容，客戶端向代理髮送一個請求並制定目標（原始服務器），然後代理向原始服務器轉發請求並將獲得的內容返回給客戶端，客戶端才能使用正向代理。我們平時說的代理就是指正向代理。

2、反向代理（Reverse Proxy），以代理服務器來接受internet上的連接請求，然後將請求轉發給內部網絡上的服務器，並將從服務器上得到的結果返回給internet上請求的客戶端，此時代理服務器對外表現爲一個反向代理服務器。

下面我用Nginx來實現一個簡單的反向代理加負載均衡的例子。

1、準備前提

因爲實際情況一般都是多臺服務器，我這裏不好實現，只能在VM虛擬機裏面安裝兩臺centos 7服務器，加上本機Windows來進行模擬。

前期規劃及準備工作：
Windows：安裝Nginx
192.168.43.124：安裝tomcat
192.168.43.45：安裝tomcat

注意：保證tomcat的端口開放，能被Windows訪問，驗證方法是在Windows瀏覽器中輸入http://ip:8080能訪問到兩臺centos 7裏面的tomcat頁面。

2、Nginx配置反向代理

Nginx最重要的一個配置文件：nginx.conf
一般情況下所有的配置都在這裏進行配置。
下面是在nginx.conf配置反向代理的情況：

上面這個配置是在window下的Nginx進行配置的，所以當正確進行以上操作後，我在Windows瀏覽器中輸入127.0.0.1，就會自動跳轉到百度首頁去了，截圖在這裏我就不放了。

3、Nginx配置反向代理同時實現負載均衡

同樣的，實現負載均衡也沒增加多少難度，就是在Nginx.conf配置文件中加了最下面這一段：

upstream tomcatserver1 {
    server 192.168.43.124:8080;  
    server 192.168.43.45:8080;  
}

注意：tomcatserver1這個名字是可以隨意取的，但是多個upstream要保證不能重複

下圖是我的文件配置：

上面這個配置是在window下的Nginx進行配置的，所以當正確進行以上操作後，我在Windows瀏覽器中輸入127.0.0.1，就會匹配到tomcatserver1，然後就會去找對應的upstream，讀取裏面參與負載的服務器信息，然後根據一定的均衡算法進行分發。具體的算法稍後進行簡單介紹。所以就會跳轉到tomcat的默認頁面如下：

4、負載均衡調度算法

1、輪詢（默認）
每個請求按時間順序逐一分配到不同的後端服務，如果後端某臺服務器死機，自動剔除故障系統，使用戶訪問不受影響。

2、weight（輪詢權值）
weight的值越大分配到的訪問概率越高，主要用於後端每臺服務器性能不均衡的情況下。或者僅僅爲在主從的情況下設置不同的權值，達到合理有效的地利用主機資源。
指定輪詢機率，weight和訪問比率成正比，用於後端服務器性能不均的情況。 例如：

upstream servertest {  
    server 192.168.0.14:8080 weight=10;  
    server 192.168.0.15:8080 weight=10;  
}

3、ip_hash
每個請求按訪問IP的哈希結果分配，使來自同一個IP的訪客固定訪問一臺後端服務器，並且可以有效解決動態網頁存在的session共享問題。
每個請求按訪問ip的hash結果分配，這樣每個訪客就固定訪問一個後端服務器，該調度算法可以解決動態網頁的session共享問題，但是會導致請求分配不均。 （在upstream裏配置如果是ip_hash，不能有weight和bakcup）
例如：

upstream servertest {  
    ip_hash;
    server 192.168.0.14:8080;  
    server 192.168.0.15:8080;  
}

4、fair
這是比 weight、ip_hash更加智能的負載均衡算法，fair算法可以根據頁面大小和加載時間長短智能地進行負載均衡，也就是根據後端服務器的響應時間來分配請求，響應時間短的優先分配。Nginx本身不支持fair，如果需要這種調度算法，則必須安裝upstream_fair模塊。
fair算法會根據後端節點服務器的響應時間來分配請求，時間短的優先分配，必須下載nginx的相關模塊upstream_fair，例如：

upstream servertest {  
    server 192.168.0.14:8080;  
    server 192.168.0.15:8080;  
    fair;
}

5、url_hash算法（web cache）
按訪問的URL的哈希結果來分配請求，使每個URL定向到一臺後端服務器，可以進一步提高後端緩存服務器的效率。Nginx本身不支持url_hash，如果需要這種調度算法，則必須安裝Nginx的hash軟件包。
按訪問url的hash結果來分配請求，使每個url定向到同一個後端服務器，後端服務器爲緩存時比較有效。（注意：在upstream中加入hash語句，server語句中不能寫入weight等其他的參數，hash_method是使用的hash算法。）。例如：

 upstream servertest{ 
      server 10.0.0.10:7777; 
      server 10.0.0.11:8888; 
      hash $request_uri; 
      hash_method crc32; 
}

5、Nginx負載均衡調度狀態

在Nginx的upstream模塊中，可以設定每臺後端服務器在負載均衡調度中的狀態，常用的狀態有如下幾種：

配置實例解釋：

upstream tomcattest {
    server 192.168.43.44:8080 down;
    server 192.168.43.45:8080 backup;
    server 192.168.43.44:8080 max_fails=1 fail_timeout=10s;
}
#server 192.168.43.44:8080 down;表示第一個服務不可用，暫不參與負載均衡
#server 192.168.43.45:8080 backup;表示這個是備用服務器，當其他的負載服務器不可用時會調用備份服務器
#server 192.168.43.44:8080 max_fails=3 fail_timeout=10s;表示可用服務，但最大失敗3次之後需要等待10秒鐘之後繼續重試