nginx负载均衡

负载均衡

• 注意：代理不能做负载均衡，但是负载均衡需要用到代理模块

负载均衡基本概述

# 为什么要使用负载均衡
当我们的Web服务器直接面向用户，往往要承载大量并发请求，单台服务器难以负荷，我使用多台Web服务器组成集群，前端使用Nginx负载均衡，将请求分散的打到我们的后端服务器集群中，实现负载的分发。那么会大大提升系统的吞吐率、请求性能、高容灾

# 代理和负载均衡的区别
Nginx负载均衡与Nginx代理不同地方在于，Nginx的一个location仅能代理一台服务器，而Nginx负载均衡则是将客户端请求代理转发至一组upstream虚拟服务池.

# 负载均衡的分类
· 七层负载：七层负载均衡它是在应用层，那么它可以完成很多应用方面的协议请求，比如我们说的http应用的负载均衡，它可以实现http信息的改写、头信息的改写、安全应用规则控制、URL匹配规则控制、以及转发、rewrite等等的规则，所以在应用层的服务里面，我们可以做的内容就更多，那么Nginx则是一个典型的七层负载均衡SLB

· 四层负载：所谓四层负载均衡指的是OSI七层模型中的传输层，那么传输层Nginx已经能支持TCP/IP的控制，所以只需要对客户端的请求进行TCP/IP协议的包转发就可以实现负载均衡，那么它的好处是性能非常快、只需要底层进行应用处理，而不需要进行一些复杂的逻辑。

# 负载均衡产品
· nginx
· LVS
· HAproxy

# 四层负载和七层负载的区别
四层负载均衡数据包在底层就进行了分发，而七层负载均衡数据包则是在最顶层进行分发、由此可以看出，七层负载均衡效率没有四负载均衡高。
但七层负载均衡更贴近于服务，如:http协议就是七层协议，我们可以用Nginx可以作会话保持，URL路径规则匹配、head头改写等等，这些是四层负载均衡无法实现的。
注意：四层负载均衡不识别域名，七层负载均衡识别域名

负载均衡模块

# 语法规则
Syntax: upstream name { ... }
Default: -
Context: http
 
#upstream例
upstream backend {
    server backend1.example.com       weight=5;
    server backend2.example.com:8080;
    server unix:/tmp/backend3;
    server backup1.example.com:8080   backup;
}
server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

# 故障检测模块，一般负载均衡中，只要一台web处于down机状态，自动切换到另一台web，如出现web正常，但web连接的后端服务如php，或nginx连接失败，返回错误码，如500 504 502等错误时，也同样分配到下一台服务器程序处理，提高平台访问成功率。用于location中
        proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
  

Nginx调度算法

• 轮询配置

upstream load_pass {
    server 10.0.0.7:80;
    server 10.0.0.8:80;
}

• 加权轮询

upstream load_pass {
    server 10.0.0.7:80 weight=5;				
    server 10.0.0.8:80;
}

• ip_hash

# 为什么做ip_hash
用户会话保持，当用户输入账号密码连接服务器一次之后，在一定时间内，用户再次访问服务器是无需输入账号密码，但用户能实现此效果仅因为开发对服务代码的书写，但代码中未曾做会话保持，就需使用ip_hash调度算法，将同一个ip的访问请求发送给同一台服务器进行处理，这样用户再次访问，会将该请求通过哈希算法，自动定位到该服务器，这样服务器中照样有用户信息，实现了会话保持功能，但这样做存在弊端，比如一个公司几千人使用同一个ip，这样会将几千人的访问全都发送到同一台web进行处理。

#如果客户端都走相同代理, 会导致某一台服务器连接过多
upstream load_pass {
    ip_hash;
    server 10.0.0.7:80 weight=5;
    server 10.0.0.8:80;
}

面试相关问题：
你们公司的会话保持（session共享）怎么做的？
· 开发做的会话保持，将用户登录信息存储在redis中
· 开发没有做会话保持，我们通过运维的方式做会话保持，nginx的upstream模块中的ip_hash调度算法，保证用户请求一直发送到同一台机器，不过这么做有弊端...负载不均衡，所以我们公司，先让运维做会话保持，后面开发会写

• url_hash和最小连接数不常用，不做演示

配置实操

要求

· 基于lnmp环境，使用lb轮询方式将用户请求均匀分配到后端web服务器，后端服务器图片信息存储到nfs文件服务器中，数据信息存储到myslq中。
环境：
	一台lb	
	两台web
	一台nfs
	一台mysql

1 .两台web服务安装配置

# web01和web02安装nginx
· 本地已经存在各种安装包，所以直接本地安装
[root@web01 /tmp]# yum localinstall -y nginx-1.18.0-1.el7.ngx.x86_64.rpm 
[root@web02 /tmp]#  yum localinstall -y nginx-1.18.0-1.el7.ngx.x86_64.rpm 

# web01和web02安装php
[root@web01 /tmp]# yum localinstall -y php*
[root@web02 /tmp]# yum localinstall -y php*

# 创建用户组，统一用户
[root@web01 /tmp]# groupadd www -g 666
[root@web01 /tmp]# useradd www -u 666 -g 666 -s /sbin/nologin -M
[root@web02 /tmp]# groupadd www -g 666
[root@web02 /tmp]# useradd www -u 666 -g 666 -s /sbin/nologin -M

# 修改nginx配置文件统一用户
[root@web01 /tmp]# vim /etc/nginx/nginx.conf 
user  www;
[root@web02 /tmp]# vim /etc/nginx/nginx.conf 
user  www;

# 修改php配置文件统一用户
[root@web01 /tmp]# vim /etc/php-fpm.d/www.conf 
user = www
group = www
[root@web02 /tmp]# vim /etc/php-fpm.d/www.conf 
user = www
group = www

# 启动服务加入开启自启（web01和web02相同）
[root@web01 /tmp]# systemctl start nginx
[root@web01 /tmp]# systemctl enable nginx
[root@web01 /tmp]# systemctl start php-fpm
[root@web01 /tmp]# systemctl enable php-fpm

# 查看端口是否开启
[root@web01 /tmp]# netstat -lntup|grep -E ‘80|9000‘
tcp        0      0 127.0.0.1:9000          0.0.0.0:*               LISTEN      7212/php-fpm: maste 
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      7187/nginx: master  

# 书写nginx配置文件与php建立连接，以下为wordpress配置 
[root@web01 /]# vim /etc/nginx/conf.d/www.wp.com.conf
server {
        listen 80;
        server_name www.wp.com;
        root /code/wp;
        index index.php index.html;

        location ~ \.php$ {
                fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
                fastcgi_index index.php;
                fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
                include /etc/nginx/fastcgi_params;

        }
}

# 书写nginx配置文件与php建立连接，以下为知乎搭建配置
[root@web01 /etc/nginx/conf.d]# vim www.zh.com.conf 
server {
        listen 80;
        server_name www.zh.com;
        root /code/zh;
        index index.php index.html;

        location ~ \.php$ {
                fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
                fastcgi_index index.php;
                fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
                include /etc/nginx/fastcgi_params;

        }
}

# 将如上两份配置文件scp到web02中
[root@web01 /etc/nginx/conf.d]# scp www.wp.com.conf www.zh.com.conf root@10.0.0.8:/etc/nginx/conf.d/

# 根据配置文件内容创建对应两个目录（web01和web02都需操作）
[root@web01 /]# mkdir /code/wp /code/zh -p

# 更改权限（web01和web02都需操作）
[root@web01 ~]# chown -R www.www /code/wp
[root@web01 ~]# chown -R www.www /code/zh

# 测试nginx和php是否建立连接（web02可测可不测）
[root@web01 /code/wp]# vim wp.php
<?php
        phpinfo();
?>

[root@web01 /code/zh]# vim /code/zh/zh.php
<?php
        phpinfo();
?>

# 重启nginx服务
[root@web01 /code/zh]# systemctl reload nginx


# 页面访问结果（图一）

• 图一

2. 数据库安装配置

# 数据库安装
[root@db01 ~]# yum install -y mariadb-server

# 启动数据库
[root@db01 ~]# systemctl start mariadb

# 对数据库登录配置密码
[root@db01 ~]# mysqladmin -uroot password ‘123‘

# 登录数据库
[root@db01 ~]# mysql -uroot -p123

# 登录后创建wordpress和知乎对应库
MariaDB [(none)]> create database wp;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> create database zh;
Query OK, 1 row affected (0.00 sec)

# 创建wordpress和知乎连接数据库用户
MariaDB [(none)]> grant all on *.* to wp_user@‘%‘ identified by ‘123‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

MariaDB [(none)]> grant all on *.* to zh_user@‘%‘ identified by ‘123‘;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

# 退出数据库
quit

3. nfs搭建及配置

# nfs服务端安装
[root@nfs ~]# yum install -y nfs-utils

# nfs客户端安装（即web01和web02）
[root@web01 ~]# yum install -y nfs-utils
[root@web02 ~]# yum install -y nfs-utils

# 修改nfs配置文件
[root@nfs ~]# vim /etc/exports
/data 172.16.1.0/24(sync,rw,all_squash,anonuid=666,anongid=666)

# 根据配置文件创建对应目录及用户
[root@nfs ~]# groupadd www -g 666
[root@nfs ~]# useradd www -u 666 -g 666 -s /sbin/nologin -M
[root@nfs ~]# mkdir /data
[root@nfs ~]# chown -R www.www /data

# 启动服务并加入开机自启动
[root@nfs ~]# systemctl start nfs-server
[root@nfs ~]# systemctl enable nfs-server

# 客户端检测结果
[root@web01 /code/wp]# showmount -e 172.16.1.31
Export list for 172.16.1.31:
/data 172.16.1.0/24

4.wordpress搭建

# 将安装包上传至站点目录下
[root@web01 /code/wp]# ll
total 10844
-rw-r--r-- 1 root root 11098483 May 20 14:38 wordpress-5.0.3-zh_CN.tar.gz

# 安装包解压
[root@web01 /code/wp]# tar -xf wordpress-5.0.3-zh_CN.tar.gz 

# 将解压目录里面的文件移动到站点目录底下
[root@web01 /code/wp]# mv wordpress/* ./

# 页面访问web01，和数据库建立连接（图二、图三、图四、图五所示）

# 将web01注册连接服务器的各种信息全部scp到web02的站点目录（web02即不用登陆连接操作）
[root@web01 /code/wp]# scp /code/wp/* root@10.0.0.8:/code/wp/

# 修改权限（两台web都需操作）
[root@web01 /code/wp]# chown -R www.www /code/wp
[root@web02 /code/wp]# chown -R www.www /code/wp


# 连接进入wordpress中（图六）

# 书写博客，上传图片，让web01产生对应upload目录（图七）

# 查看对应目录下是否产生upload目录
[root@web01 /code/wp/wp-content]# ll
total 8
-rw-r--r-- 1 www www   28 Jan  9  2012 index.php
drwxr-xr-x 4 www www 4096 Jan 11  2019 languages
drwxr-xr-x 3 www www   55 Jan 11  2019 plugins
drwxr-xr-x 5 www www   89 Jan 11  2019 themes
drwxr-xr-x 3 www www   18 May 22 00:23 uploads

# 因挂载后原本文件内容会消失，需要首先将内容scp到nfs共享存储目录下，再进行挂载
[root@web01 /code/wp/wp-content/uploads]# scp -r 2020/ root@10.0.0.31:/data

# 将站点目录共享存储到nfs
[root@web01 /code/wp/wp-content/uploads]# mount -t nfs 172.16.1.31:/data /code/wp/wp-content/uploads/
[root@web01 /code/wp/wp-content/uploads]# df -h
Filesystem         Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3           19G  1.5G   18G   8% /
devtmpfs           476M     0  476M   0% /dev
tmpfs              487M     0  487M   0% /dev/shm
tmpfs              487M  7.7M  479M   2% /run
tmpfs              487M     0  487M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1          497M  120M  378M  25% /boot
tmpfs               98M     0   98M   0% /run/user/0
172.16.1.31:/data   19G  1.3G   18G   7% /code/wp/wp-content/uploads

# web02创建目录并且挂载
[root@web02 ~]# mkdir /code/wp/wp-content/uploads/ -p
[root@web02 ~]# mount -t nfs 172.16.1.31:/data /code/wp/wp-content/uploads/

# 测试用web02登录（图八）

• 访问web01进行第一次连接配置（图二）

• 填写数据库中创建库名，wordpress连接数据库用户和密码（图三）
  

• 开始安装（图四）

• 安装成功（图五）

• 图六
  

• 图七
  

• web02登录结果（图八）

5.知乎搭建

# 上传知乎包
[root@web01 /code/zh]# ll
total 8256
-rw-r--r-- 1 root root 8451194 May 21 16:52 WeCenter_3-2-1.zip

# 解压
[root@web01 /code/zh]# unzip WeCenter_3-2-1.zip 

# 将解压目录下包含index文件内容全部移动到站点目录下
[root@web01 /code/zh]# mv WeCenter_3-2-1/* ./

# 权限配置
[root@web01 ~]#  chown -R www.www /code/zh

# 网页访问，直接选择下一步（图九）

# 根据数据库中创建，填写对应信息，（图十）

# 创建登录用户（图十一）

# 进入知乎，上传图片到web中，产生upload目录 (图十二)
[root@web01 /code/wp/wp-content]# ll
total 8
-rw-r--r-- 1 www www   28 Jan  9  2012 index.php
drwxr-xr-x 4 www www 4096 Jan 11  2019 languages
drwxr-xr-x 3 www www   55 Jan 11  2019 plugins
drwxr-xr-x 5 www www   89 Jan 11  2019 themes
drwxr-xr-x 3 www www   18 May 22 00:35 uploads

# 将web01的站点目录下内容全部scp到web02站点目录下，并修改权限
[root@web01 /code/wp]# scp -r ./* root@10.0.0.8:/code/zh/
[root@web02 ~]#  chown -R www.www /code/zh

# 修改配置文件（nfs中操作）
[root@nfs /data]# vim /etc/exports
/data 172.16.1.0/24(sync,rw,all_squash,anonuid=666,anongid=666)
/nfs 172.16.1.0/24(sync,rw,all_squash,anonuid=666,anongid=666)

# 建立新的共享存储目录（nfs中操作）
[root@nfs /data]# mkdir /nfs
[root@nfs /data]# chown -R www.www /nfs
[root@nfs /data]# systemctl restart nfs-server

# 将web01中的数据scp到nfs中，然后挂载
[root@web01 /code/zh/uploads]# scp -r ./* root@10.0.0.31:/nfs
[root@web01 /code/zh/uploads]# mount -t nfs 172.16.1.31:/nfs /code/zh/uploads/
[root@web01 /code/zh/uploads]# df -h
Filesystem         Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3           19G  1.6G   17G   9% /
devtmpfs           476M     0  476M   0% /dev
tmpfs              487M     0  487M   0% /dev/shm
tmpfs              487M  7.7M  479M   2% /run
tmpfs              487M     0  487M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1          497M  120M  378M  25% /boot
tmpfs               98M     0   98M   0% /run/user/0
172.16.1.31:/data   19G  1.3G   18G   7% /code/wp/wp-content/uploads
172.16.1.31:/nfs    19G  1.3G   18G   7% /code/zh/uploads
                       

# web02挂载
[root@web02 /code/zh/install]# mount -t nfs 172.16.1.31:/nfs /code/zh/uploads/

# 页面测试，结果为图十三和十四对比图

• 图九

• 图十

• 图十一
  

• 图十二

• 图十三

• 图十四

6.负载均衡配置

# 下载nginx
[root@lb01 ~]# yum install -y nginx

# 优化模块直接放入/etc/nginx/目录下命名为proxy_params（优化模块也可直接写入负载配置文件中）
[root@web01 /etc/nginx]# vim proxy_params
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
 
proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 60;
 
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 32k;
proxy_buffers 4 128k;

# 编辑主配置文件，添加内容，让nginx读取proxy_params文件
[root@lb01 /etc/nginx/conf.d]# vim ../nginx.conf 
 include /etc/nginx/*_params;


# 编写nginx配置文件，将lb中收到的请求轮询发送到两台web服务器中
[root@lb01 /etc/nginx/conf.d]# vim wp.lb.conf
upstream tcy_lb {
        server 172.16.1.7;							# 轮询方式发送请求
        server 172.16.1.8;
}

server {
        listen 80;									# 代理端口
        server_name www.wp.com;						 # 代理域名

        location / {
                proxy_pass http://tcy_lb;			# tcy_lb为upstream中命名
                include proxy_params;				# 包含文件为/etc/nginx/目录下文件，自定义
 # 当
 proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
        }
}

# 重启服务
[root@lb01 /etc/nginx]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@lb01 /etc/nginx]# systemctl restart nginx

# 测试
· ① hosts文件修改域名对应ip为lb服务器对外网卡ip 
· ② 浏览器访问wordpress网页（图一）
· ③ 查看日志文件，用户请求如何发送到后端web中（图二）

• 浏览器访问，由lb服务器返回（图一）
  

• 查看用户请求 ，共8个请求，均匀分布到web01和web02中（图二）

nginx负载均衡

原文：https://www.cnblogs.com/tcy1/p/12960610.html