服务端负载均衡框架 服务器均衡负载软件

一、Nginx介绍

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1、简介

• Nginx是一个和Apache类似的软件，Nginx是一个开源的，支持高性能、高并发的WWW服务和代理服务软件。他是由俄罗斯人Igor Sysoev开发的，最初背应用在俄罗斯的大型网站www.rambler.ru上。
• Nginx因具有高并发（特别是静态资源）、占用系统资源少等特性（轻量型），且功能丰富而逐渐流行起来，而Apcahe属于重量型服务，占用资源相对较多。
• 在功能应用方面，Nginx不但是一个优秀的WEB服务软件，还具有反向代理负载均衡功能和缓存服务功能。在反向代理负载均衡方面，它类似于LVS以及Haproxy等专业软件，但是Nginx部署起来更为简单、方面，其默认方式RR（轮询）。在缓存服务方面有类似于Squid等专业软件。
• 我们可以通过官网来查看它的信息：中文官网和英文官网。

2、Nginx的重要特性

（1）基本特性

• 可针对静态资源高速高并发访问及缓存。
• 可使用反向代理加速，并且可进行数据缓存。
• 具有简单负载均衡、节点健康检查和容错功能。
• 支持远程FastCGI、Uwsgi、SCGI、Memcached Servers的加速和缓存。
• 支持SSL、TLS、SNI。
• 具有模块化的构架：过滤器包括gzip压缩、range支持、chunked响应、XSLT、SSI及图像缩放等功能。在SSI过滤器中，一个包含多个SSI的页面，如果经由FastCGI或反向代理处理，可被并行处理。

（2）www服务特性

• 支持基于名字、端口及IP的多虚拟主机站点。
• 支持keep-alive和poplined连接。
• 可进行简单、方便、灵活的配置和管理。
• 支持修改Nginx配置，并且在代码上线时，可平滑启动（reload），不中断业务访问。
• 可自定义访问日志格式，临时缓冲写日志操作，快速日志轮询及通过rsylog处理日志。
• 可利用信号控制Nginx进程。
• 支持3xx-5xx HTTP状态码重定向。
• 支持rewrite模块，支持URI重写及正则表达式匹配。
• 支持基于客户端IP地址和HTTP基本认证的访问控制。
• 支持PUT、DELETE、MKCOL、COPY及MOVE等较特殊的HTTP请求方法。
• 支持FLV流和MP4流技术产品应用。
• 支持HTTP相应速率限制。
• 支持同一IP地址的并发连接或请求数限制。
• 支持邮件服务代理。

3、Nginx与Apache区别

• Apache是同步多进程模型，一个连接对应一个进程；Nginx是异步的，多个连接（万级别）可以对应一个进程 。
• Nginx的负载能力比Apache高很多。
• Nginx的处理动态能力很差，一般使用Apache来做动态页面。
• Apache用的是select模型，Nginx使用的是epoll模型；用网上很经典的一个例子解释就是：把整个过程等同于一个男生去女生宿舍找人，楼下有个阿姨；Apache去找人的时候，阿姨会带他去每个房间找人；Nginx是阿姨把每个女生对应的门牌号都记录了下来，在看楼下（即指定的位置）是否有人等待，有人是把门牌号给他让他自己去找。

二、实验环境

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注意：selinux iptables off
操作系统：Red Hat Enterprise Linux Server release 6.5 (Santiago)

1、下载地址

Nginx下载地址：http://nginx.org/en/download.html
Nginx RPM包下载地址：http://nginx.org/packages/rhel/7/x86_64/RPMS/（6的话把7换成6即可）
百度网盘地址： https://pan.baidu.com/s/1NJiPYioi_843WfqMAI4PsA 密码: wdf8

2、安装说明

主机名	IP	安装服务	功能说明
server1	10.10.10.1	Nginx	此处作为负载均衡器
server2	10.10.10.2	Apache	显示WEB页面
server3	10.10.10.3	Apache	显示WEB页面
dream（真机）	10.10.10.250		进行访问测试

3、host解析

[root@server1 ~]# cat /etc/hosts
10.10.10.1 server1
10.10.10.2 server2
10.10.10.3 server3

三、安装Nginx

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1、解压tar包

sticky下载地址：https://bitbucket.org/nginx-goodies/nginx-sticky-module-ng/get/master.tar.gz

[root@server1 ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.14.0.tar.gz
[root@server1 ~]# tar zxf /root/nginx-1.14.0.tar.gz

2、优化安装

（1）关闭版本显示

[root@server1 ~]# vim /root/nginx-1.14.0/src/core/nginx.h    
#define nginx_version      1014000
#define NGINX_VERSION      "1.14.0"
#define NGINX_VER          "nginx"

（2）关闭调试环境

[root@server1 ~]# vim /root/nginx-1.14.0/auto/cc/gcc         
# debug
#CFLAGS="$CFLAGS -g"

3、编译安装

[root@server1 ~]# yum install -y pcre-devel gcc openssl-devel         ###安装依赖
[root@server1 ~]# tar xf nginx-sticky-module-ng.tar.gz                ###sticky模块
[root@server1 ~]# cd nginx-1.14.0
[root@server1 nginx-1.14.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --add-module=/root/nginx-sticky-module-ng
[root@server1 nginx-1.14.0]# make && make install
[root@server1 nginx-1.14.0]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/          ###进行链接

4、检测语法是否正确

[root@server1 nginx-1.14.0]# nginx -t             
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful

5、启动Nginx

[root@server1 nginx-1.14.0]# nginx               ###启动Nginx
[root@server1 nginx-1.14.0]# nginx -s stop       ###停止

四、Nginx基础配置

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1、配置nginx.conf

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
user  nginx nginx;                                 ###设置用户
worker_processes  2;                               ###设置cpu
worker_cpu_affinity 01 10;

events {
    worker_connections  65535;                     ###设置最大连接数
}

2、建立用户和设置连接数

[root@server1 ~]# useradd nginx
[root@server1 ~]# vim /etc/security/limits.conf      ####设置最大连接数
nginx           -       nofile          65535

[root@server1 ~]# nginx -s reload                    ###加载配置

3、查看

（1）查看最大连接数

[root@server1 ~]# su - nginx
[nginx@server1 ~]$ ulimit -n
65535

（2）查看cpu

[root@server1 ~]# top
[root@server1 ~]# lscpu

五、Nginx负载均衡

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默认调度算法：轮询（RR）

1、配置nginx.conf

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf        ###要写在http模块中
    upstream dream {
        server 10.10.10.2:80;
        server 10.10.10.3:80;
    }

    server {
        listen 80;
        server_name www.dream.com;
        location / {
                proxy_pass http://dream;
        }
    }

[root@server1 ~]# nginx -s reload

2、配置httpd（server2、3）

[root@server2 ~]# yum install -y httpd
[root@server2 ~]# echo server2 >/var/www/html/index.html
[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd restart

3、测试

（1）加入host解析（真机中）

[root@dream ~]# vim /etc/hosts
10.10.10.1  www.dream.com

[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd stop

（2）测试结果

[root@dream ~]# curl www.dreamya.com
server3
[root@dream ~]# curl www.dreamya.com
server2
[root@dream ~]# curl www.dreamya.com
server3
[root@dream ~]# curl www.dreamya.com
server3
[root@dream ~]# curl www.dreamya.com
server3

我们可以发现Nginx自带健康检查，并且服务器恢复时自动加入集群中！！！

六、配置Backup

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生产应用场景：当server2、3（即生产中后端服务器）都挂掉（维护）时，server1（调度服务器）来接管，但是不处理业务请求，给出相对应的提示！！！

1、配置Nginx Backup

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf  
    upstream dream {
        server 10.10.10.2:80;
        server 10.10.10.3:80;
        server 127.0.0.1:8080 backup;           ###使用server1作备机
    }

    server {
        listen 80;                              ###监听端口
        server_name www.dream.com;
        location / {
                proxy_pass http://dream;
        }
    }
    server {
        listen 8080;
        server_name localhost;
        location / {
                root /backup;                   ###默认发布目录
                index index.html;               ###默认发布文件
                charset utf-8;                  ###设置字符编码,也可以写在location上面
        }
    }

2、建立访问目录

[root@server1 ~]# mkdir /backup
[root@server1 ~]# echo "站点维护中....." >/backup/index.html
[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
[root@server1 ~]# nginx -s reload

3、测试

（1）关闭httpd（server2、3）

[root@server2 ~]# /etc/init.d/httpd stop

（2）测试结果

[root@dream ~]# curl www.dream.com
站点维护中.....
[root@dream ~]# curl www.dream.com
站点维护中.....

七、常用调度算法

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注意：其默认的算法RR就不介绍了！！！

1、权重配置（WRR）

算法介绍：此种情景可以用于生产中服务器的硬件性能差别比较大，实现访问的相对均衡！！！

（1）配置nginx.conf

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

（2）查看结果

[root@server1 ~]# nginx -s reload
[root@dream ~]# for i in {1..6};do curl www.dream.com;done

2、配置least_conn

算法介绍：访问服务器中较空闲的服务器！！！

（1）配置nginx.conf

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

（2）重新加载配置

[root@server1 ~]# nginx -s reload

（3）结果

测试你会发现结果和轮询没有区别，因为没有并发，所以不会访问最小连接数！！！

3、配置ip_hash

算法介绍：会根据IP访问服务器，一个IP会访问到同一个服务器！！！

（1）配置nginx.conf

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

（3）结果

[root@server1 ~]# nginx -s reload
[root@dream ~]# for i in {1..6};do curl www.dream.com;done

4、配置URL哈希

算法介绍：当URL相同时，访问时会调度到相同的服务器！！！

（1）环境恢复

[root@server1 ~]# nginx -s reload
[root@dream ~]# for i in {1..6};do curl www.dream.com;done

（2）配置nginx.conf

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

（3）查看结果

[root@server1 ~]# nginx -s reload
[root@dream ~]# for i in {1..6};do curl www.dream.com;done

5、配置sticky

算法介绍：Sticky是nginx的一个模块，它是基于cookie的一种nginx的负载均衡解决方案，通过识别浏览器cookie来识别是否来自同一客户端，从而落在同一台服务器上，默认标识名为route！！！

（1）配置nginx.conf

[root@server1 ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

[root@server1 ~]# nginx -s reload

（2）查看结果

通过浏览器设置里面勾选storage（存储），查看cookie！！！