一、關(guān)于Nginx的負(fù)載均衡

在服務(wù)器集群中，Nginx起到一個(gè)代理服務(wù)器的角色（即反向代理），為了避免單獨(dú)一個(gè)服務(wù)器壓力過大，將來自用戶的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給不同的服務(wù)器。詳情請(qǐng)查看我的另一篇博客。

二、Nginx負(fù)載均衡策略

負(fù)載均衡用于從“upstream”模塊定義的后端服務(wù)器列表中選取一臺(tái)服務(wù)器接受用戶的請(qǐng)求。一個(gè)最基本的upstream模塊是這樣的，模塊內(nèi)的server是服務(wù)器列表：

  #動(dòng)態(tài)服務(wù)器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083; #tomcat 9.0
  }

在upstream模塊配置完成后，要讓指定的訪問反向代理到服務(wù)器列表：

    #其他頁面反向代理到tomcat容器
    location ~ .*$ {
      index index.jsp index.html;
      proxy_pass http://dynamic_zuoyu;
    }

這就是最基本的負(fù)載均衡實(shí)例，但這不足以滿足實(shí)際需求；目前Nginx服務(wù)器的upstream模塊支持6種方式的分配：

負(fù)載均衡策略

在這里，只詳細(xì)說明Nginx自帶的負(fù)載均衡策略，第三方不多描述。

1、輪詢

最基本的配置方法，上面的例子就是輪詢的方式，它是upstream模塊默認(rèn)的負(fù)載均衡默認(rèn)策略。每個(gè)請(qǐng)求會(huì)按時(shí)間順序逐一分配到不同的后端服務(wù)器。

有如下參數(shù)：

注意：

• 在輪詢中，如果服務(wù)器down掉了，會(huì)自動(dòng)剔除該服務(wù)器。
• 缺省配置就是輪詢策略。
• 此策略適合服務(wù)器配置相當(dāng)，無狀態(tài)且短平快的服務(wù)使用。

2、weight

權(quán)重方式，在輪詢策略的基礎(chǔ)上指定輪詢的幾率。例子如下：

  #動(dòng)態(tài)服務(wù)器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080  weight=2; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082  backup; #tomcat 8.5
    server localhost:8083  max_fails=3 fail_timeout=20s; #tomcat 9.0
  }

在該例子中，weight參數(shù)用于指定輪詢幾率，weight的默認(rèn)值為1,；weight的數(shù)值與訪問比率成正比，比如Tomcat 7.0被訪問的幾率為其他服務(wù)器的兩倍。

注意：

• 權(quán)重越高分配到需要處理的請(qǐng)求越多。
• 此策略可以與least_conn和ip_hash結(jié)合使用。
• 此策略比較適合服務(wù)器的硬件配置差別比較大的情況。

3、ip_hash

指定負(fù)載均衡器按照基于客戶端IP的分配方式，這個(gè)方法確保了相同的客戶端的請(qǐng)求一直發(fā)送到相同的服務(wù)器，以保證session會(huì)話。這樣每個(gè)訪客都固定訪問一個(gè)后端服務(wù)器，可以解決session不能跨服務(wù)器的問題。

#動(dòng)態(tài)服務(wù)器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    ip_hash;  #保證每個(gè)訪客固定訪問一個(gè)后端服務(wù)器
    server localhost:8080  weight=2; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083  max_fails=3 fail_timeout=20s; #tomcat 9.0
  }

注意：

• 在nginx版本1.3.1之前，不能在ip_hash中使用權(quán)重（weight）。
• ip_hash不能與backup同時(shí)使用。
• 此策略適合有狀態(tài)服務(wù)，比如session。
• 當(dāng)有服務(wù)器需要剔除，必須手動(dòng)down掉。

4、least_conn

把請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給連接數(shù)較少的后端服務(wù)器。輪詢算法是把請(qǐng)求平均的轉(zhuǎn)發(fā)給各個(gè)后端，使它們的負(fù)載大致相同；但是，有些請(qǐng)求占用的時(shí)間很長，會(huì)導(dǎo)致其所在的后端負(fù)載較高。這種情況下，least_conn這種方式就可以達(dá)到更好的負(fù)載均衡效果。

  #動(dòng)態(tài)服務(wù)器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    least_conn;  #把請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給連接數(shù)較少的后端服務(wù)器
    server localhost:8080  weight=2; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082 backup; #tomcat 8.5
    server localhost:8083  max_fails=3 fail_timeout=20s; #tomcat 9.0
  }

注意：

• 此負(fù)載均衡策略適合請(qǐng)求處理時(shí)間長短不一造成服務(wù)器過載的情況。

5、第三方策略

第三方的負(fù)載均衡策略的實(shí)現(xiàn)需要安裝第三方插件。

①fair

按照服務(wù)器端的響應(yīng)時(shí)間來分配請(qǐng)求，響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)先分配。

  #動(dòng)態(tài)服務(wù)器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083; #tomcat 9.0
    fair;  #實(shí)現(xiàn)響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)先分配
  }

②url_hash

按訪問url的hash結(jié)果來分配請(qǐng)求，使每個(gè)url定向到同一個(gè)后端服務(wù)器，要配合緩存命中來使用。同一個(gè)資源多次請(qǐng)求，可能會(huì)到達(dá)不同的服務(wù)器上，導(dǎo)致不必要的多次下載，緩存命中率不高，以及一些資源時(shí)間的浪費(fèi)。而使用url_hash，可以使得同一個(gè)url（也就是同一個(gè)資源請(qǐng)求）會(huì)到達(dá)同一臺(tái)服務(wù)器，一旦緩存住了資源，再此收到請(qǐng)求，就可以從緩存中讀取。　

  #動(dòng)態(tài)服務(wù)器組
  upstream dynamic_zuoyu {
    hash $request_uri;  #實(shí)現(xiàn)每個(gè)url定向到同一個(gè)后端服務(wù)器
    server localhost:8080; #tomcat 7.0
    server localhost:8081; #tomcat 8.0
    server localhost:8082; #tomcat 8.5
    server localhost:8083; #tomcat 9.0
  }

三、總結(jié)

以上便是6種負(fù)載均衡策略的實(shí)現(xiàn)方式，其中除了輪詢和輪詢權(quán)重外，都是Nginx根據(jù)不同的算法實(shí)現(xiàn)的。在實(shí)際運(yùn)用中，需要根據(jù)不同的場景選擇性運(yùn)用，大都是多種策略結(jié)合使用以達(dá)到實(shí)際需求。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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