Nginx的负载均衡与调度算法

1、什么是负载均衡
随着互联网的发展，网站的访问量也越来越大，服务器网站所提供的服务模式也在发生着改变，例如：当一台服务器无法承受巨大的访问流量时，使用多台服务器共同承载访问流量；再比如对客户的访问做资源判断，静态资源请求使用调度器调度到后端静态服务器群进行响应，动态资源请求调度到后端动态资源服务器群进行响应。这样就可以使用户访问量得到有效的负载的效果。而Nginx可以做到对用户访问量的负载均衡效果。

2、调度算法
1)轮询（默认）
　　每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
2)加权轮询
　　指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。
3)ip_hash
　　每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session 　　的问题。
3)fair（第三方）
　　按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。
4)url_hash（第三方）
　　根据用户所请求的url资源路径分配到后端不同的服务器
5）最少连接数
　　根据当前后端服务器所响应的客户端情况，把当前访问请求调度到后端服务器响应相对较　　少服务器上。

3、负载均衡展示
反向代理端：192.168.126.135
后端服务器：192.168.126.130 　　192.168.126.133
配置轮询

1）修改代理服务器的主配置文件

[root@proxy ~]#vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {                   //upstream必须要在http段配置;
    include       mime.types; 
    default_type  application/octet-stream;
    proxy_cache_path /cache/nginx/ levels=1:1 keys_zone=mycache:32m;

    upstream  upstream_server {     //这里是定义了一个名字叫做upstream_server的后端服务器池，并把后端
        server  192.168.126.130; 	   的服务器添加到此池中；
        server 192.168.126.133;

    }



        location / {
           proxy_pass http://upstream_server;
        }

[root@proxy ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx   -s reload 
[root@proxy ~]# 
[root@proxy ~]# ss -tunlp | grep nginx 
tcp    LISTEN     0      128       *:80                    *:*                   users:(("nginx",pid=7260,fd=6),("nginx",pid=7255,fd=6))
[root@proxy ~]#

2）定义后端服务器的web页面
web1

[root@www ~]#vim /var/www/html/index.html
<h1>Test Page form  web1 </h1>
[root@www ~]# systemctl restart httpd 
[root@www ~]#

web2

[root@web2 ~]# vim /var/www/html/index.html 
<h1>Test Page from web2</h1>
[root@web2 ~]# service  httpd  restart 
停止 httpd：                                               [失败]
正在启动 httpd：httpd: apr_sockaddr_info_get() failed for web2
httpd: Could not reliably determine the server's fully qualified domain name, using 127.0.0.1 for ServerName
                                                           [确定]
[root@web2 ~]#

3）访问测试（默认为轮询）
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

有时，我们会根据后端服务器性能的高低来负载客户端流量，这时我们就希望性能强的服务器可以尽量多的处理用户请求，性能差一点的服务器处理少一点用户请求；我们就需要用到加权轮询这个调度算法。
加权轮询配置：
1）修改nginx代理服务器的配置文件

[root@proxy conf]# vim nginx.conf
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream  upstream_server {
        server  192.168.126.130 weight=2;  //修改第一个server的权重为2；
        server 192.168.126.133 weight=1;  //修改第二个server的权重为1；

    }

2）重载配置文件并查看

[root@proxy conf]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
[root@proxy conf]#

在这里插入图片描述

还有时，我们希望同一个ip地址的客户端请求只发送到后端固定的server服务器，因为可能客户端会有session信息的需要，这时，我们就不得不把同一个ip客户端请求始终调度到同一台server服务器上，此时，便可以使用ip_hash算法。
ip_hash配置：
1）修改nginx负载均衡器的配置文件

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream  upstream_server {
        ip_hash;    //指明使用ip_hash算法进行调度；
        server  192.168.126.130;
        server 192.168.126.133;

    }

2）重载配置并查看（此时，不管如何刷新，都只会调度到同一台后端服务器上）

[root@proxy conf]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
[root@proxy conf]#

在这里插入图片描述

还有时，我们会根据服务器当前连接客户端的数量来进行调度，连接较少的服务器端可以把新请求发送给它，这样可以尽量做到结果公平；这就需要用到least_connection最少连接数算法。
least_conn调度算法配置：
1）修改nginx负载均衡器配置文件

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream  upstream_server {
        least_conn;  //指明使用最少连接数算法；
        server  192.168.126.130;
        server 192.168.126.133;
    }

2）重载配置文件，并查看（用于只有我一个客户端请求，所以对后端server的连接数是相同的，此时和轮询的效果相同）

[root@proxy conf]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
[root@proxy conf]#

在这里插入图片描述

其他常用配置项：

   upstream  upstream_server {
        #fair;  //使用响应时长最短调度算法；
        server  192.168.126.130 down;  //down表示当前server不参与负载均衡调度；
        server 192.168.126.133 backup; //backup表示作为备用服务器，当其他服务器出现问题是，才调度到这个server；
    }
      max_fails：代理服务器允许的请求后端服务器的最大失败次数，默认为1，当请求一次失败后，就认为此后端服务器挂掉了，就不会把用户请求调度到此服务器上；
      fail_timeout：请求失败后的超时时长；

Nginx的负载均衡与调度算法

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