Nginx实现七层负载均衡配置指导

本文描述了如何使用Nginx实现在应用层实现7层负载均衡功能，Nginx支持虚拟主机，可以按照轮询，IP哈希，URL哈希，权重方式对后端服务器做负载均衡，还支持后端服务器健康检查功能。废话不多说，详细配置见下文~

测试模型如下：

1、一台Nginx做负载负载均衡代理   具体配置centos5.8 ip 10.0.211.5

2、三台tomcat做业务逻辑处理        具体配置centos5.8 10.0.211.2 10.0.211.3 10.0.211.4

具体部署步骤：

1、          安装正则表达式支持库nginx支持rewrite重写

[root@server soft]# tar  xzvf  pcre-7.8.tar.gz

#解压安装包

[root@server pcre-7.9]# cd pcre-7.9

#进入解压后的安装包

[root@server pcre-7.9]# ./configure

#配置安装环境

[root@server pcre-7.9]# make && make install

#编译安装

2、          安装nginx

[root@server soft]# tar -zxvf nginx-1.3.3.tar.gz

#解压安装包

[root@server soft]# cd nginx-1.3.3

[root@server nginx-1.3.3]#  ./configure  --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module

#配置编译环境

[root@server nginx-1.3.3]# make && make install

#编译安装

3、          配置Nginx

详细配置参数如下所示：

user www        www;

#启动用户

#user  nobody;

worker_processes  48;

#进程数量

error_log  logs/error.log crit;

#日志路径

#error_log  logs/error.log  notice;

#error_log  logs/error.log  info;

pid        logs/nginx.pid;

#启动pid存储文件

worker_rlimit_nofile 65536;

#允许用户打开的最大句柄

events {

use epoll;

#查询模式

worker_connections  65536;

#最大句柄，允许连接的最大文件数量

}

http {

include       mime.types;

default_type  application/octet-stream;

charset  UTF-8;

server_names_hash_bucket_size 128;

#根据cpu一级缓存设置 ubuntu可以使用lscpu查看

client_header_buffer_size 4;

large_client_header_buffers 4 8k;

#log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '

#                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

#                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

#access_log  logs/access.log  main;

sendfile        on;

#指定nginx是否调用sendfile函数(zero copy方式)来输出文件，普通应用必须设为on,对于普通文件用on。如果进行下载I/O负载应用，设置为off，以平衡磁盘磁盘和网络I/O处理速度。

#tcp_nopush     on;

#允许或禁止使用socket的TCP_NOPUSH仅当sendfile 为on时设置改选项生效

keepalive_timeout  65;

#超时时间

tcp_nodelay on;

fastcgi_connect_timeout 300;

fastcgi_send_timeout 300;

fastcgi_read_timeout 300;

fastcgi_buffer_size 64k;

fastcgi_buffers 4 64k;

fastcgi_busy_buffers_size 128k;

fastcgi_temp_file_write_size 128k;

#keepalive_timeout  0;

gzip  on;

#允许压缩传输文件

gzip_min_length 1k;

#设置允许压缩最小字节数，0表示多大都压，最好设置大于1k，小于1k越压越大

gzip_buffers 4 16k;

gzip_http_version 1.1;

#判断http协议版本，是否支持压缩，否则用户看到乱码。默认即可

gzip_comp_level 2;

#gzip压缩比，1 压缩比最小处理速度最快，9 压缩比最大但处理最慢

gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;

gzip_vary on;

#加个vary头，给代理服务器用的，有的浏览器支持压缩，有的不支持，所以避免浪费不支持的也压缩，所以根据客户端的HTTP头来判断，是否需要压缩

client_max_body_size 50m;

#允许客户端请求的最大单个文件字节数

client_body_buffer_size 128k;

#缓冲区代理用户端请求的最大字节数，可以理解先保存到本地在发送给用户

proxy_connect_timeout 600;

#后端服务器连接的超时时间，发起握手等候相应超时时间

proxy_read_timeout 600;

连接成功后，等待后端服务器相应时间，已经进入后端的排队之中等候处理

proxy_send_timeout 600;

#后端服务器数据回传时间，在规定时间内服务器必须传完所有数据

proxy_buffer_size 16k;

#保存用户头信息供nginx进行规则处理，用于缓存代理请求

proxy_buffers    4 32k;

#nginx保存每个用户Buffer最大空间

proxy_busy_buffers_size 64k;

#如果系统很忙可以申请更大的proxy_buffers，官方推荐 *2

proxy_temp_file_write_size 64k;

upstream fengzhanhai{

#负载均衡池

#    ip_hash;

server 10.0.211.2 down weight=4 max_fails=2 fail_timeout=30s;

server 10.0.211.2:8080 weight=4 max_fails=2 fail_timeout=30s;

# server 10.0.211.3:8080 weight=4 max_fails=2 fail_timeout=30s;

# server 10.0.211.4:8080 weight=4 max_fails=2 fail_timeout=30s;

# server 192.168.202.81:8080 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=30s;

server 192.168.202.82 weight=4  max_fails=2 fail_timeout=30s;

}

server {

#虚拟主机反向代理负载均衡池fengzhanhai的主机应用

listen       80;

server_name  www.123.com;

#charset koi8-r;

#access_log  logs/host.access.log  main;

location / {

proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;

#当分发的后端业务宕机后无缝切换到pool中存活的业务之上

proxy_pass http://fengzhanhai;

#反向代理资源池

proxy_set_header Host www.123.com;

proxy_set_header X-Forwarded-For  $remote_addr;

root   html;

index  index.html index.htm;

}

access_log  logs/feng.log  combined;

#访问日志

#error_page  404              /404.html;

# redirect server error pages to the static page /50x.html

#

error_page   500 502 503 504  /50x.html;

location = /50x.html {

root   html;

}

# proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80

#

#location ~ \.php$ {

#    proxy_pass   http://127.0.0.1;

#}

# pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000

#

#location ~ \.php$ {

#    root           html;

#    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;

#    fastcgi_index  index.php;

#    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;

#    include        fastcgi_params;

#}

# deny access to .htaccess files, if Apache's document root

# concurs with nginx's one

#

#location ~ /\.ht {

#    deny  all;

#}

}

# another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration

#

#server {

#    listen       8000;

#    listen       somename:8080;

#    server_name  somename  alias  another.alias;

#    location / {

#        root   html;

#        index  index.html index.htm;

#    }

#}

# HTTPS server

#

#server {

#    listen       443;

#    server_name  localhost;

#    ssl                  on;

#    ssl_certificate      cert.pem;

#    ssl_certificate_key  cert.key;

#    ssl_session_timeout  5m;

#    ssl_protocols  SSLv2 SSLv3 TLSv1;

#    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;

#    ssl_prefer_server_ciphers   on;

#    location / {

#        root   html;

#        index  index.html index.htm;

#    }

#}

}

4、          测试Nginx配置语法是否正常

5、          ./nginx –t

返回如下信息表示参数配置无误

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

6、          启动nginx进行测试./nginx

7、          Nginx负载均衡知识拓展

proxy_set_header  Host  $host ：首先说明 proxy_set_header 指令在向反向代理的后端Web服务器发起请求时添加指定的 Header头信息，后端web服务器有多个基于域名的虚拟主机时，通过头信息Host，用于指定请求的域名，这样后端web才能识别反向代理请求哪个虚拟主机处理。

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for ：在nginx反向代理添加Header头信息 X-Forwarded-For在配合后端服务器日志文件的$http_x_Forwarded_for这条就可以获得用户的IP地址

8、          nginx支持的几种算法分析

1、轮询每个请求按时间顺序分配到不同的后端服务器了，后端服务器down掉，自动切除；

2、weight  设定服务器权值：如weight=2    服务器性能不均时候使用。weight：默认为1，weight越大，负载的权重越大；

3、 ip_hash 每个请求按访问ip的hash结果分配，每个访客有固定的后端服务器，可以解决session问题；

4、 fair（第三方）按后端服务器的响应时间来分配，响应时间短的优先分配

5、url_hash (第三方) 按访问的url的hash结果分配，使每个url定向到同一个后端服务器，后端为缓存服务器比较有效。

详细参数介绍：

1）down ：当前的IP server暂时不参与负载，不进行反向代理；

2）max_fails：允许请求失败的次数默认为1，当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream模块定义的错误；

3）fail_timeout ： max_fails次失败后，暂停的时间；

4）backup：  其它所有非backup机器down或者忙时候，请求backup机器，这台机器压力最轻。