Nginx的负载均衡的几种方式

Nginx的负载均衡的那点事

本节就聊聊采用Nginx负载均衡之后碰到的问题：

• Session问题
• 文件上传下载

通常解决服务器负载问题，都会通过多服务器分载来解决。常见的解决方案有：

• 网站入口通过分站链接负载（天空软件站，华军软件园等）
• DNS轮询
• F5物理设备
• Nginx等轻量级架构

那我们看看Nginx是如何实现负载均衡的，Nginx的upstream目前支持以下几种方式的分配
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、weight
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。
2、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）
按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。

Upstream配置如何实现负载

http {      

    upstream  www.test1.com {
          ip_hash;
          server   172.16.125.76: weight=;
          server   172.16.125.76: down;
          server   172.16.0.18: max_fails= fail_timeout=30s;
          server   172.16.0.18: backup;
     }  

     upstream  www.test2.com {
          server   172.16.0.21:;
          server   192.168.76.98:;
     }  

     server {
        listen       ;
        server_name  www.test1.com;          

        location /{
           proxy_pass        http://www.test1.com;
           proxy_set_header   Host             $host;
           proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
           proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
     }    

     server {
        listen       ;
        server_name  www.test2.com;          

        location /{
           proxy_pass        http://www.test2.com;
           proxy_set_header   Host             $host;
           proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
           proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
     }
}  

当有请求到www.test1.com/www.test2.com 时请求会被分发到对应的upstream设置的服务器列表上。test2的每一次请求分发的服务器都是随机的，就是第一种情况列举的。而test1刚是根据来访问ip的hashid来分发到指定的服务器，也就是说该IP的请求都是转到这个指定的服务器上。

根据服务器的本身的性能差别及职能，可以设置不同的参数控制。

down 表示负载过重或者不参与负载

weight 权重过大代表承担的负载就越大

backup 其它服务器时或down时才会请求backup服务器

max_fails 失败超过指定次数会暂停或请求转往其它服务器

fail_timeout 失败超过指定次数后暂停时间

以上就Nginx的负载均衡的简单配置。那继续我们的本节讨论内容：

一、Session问题

当我们确定一系列负载的服务器后，那我们的WEB站点会分布到这些服务器上。这个时候如果采用Test2 每一次请求随机访问任何一台服务器上，这样导致你访问A服务器后，下一次请求又突然转到B服务器上。这个时候与A服务器建立的Session，传到B站点服务器肯定是无法正常响应的。我们看一下常用的解决方案：

• Session或凭据缓存到独立的服务器
• Session或凭据保存数据库中
• nginx ip_hash 保持同一IP的请求都是指定到固定的一台服务器

第一种缓存的方式比较理想，缓存的效率也比较高。但是每一台请求服务器都去访问Session会话服务器，那不是加载重了这台Session服务器的负担吗？

第二种保存到数据库中，除了要控制Session的有效期，同时加重了数据库的负担，所以最终的转变为SQL Server 负载均衡，涉及读，写，过期，同步。

第三种通过nginx ip_hash负载保持对同一服务器的会话，这种看起来最方便，最轻量。

正常情况下架构简单的话， ip_hash可以解决Session问题，但是我们来看看下面这种情况

这个时候ip_hash 收到的请求都是来自固定IP代理的请求，如果代理IP的负载过高就会导致ip_hash对应的服务器负载压力过大，这样ip_hash就失去了负载均衡的作用了。

如果缓存可以实现同步共享的话，我们可以通过多session服务器来解决单一负载过重的问题。那Memcached是否可以做Session缓存服务器呢？MemcachedProvider提供了Session的功能，即将Session保存到数据库中。那为什么不直接保存到数据库中，而要通过Memcached保存到数据库中呢？很简单，如果直接保存到数据库中，每一次请求Session有效性都要回数据库验证一下。其次，即使我们为数据库建立一层缓存，那这个缓存也无法实现分布式共享，还是针对同一台缓存服务器负载过重。网上也看到有用Memcached实现Session缓存的成功案例，当然数据库方式实现的还是比较常用的，比如开源Disuz.net论坛。缓存实现的小范围分布式也是比较常用的，比如单点登录也是一种特殊情况。

二、文件上传下载

如果实现了负载均衡，除了Session问题，我们还会碰到文件的上传下载问题。文件不可能上传不同的服务器上，这样会导致下载不到对应文件的问题。我们看一下下面的方案

• 独立文件服务器
• 文件压缩数据库

两种方案都是常用的，我们来说一下文件压缩数据库，以前的方式都是将文件二进制压缩至关系型数据库，而现在NOSQL的流行，加上MongoDB处理文件又比较方便，所以文件压库又多了一种选择。毕竟文件服务器的效率和管理以及安全都不及数据库。

随便聊聊这点事，其实也就是一些应用的趋势和多一种解决方案的实现。

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