nginx - 负载均衡配置-负载均衡策略

知识点1：网站流量分析指标

什么是pv？

什么是uv？

什么是IP？

知识点2：正向代理和反向代理

知识点3：负载均衡实验

什么是负载均衡？

IP地址规划：

实验拓扑图

知识点4：负载均衡策略

1、请求轮询

2、增加权重

3、最少连接数

4、ip_hash 策略

知识点5：获取访问机器的真实ip地址

1、在负载均衡器上修改http请求报文头部字段，谈价一个X_Real-IP字段

2、修改web服务器的nginx配置文件，在日志格式里面添加http_x_real_ip字段

知识点6：nginx的四层负载均衡和七层负载均衡

七层负载均衡：

四层负载均衡

nginx四层负载均衡和七层负载均衡的区别

知识点7：lvs负载均衡和nginx负载均衡的区别

层数的区别

效率的区别

知识点1：网站流量分析指标

什么是pv？

PV（page view），即页面浏览量，通常是衡量一个网络新闻频道或网站的主要指标

什么是uv？

UV（unique visitor），指的是访问某个站点或点击某个网站的不同ip地址的人数

在同一天内，uv只记录第一次进入网站的具有独立IP的访问者，在同一天内再次访问该网站则不计数

什么是IP？

IP表示拥有特定唯一IP地址的计算机访问您的网站的次数，

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知识点2：正向代理和反向代理

正向代理：

代理的对象为客户

代理清楚知道客户要访问的目标

反向代理：

代理的对象为服务器

代理不知道客户要访问的目标

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知识点3：负载均衡实验

什么是负载均衡？

负载均衡就是将用户的访问请求，平均的分配给后端服务器

IP地址规划：

load balance 负载均衡服务器：192.168.44.132

web1 真实web服务器：192.168.44.166

web2 真实web服务器：192.168.44.141

web3 真实web服务器：192.168.44.205

实验拓扑图

首先在web1，web2，web3，三台web服务器安装nginx软件，使用一键安装nginx脚本安装

一键安装nginx脚本：

[root@web1 ~]# cat onekey_install_nginx.sh #!/bin/bash#解决软件的依赖关系，需要安装的软件包
yum install epel-release -y
yum -y install zlib zlib-devel openssl openssl-devel pcre pcre-devel gcc gcc-c++ autoconf automake make psmisc net-tools lsof vim geoip geoip-devel wget -y#新建liming用户和组
id  liming || useradd liming -s /sbin/nologin#下载nginx软件
mkdir  /liming99 -p
cd /liming99
wget  https://nginx.org/download/nginx-1.21.6.tar.gz#解压软件
tar xf nginx-1.21.6.tar.gz 
#进入解压后的文件夹
cd nginx-1.21.6#编译前的配置
./configure --prefix=/usr/local/scliming99  --user=liming --group=liming  --with-http_ssl_module   --with-threads  --with-http_v2_module  --with-http_stub_status_module  --with-stream  --with-http_geoip_module --with-http_gunzip_module#如果上面的编译前的配置失败，直接退出脚本
if (( $? != 0));thenexit
fi
#编译
make -j 2
#编译安装
make  install#修改PATH变量
echo  "PATH=$PATH:/usr/local/scliming99/sbin" >>/root/.bashrc
#执行修改了环境变量的脚本
source /root/.bashrc#firewalld and selinux#stop firewall和设置下次开机不启动firewalld
service firewalld stop
systemctl disable firewalld#临时停止selinux和永久停止selinux
setenforce 0
sed  -i '/^SELINUX=/ s/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config#开机启动
chmod +x /etc/rc.d/rc.local
echo  "/usr/local/scliming99/sbin/nginx" >>/etc/rc.local#修改nginx.conf的配置，例如：端口号，worker进程数，线程数，服务域名sed  -i '/worker_processes/ s/1/2/' /usr/local/scliming99/conf/nginx.conf
sed  -i  '/worker_connections/ s/1024/2048/' /usr/local/scliming99/conf/nginx.conf
sed  -i -r '36c \\tlisten  80;' /usr/local/scliming99/conf/nginx.conf
sed  -i -r '37c \\tserver_name www.liming.com;' /usr/local/scliming99/conf/nginx.conf#killall nginx进程
killall -9 nginx#启动nginx
/usr/local/scliming99/sbin/nginx

修改web服务首页index.html

[root@web1 html]# cat index.html
this is nginx-web1  192.168.44.166

[root@web2 html]# cat index.html 
this is nginx-web2  192.168.44.141

[root@web3 html]# cat index.html 
this is nginx-web3  192.168.44.205

修改load balance 负载均衡服务器nginx的配置文件nginx.conf

在http块里面定义一个负载均衡器，然后创建一个路由规则，使用创建的upstream节点

    # 定义上游服务器集群，定义一个负载均衡器upstream myweb1{server 192.168.44.166;server 192.168.44.141;server 192.168.44.205;}server {listen       80;location / {# 使用myweb1分配规则，即刚才定义的upstream节点proxy_pass http://myweb1;

修改完配置文件以后刷新一下nginx服务，然后再访问load balance服务器就会将流量采用轮询的方式分发到三台真实web服务器上面

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知识点4：负载均衡策略

1、请求轮询

依次转发给配置的服务器，即上个实验，默认是以轮询的方式来分发流量访问

2、增加权重

使用服务器权重，还可以进一步影响ngixn负载均衡算法，谁的权重越大，分发到的请求就越多

修改负载均衡服务器配置文件

    # 定义上游服务器集群，定义一个负载均衡器upstream myweb1{server 192.168.44.166 weight=3;server 192.168.44.141 weight=1;server 192.168.44.205 weight=1;}server {listen       80;location / {# 使用myweb1分配规则，即刚才定义的upstream节点proxy_pass http://myweb1;}

接下来访问负载均衡服务器，它会根据权重的多少来分发流量，权重越大，分发到的请求就越多

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3、最少连接数

在连接负载最少的情况下，nginx会尽量避免过多的请求分发给繁忙的应用程序服务器，而是将新请求分发给不太繁忙的服务器，避免服务器过载

轮询法不能识别在给定的时间里保持了多少连接，因此可能发生，服务器B服务器收到的连接比服务器A少但是它已经超载，比如B服务器虽然收到的连接数少，但是都保持连接，没有断开，A服务器虽然收到的连接数多，但是实际大都断开连接，这时候就需要优先选择活跃连接数最少的服务器

    # 定义上游服务器集群，定义一个负载均衡器upstream myweb1{least_conn;server 192.168.44.166;server 192.168.44.141;server 192.168.44.205;}server {listen       80;location / {# 使用myweb1分配规则，即刚才定义的upstream节点proxy_pass http://myweb1;}

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4、ip_hash 策略

每个请求按访问的ip分配hash，即一个客户端第一次请求nginx后，会分配到hash，下次改客户端请求 ##的结果还是一样的，不会改变，解决session问题。

    # 定义上游服务器集群，定义一个负载均衡器upstream myweb1{ip_hash;server 192.168.44.166;server 192.168.44.141;server 192.168.44.205;}server {listen       80;location / {# 使用myweb1分配规则，即刚才定义的upstream节点proxy_pass http://myweb1;}

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知识点5：获取访问机器的真实ip地址

当我们使用负载均衡服务器来分发流量以后，在真实web服务器上的访问日志是谁的ip？负载均衡服务器的还是真实访问ip的？

可以看到，web1机器上nginx的访问日志是负载均衡服务器的ip地址，那么如何让web服务器知道真实访问机器的IP地址？

让web服务器日志显示真实访问机器的IP

1、在负载均衡器上修改http请求报文头部字段，谈价一个X_Real-IP字段

将nginx内部的remote_addr 这个变量的值，赋值给X_Real-IP这个变量，X_Real-IP这个变量会在http协议的请求报文里面添加一个X_Real-IP的字段，后端的real server服务器上的nginx就可以读取这个字段的值

    server {listen       80;location / {# 使用myweb1分配规则，即刚才定义的upstream节点proxy_pass http://myweb1;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;}

2、修改web服务器的nginx配置文件，在日志格式里面添加http_x_real_ip字段

    log_format  main  '$remote_addr - $http_x_real_ip  $remote_user [$time_local] "$request" ''$status $body_bytes_sent "$http_referer" ''"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

修改配置文件以后重新启动服务

[root@web1 conf]# nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/scliming99/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/scliming99/conf/nginx.conf test is successful
[root@web1 conf]# nginx -s reload

测试访问负载均衡服务器后查看日志文件

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知识点6：nginx的四层负载均衡和七层负载均衡

七层负载均衡：

七层负载均衡主要工作在网络七层ISO协议的第七层，即应用层。由于在应用层主要是处理对应的应用层协议的相关数据，如HTTP协议，而无法操作传输层TCP连接相关细节，故在七层负载均衡当中，负载均衡器主要是基于应用层协议的相关数据来进行请求转发，

四层负载均衡

所谓四层就是基于IP+端口的负载均衡，它通过用户请求的端口来决定将请求转发至哪台后端服务器。就是通过第三层（网络层）的IP地址并加上四层（传输层）的端口号，来决定哪些流量需要做负载均衡。对需要负载均衡的流量进行NAT转换，然后转发至后端服务器节点，并记录这个TCP或者UDP的流量是由哪台后端服务器处理的，后续这个连接的所有流量都同样转发到同一台服务器处理。

nginx四层负载均衡和七层负载均衡的区别

七层负载均衡是工作在第七层，只能给web应用，使用http协议的

四层负载均衡是根据端口进行转发的，支持的服务数量比七层多

四层负载均衡数据包是在底层就进行了分发，而七层负载均衡数据包则在最顶端进行分发，所以四层负载均衡的效率比七层负载均衡的要高。
四层负载均衡不识别域名，而七层负载均衡识别域名。

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知识点7：lvs负载均衡和nginx负载均衡的区别

层数的区别

lvs只支持四层负载均衡

nginx支持四层和七层负载均衡

效率的区别

lvs的效率更高，lvs已经在内核里内置了，不需要安装，数据通过网卡解封装后，经过kernel space，然后lvs直接调用

nginx工作在user space，nginx需要等内核将数据处理以后送到user space，然后nginx再处理，所以lvs比nginx工作少一层，lvs效率较高