- Nginx负载均衡集群介绍
- 负载均衡介绍
服务器负载均衡有三大基本Feature：负载均衡算法，健康检查和会话保持，这三个Feature是保证负载均衡正常工作的基本要素。
负载均衡设备的实现原理是把多台服务器的地址映射成一个对外的服务IP（我们通常称之为VIP，关于服务器的映射可以直接将服务器IP映射成VIP地址，也可以将服务器IP:Port映射成VIP:Port，不同的映射方式会采取相应的健康检查,在端口映射时，服务器端口与VIP端口可以不相同）,这个过程对用户端是透明的，用户实际上不知道服务器是做了负载均衡的，因为他们访问的还是一个目的IP,那么用户的访问到达负载均衡设备后，如何把用户的访问分发到合适的服务器就是负载均衡设备要做的工作了
- nginx配置负载均衡使用的算法
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 健康检查
健康检查用于检查服务器开放的各种服务的可用状态。负载均衡设备一般会配置各种健康检查方法，例如Ping，TCP，UDP，HTTP，FTP，DNS等。Ping属于第三层的健康检查，用于检查服务器IP的连通性，而TCP/UDP属于第四层的健康检查，用于检查服务端口的UP/DOWN，如果要检查的更准确，就要用到基于7层的健康检查，例如创建一个HTTP健康检查，Get一个页面回来，并且检查页面内容是否包含一个指定的字符串，如果包含，则服务是UP的，如果不包含或者取不回页面，就认为该服务器的Web服务是不可用（DOWN）的。创建健康检查时可以设定检查的间隔时间和尝试次数，例如设定间隔时间为5秒，尝试次数为3，那么负载均衡设备每隔5秒发起一次健康检查，如果检查失败，则尝试3次，如果3次都检查失败，则把该服务标记为DOWN，然后服务器仍然会每隔5秒对DOWN的服务器进行检查，当某个时刻发现该服务器健康检查又成功了，则把该服务器重新标记为UP。健康检查的间隔时间和尝试次数要根据综合情况来设置，原则是既不会对业务产生影响，又不会对负载均衡设备造成较大负担。
nginx配置负载均衡工作在TCP/IP协议的第七层，即应用层，属于七层负载均衡。
- 会话保持
会话保持用于保持会话的连续性和一致性，由于服务器之间很难做到实时同步用户访问信息，这就要求把用户的前后访问会话保持到一台服务器上来处理。举个例子，用户访问一个电子商务网站，如果用户登录时是由第一台服务器来处理的，但用户购买商品的动作却由第二台服务器来处理，第二台服务器由于不知道用户信息，所以本次购买就不会成功。这种情况就需要会话保持，把用户的操作都通过第一台服务器来处理才能成功。当然并不是所有的访问都需要会话保持，例如服务器提供的是静态页面比如网站的新闻频道，各台服务器都有相同的内容，这种访问就不需要会话保持。负载均衡设备一般会默认配置一些会话保持的选项，例如源地址的会话保持，Cookie会话保持等，基于不同的应用要配置不同的会话保持，否则会引起负载的不均衡甚至访问异常。
- 正向代理与反向代理
- 正向代理的概念
正向代理，也就是传说中的代理,他的工作原理就像一个跳板，简单的说，我是一个用户，我访问不了某网站，但是我能访问一个代理服务器，这个代理服务器呢，他能访问那个我不能访问的网站，于是我先连上代理服务器，告诉他我需要那个无法访问网站的内容，代理服务器去取回来，然后返回给我。从网站的角度，只在代理服务器来取内容的时候有一次记录，有时候并不知道是用户的请求，也隐藏了用户的资料，这取决于代理告不告诉网站。
结论就是，正向代理是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。
- 反向代理的概念
例用户访问 http://www.test.com/readme，但www.test.com上并不存在readme页面，他是偷偷从另外一台服务器上取回来，然后作为自己的内容返回用户，但用户并不知情。这里所提到的 www.test.com 这个域名对应的服务器就设置了反向代理功能。
结论就是，反向代理正好相反，对于客户端而言它就像是原始服务器，并且客户端不需要进行任何特别的设置。客户端向反向代理的命名空间(name-space)中的内容发送普通请求，接着反向代理将判断向何处(原始服务器)转交请求，并将获得的内容返回给客户端，就像这些内容原本就是它自己的一样。
- 两者区别
- 从用途上来讲：
正向代理的典型用途是为在防火墙内的局域网客户端提供访问Internet的途径。正向代理还可以使用缓冲特性减少网络使用率。反向代理的典型用途是将防火墙后面的服务器提供给Internet用户访问。反向代理还可以为后端的多台服务器提供负载平衡，或为后端较慢的服务器提供缓冲服务。另外，反向代理还可以启用高级URL策略和管理技术，从而使处于不同web服务器系统的web页面同时存在于同一个URL空间下。
- 从安全性来讲：
正向代理允许客户端通过它访问任意网站并且隐藏客户端自身，因此你必须采取安全措施以确保仅为经过授权的客户端提供服务。反向代理对外都是透明的，访问者并不知道自己访问的是一个代理。
- 实现Nginx负载均衡的组件说明
实现Nginx负载均衡的组件主要有两个
nginx官网文档：http://nginx.org/en/docs/
ngx_http_proxy_module proxy代理模块。
ngx_http_upstream_module 负载均衡模块，可以实现网站的负载均衡功能及节点的健康检查
- nginx负载均衡器搭建
- 环境介绍
Nginx负载均衡至少需要三台虚拟机，一台Nginx负载均衡器，两台Web服务器
Nginx负载均衡器的安装参考前面所讲，安装命令如下
yum install -y pcre-devel openssl-devel
useradd -s /sbin/nologin -M nginx
cd /server/tools/
wget http://nginx.org/download/nginx-1.6.3.tar.gz
tar zxvf nginx-1.6.3.tar.gz
cd nginx-1.6.3
./configure –prefix=/application/nginx-1.6.3 –user=nginx –group=nginx –with-http_ssl_module –with-http_stub_status_module
make
make install
ln -s /application/nginx-1.6.3 /application/nginx
/application/nginx/sbin/nginx
两台节点Web服务器可以为Apache、Nginx等（建议一样），具体安装不再阐述，Web软件可以不一样，但要求站点文件和域名必须一样必须一样。
- 配置负载均衡器
cd /application/nginx/conf/
egrep -v “#|^$” nginx.conf.default >nginx.conf #过滤#及空行
在http段加入以下代码
upstream bbs_server_pools {
server 192.168.80.100:80 weight=1;
server 192.168.80.101:80 weight=1;
}
server{
listen 80;
server_name bbs.etiantian.org;
location / {
proxy_pass http://bbs_server_pools;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
}
}
- 注意：建议使用VIP而不使用主机的真实IP，便于切换，添加VIP命令：
ip addr add 192.168.80.103/24 dev eth0
重启服务后查看
netstat -lntup|grep nginx
tcp 0 0 192.168.80.103:80 0.0.0.0:* LISTEN 1826/nginx
- 让后端服务器接收真实用户IP配置
如果负载均衡器下面的节点都是Nginx服务器，则默认情况下如果使用Nginx main日志格式，则”$http_x_forwarded_for”这个参数代表了客户端的IP地址
log_format main ‘$remote_addr – $remote_user [$time_local] “$request” ‘
‘$status $body_bytes_sent “$http_referer” ‘
‘”$http_user_agent” “$http_x_forwarded_for”‘;
如果负载均衡器下面的节点都是Apache服务器，则默认日志没有客户端的IP地址，需要修改Apache主配置文件中的日志格式中添加如下配置
LogFormat “%h %l %u %t \”%r\” %>s %b \”%{Referer}i\” \”%{User-Agent}i\”” combined
LogFormat “%h %l %u %t \”%r\” %>s %b \“%{X-Forwarded-For}i\”” common
LogFormat “%{Referer}i -> %U” referer
LogFormat “%{User-agent}i” agent