Nginx反向代理和负载均衡

本是古典何须时尚 2024-04-08 09:28 95阅读 0赞

## Nginx反向代理和负载均衡 ##

### 一、正向代理和反向代理的概念 ###

#### 1.1 反向代理 ####

反向代理服务器是位于客户端和原始服务器之间的服务器。**反向代理代理的对象是服务端**。

对于用户而言，反向代理服务器就相当于目标服务器，直接访问反向代理服务器就可以获得目标服务器的资源。

由于客户端只知道代理服务器的地址，**因此用反向代理可以对客户端隐藏服务器的`IP`地址**。

反向代理服务器接收客户端发来的请求。

然后将其分发到内网的服务器，并将内网服务器返回的结果返回给客户端。

这在实际生产环境中应用是非常广泛的。

**原理如下：**

![在这里插入图片描述][0867d9ae201147e9b7f51648bf11d5c4.png]

#### 1.2 正向代理 ####

正向代理服务器也是位于客户端和原始服务器之间的服务器。**正向代理代理的对象是客户端**。

客户端向代理服务器发送一个请求并指定目标服务器，这个目标服务器就是最终的服务器。

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。

由此看出，**正向代理服务器只是做了一个请求转发的作用，而客户端是知道最终服务器的`IP`和端口号等信息的。**

**相反服务器端并不知道客户端的`IP`地址，它只能知道正向代理服务器的地址的`IP`地址。**

正向代理暴露了服务器端的关键信息，系统会更容易遭受到恶意攻击。

在安全性上来说，正向代理是不如反向代理安全的。

但是正向代理也有自己的用途，这里就不赘述了。

### 二、使用Nginx进行反向代理配置 ###

#### 2.1 反向代理配置格式 ####

server {
        
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
        
       		#反向代理配置，将/匹配的请求路径转发到指定服务器
            proxy_pass http://192.168.137.129:8080;  
        }
    }

最基本的格式，就是在server块中的location块中配置反向代理服务器的地址。

客户端之间访问`Nginx`，是没有办法知道`Nginx`中代理的最终服务器地址的。

**上面配置的含义：**

访问`Nginx`的80端口时，`/`代表任意请求路径。

根据`proxy_pass`反向代理的配置，会把请求转发到`http://192.168.137.129:8080`这台服务器上。

**如何访问：**

假设`Nginx`位于`Ip`为`192.168.137.128`的服务器上.

只需访问`http://192.168.137.128`就能访问到最终需要访问的`http://192.168.137.129:8080`这台服务器。

### 三、使用Nginx代理多台服务器并进行负载均衡配置 ###

#### 3.1 使用Nginx代理多台服务器 ####

`Nginx`除了可以代理单台服务器，也可以代理多台服务器，即代理一个服务集群。

**此时`Nginx`的作用不仅相当于一台反向代理服务器，还相当于一个负载均衡器。**

**配置示例如下：**

#upstream指令 能够定义需要代理的一组服务器，通常这些服务器都只是集群中实现了相同功能一个个微服务
    upstream targetserver{
        	
        server 192.168.137.129:8080;
        server 192.168.137.129:8081;
    }
    
    server {
        
        listen       8082;
        server_name  localhost;
        location / {
        
            proxy_pass http://targetserver;	 #反向代理到刚才定义的一组服务器
        }
    }

**如何访问：**

假设`Nginx`位于`Ip`为`192.168.137.128`的服务器上.

只需访问`http://192.168.137.128`

`Nginx`默认会使用**轮询策略**，代理到`upstream`中配置的其中一台服务器上。

#### 3.2 Nginx负载均衡策略详解 ####

**轮询策略**是`Nginx`代理多台服务器时的默认负载均衡策略。

除了轮询策略，其它轮询策略都需要手动配置。

其它负载均衡策略如下：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th><strong>名称</strong></th> 
   <th><strong>说明</strong></th> 
   <th>特点</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>round robin</td> 
   <td>默认方式</td> 
   <td>把请求依次分发到各个服务器上</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>weight</td> 
   <td>权重方式</td> 
   <td>根据权重分发请求,权重大的分配到请求的概率大</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>ip_hash</td> 
   <td><code>IP</code>分配方式</td> 
   <td>根据请求<code>IP</code>地址计算<code>hash</code>值分发请求, 相<code>IP</code>请求, 会发转发到相同服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>least_conn</td> 
   <td>最少连接方式</td> 
   <td>哪个服务器当前处理的连接少, 请求优先转发到这台服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>generic hash</td> 
   <td>通用hash</td> 
   <td>根据请求<code>url</code>的<code>hash</code>值分发请求, 相同<code>url</code>请求, 会发转发到相同服务器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>fair</td> 
   <td>响应时间方式</td> 
   <td>优先把请求分发给处理请求时间短的服务器(<strong>需要依赖于第三方插件</strong>)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

##### 3.2.1 Nginx负载均衡–weight配置 #####

upstream targetserver{
        	
        server 192.168.137.129:8080 weight=4;
        server 192.168.137.129:8081 weight=2;
    }

只有在`upstream`块的配置中，给每个服务器地址后面加上`weight`来配置权重即可。

权重越大的服务器，会根据权重值承受更多的请求压力。

权重4和权重2的配置，也不是说`192.168.137.129:8080`承担的请求完全是`192.168.137.129:8081`的两倍。

只是在大量请求访问之下，前者承担的请求数会趋向于后者的两倍。

##### 3.2.2 Nginx负载均衡–ip\_hash配置 #####

可以让相同`IP`的客户端的请求发送到相同的服务器。这样每个访客都固定访问一个后端服务器。

能够解决访客在其中一台服务器上登录了。

然后由于其它负载均衡策略把访客请求代理到别的服务器，导致登录失效的问题。

并且这样的话对于相同`IP`的客户端而已，`session`也是一致的。

upstream targetserver{
        	
    	ip_hash;
        server 192.168.137.129:8080 ;
        server 192.168.137.129:8081 ;
    }

##### 3.3.3 Nginx负载均衡–least\_conn配置 #####

哪个服务器当前处理的连接少, 请求优先转发到这台服务器。

当有些请求较慢，对服务器压力较大的请求较多时。使用这个策略，把请求分给连接数较小的服务器。

也可以对整个系统的访问压力起到一定的缓解作用。

upstream targetserver{
        	
    	least_conn;
        server 192.168.137.129:8080;
        server 192.168.137.129:8081;
    }

##### 3.3.4 Nginx负载均衡–generic hash配置 #####

从用户定义的键确定请求的服务器.

该键可以是文本字符串、变量或组合。例如，密钥可以是配对的源 `IP` 地址和端口，也可以是 `URI`

upstream targetserver{	
    	hash $request_uri consistent;
        server 192.168.137.129:8080 weight=4;
        server 192.168.137.129:8081 weight=2;
    }

##### 3.3.5 Nginx负载均衡–fair配置(需要第三方插件的支持) #####

upstream targetserver{
        	
    	fair;
        server 192.168.137.129:8080 weight=4;
        server 192.168.137.129:8081 weight=2;
    }

> 关于`fair`其实也已经很久没有更新了，用到它的场景也有限，了解即可。

##### 3.3.6 Nginx负载均衡–组合策略 #####

常常一种负载均衡策略可能解决不了实际问题。

而`Nginx`也是支持同时使用多种负载均衡策略的。

**组合策略示例**

# 既使用ip_hash策略，让同一ip只访问固定的服务器	
    # 又使用weight策略，让性能较好的服务器承担更多的请求
    upstream targetserver{
        	
    	ip_hash;				
        server 192.168.137.129:8080 weight=4;
        server 192.168.137.129:8081 weight=2;
    }

### 四、Nginx负载均衡其它参数配置 ###

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>配置项</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>down</td> 
   <td>表示当前的server暂时不参与负载</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>backup</td> 
   <td>预留的备份机器, 当其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>max_fails</td> 
   <td>允许请求失败的次数, 默认为1, 超过最大次数时, 返回proxy_next_upstream模块定义的错误</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>fail_timeout</td> 
   <td>max_fails次失败后，暂停的时间</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

**关于proxy\_next\_upstream定义的错误的解析：**

server {
        
        listen       8082;
        server_name  localhost;
        location / {
        
            proxy_pass http://targetserver;	  #反向代理到刚才定义的一组服务器
            proxy_next_upstream timeout;  	  #upstream中的服务器组，故障时，被代理服务器返回的状态值
        }
    }

在location块中除了配置`proxy_pass`(反向代理的地址)之外，其实还有很多反向代理的参数可以配置。

例如`proxy_next_upstream`设置被代理服务器返回的状态值，状态码可选如下：

`error、timeout、invalid_header、http_500、http_502、http_503、http_504、http_404、off`

可以更据业务需求自行选择。

**综合示例：**

upstream targetserver{
        	
    	ip_hash;				
        server 192.168.137.129:8080 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=20;
        server 192.168.137.129:8081 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=10;
        server 192.168.137.129:8082 weight=2 down;
        server 192.168.137.129:8083 weight=2 backup;
    }

**示例配置解析：**

使用ip_hash策略，让同一ip只访问固定的服务器	
     192.168.137.129:8080的 权重为2，允许请求次数为2次，两次请求都失败以后等待20秒再去请求
     192.168.137.129:8082的 服务器状态为下线，不参与接收请求
     192.168.137.129:8083的 服务器状态为热备，当其它所有的非backup机器down或者忙的时候，才请求它

[0867d9ae201147e9b7f51648bf11d5c4.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/08/fcd31e0d87294a15a6e69a46f88b34c5.png