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一、分发算法介绍
如何将用户请求按照一定的规律分发给业务服务器。主要分为 Nginx 集群默认算法和基于请求头分发算法。
二、nginx 集群默认算法
nginx 的 upstream 目前支持 4 种方式的分配
-
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。用于处理静态页面 -
weight
指定权重，数值大的服务器，获得的请求的数量越多，用于后端服务器性能不均的情况。用于处理静态页面 -
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，好处是可以解决 session 的问题。可以处理动态网站。 -
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，后端服务器为缓存时比较有效。
nginx 有很多第三方模块，各位可以去下载使用
https://www.nginx.com/resources/wiki/modules/
三、nginx 业务服务器状态
每个设备的状态设置参数：
-
down
表示当前的 server 暂时不参与负载； -
weight
默认为 1，weight 越大，负载的权重就越大； -
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； -
fail_timeout
失败超时时间，在连接 Server 时，如果在超时时间之内超过 max_fails 指定的失败次数，会认为在 fail_timeout 时间内 Server 不可用，默认为 10s -
backup
其他所有的非 backup 机器 down 或者忙的时候，请求 backup 机器。所以这台机器压力会最轻。
四、nginx 集群默认算法测试
实验环境
实验机 : 四台虚拟机，一台测试机，一台分发器，两台 web 服务器。
网卡:vmnet4
系统:CentOS8.0
SELinux& 防火墙: 关闭
网段:192.168.0.0/24
实验拓扑
4.1、轮询算法
upstream web {server 192.168.0.42;
server 192.168.0.43;
}
server {listen 80;
server_name localhost;
location / {proxy_pass http://web;}
}
前面已经测试验证了轮询算法分发。
配置 backup 参数
upstream web {server 192.168.0.42;
server 192.168.0.43 backup;
}
server {listen 80;
server_name localhost;
location / {proxy_pass http://web;}
}
先正常访问测试
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
关停第一个节点情况，访问尝试：
[root@web1 ~]# systemctl stop httpd
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
启动第一个节点测试
[root@web1 ~]# systemctl start httpd
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
4.2、基于权重
通过配置权重，可以让性能好的服务器承担更多的负载
upstream web {# 设置权重比例 1:2
server 192.168.0.42 weight=1;
server 192.168.0.43 weight=2;
}
server {listen 80;
server_name localhost;
location / {proxy_pass http://web;}
}
测试
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web1
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
4.3、基于 ip_hash 分发
ip_hash 算法能够保证来自 同样源地址的请求 都分发到同一台主机。
需要注意：ip_hash 算法不支持 backup、weight 设置。默认权重为 1。
upstream web {ip_hash; # 指定 ip_hash 即可，默认 weight 权重比例 1: 1
server 192.168.0.42;
server 192.168.0.43;
}
server {listen 80;
server_name localhost;
location / {proxy_pass http://web;}
}
测试
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
[root@client ~]# curl 192.168.0.40
web2
切换到另外一台不同网段的主机
MacBook-Pro:~ hello$ ifconfig
vmnet8: flags=8863<UP,BROADCAST,SMART,RUNNING,SIMPLEX,MULTICAST> mtu 1500
ether 00:50:56:c0:00:08
inet 172.16.121.1 netmask 0xffffff00 broadcast 172.16.121.255
MacBook-Pro:~ hello$ curl 172.16.121.134
web1
MacBook-Pro:~ hello$ curl 172.16.121.134
web1
MacBook-Pro:~ hello$ curl 172.16.121.134
web1
4.4、基于 url 的 hash
不同的 URL 我去找不同的机器访问，就是把 url 计算出一个值然后除以机器的数量取余，需要安装第三方插件
nginx 分发器上，将 nginx 主程序包和下载好的第三方软件包放在同一个目录下解压
[root@master ~]# cd nginx-1.15.12/
[root@master ~]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --add-module=/root/ngx_http_consistent_hash-master
第三方模块的安装方法
[root@master ~]# make & make install
[root@master ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
worker_processes 1;
events {worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
upstream web {consistent_hash $request_uri;
server 192.168.0.42 ;
server 192.168.0.43 ;
}
server {listen 80;
server_name localhost;
location / {proxy_pass http://web;}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {root html;}
}
}
[root@master ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
在 web 主机上生成测试页面
[root@web1 ~]# for i in `seq 1 10`; do echo "web1_$i" > /var/www/html/$i.html; done
[root@web2 ~]# for i in `seq 1 10`; do echo "web2_$i" > /var/www/html/$i.html; done
这样我们就知道测试的时候访问的是哪台机器的页面文件了
测试访问
[root@client ~]# for i in `seq 1 10`; do curl http://192.168.0.40/$i.html; done
web1_1
web1_2
web1_3
web2_4
web2_5
web1_6
web2_7
web1_8
web2_9
web2_10
这个方式一般用在我们的缓存上，目的是为了命中率，什么是命中率，也就是说同样是下数据，你要是从源下就是没有命中，从缓存下就是命中
