Nginx负载均衡配置详解(图文全面总结)

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Nginx负载均衡

NGINX作为一个高性能的反向代理服务器，可以通过负载均衡功能，将客户端的请求分发到多个后端服务器上。

这里的核心点：是如何把客户端的访问，更好的方式分配到后端服务器，这机会涉及到负载均衡配置策略，下面我重点详解4大常用的配置

1.轮询

轮询是一种按照“顺序”，依次分配请求的负载均衡策略，如下图所示：

原理：

首先，客户端发起一个请求到NGINX；
其次，NGINX按照定义的服务器列表顺序，将请求发送给下一个服务器；
然后，下一个请求将发送到列表中的下一个服务器，以此类推，直到所有服务器都接收到了请求。
最后，当再次收到新请求时，NGINX重新从列表的第一个服务器开始。

举一个例子：

假设我们有三台后端服务器，分别是 192.168.1.10、192.168.1.11 和 192.168.1.12。

我们希望NGINX，将所有的请求按照轮询的方式分发到这三台服务器上，配置如下：

upstream backend {
  server 192.168.1.10;
  server 192.168.1.11;
  server 192.168.1.12;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

配置说明：

backend ：是我们给这组服务器起的名字；

192.168.1.10、192.168.1.11 、 192.168.1.12，：分别列出了三台后端服务器的地址；

proxy_pass http://backend; ：将所有请求代理，到定义的 backend 组中的服务器。

应用：

这种轮询策略，适用于后端服务器性能相似，能够平均处理请求的场景，适用于大多数基本的Web应用和服务。

2.加权

加权（Weighted）负载均衡策略，是为每个后端服务器都分配了一个权重值，NGINX根据这些权重值，决定将请求分发到哪个服务器上。

具体来说：

每台后端服务器都被赋予一个权重值，通常通过配置文件进行设置；
NGINX在处理请求时，按照服务器的权重比例来分配请求；
权重越高的服务器，会接收到更多的请求。

配置如下：

upstream backend {
    server backend1.example.com weight=3;
    server backend2.example.com weight=2;
    server backend3.example.com weight=1;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

server backend1.example.com weight=3;：定义了一个权重为3的 backend1.example.com；
server backend2.example.com weight=2;：定义了一个权重为2的 backend2.example.com；
server backend3.example.com weight=1;：定义了一个权重为1的 backend3.example.com。

这意味着backend1.example.com会接收到的请求比backend2.example.com多，而backend3.example.com接收到的请求最少。

应用场景：

可以用来平衡服务器的负载，确保性能较高的服务器承担更多的请求，从而提高整体系统的效率和可用性。

3.IP 哈希（IP Hash）

IP哈希（IP Hash），是根据客户端的IP地址，将请求分发到后端服务器。

如下图所示：

具体来说：

首先，客户端发送请求到NGINX服务器，NGINX从客户端的IP地址，计算出一个哈希值；
其次，根据这个哈希值，NGINX选择一台后端服务器来处理请求；
最后，同一个客户端的后续请求，会根据相同的哈希值选择相同的后端服务器，以保持会话的一致性。

配置如下：

upstream backend {
    ip_hash;

    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

        # 透传客户端真实IP地址
        proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
    }
}

这种策略适用于：

需要确保与客户端相关联的会话数据、或状态信息，在同一台服务器上处理的情况，例如：网站的登录状态、或购物车信息等。

4.最少连接

最少连接（Least Connections），是将请求分发到当前连接数最少的后端服务器。

如下所示：

最少连接负载均衡策略，的工作原理如下：

当有新的请求到达NGINX时，NGINX会检查当前所有后端服务器的连接数；
NGINX选择当前连接数最少的那台服务器，来处理新的请求；
这样可以避免出现某些服务器负载过高，而其他服务器负载较轻的情况，提高整体的负载均衡效果。

配置如下：

upstream backend {
    least_conn;

    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        
        # 透传客户端真实IP地址
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        proxy_set_header X-Forwarded-Port $server_port;
    }
}

最少连接，适用于动态负载均衡的场景，比如：根据实时连接数动态调整请求分发，确保每个服务器的负载尽可能平衡。

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