Nginx 学习笔记系列文章之 Nginx 作为负载均衡器

1. 介绍

众所周知，nginx 是以高并发和内存占用少出名，它是一个 http 服务器，也是反向代理服务器，它更是负载均衡器。作为负载均衡器，在版本 1.9 之前，它只能作为 http 的负载均衡，也就是在网络模型的第七层发挥作用，1.9 之后，它可以对 tcp 进行负载均衡，比如 redis，mysql 等。

nginx 的负载均衡是出了名的简单，它跟反向代理的功能是紧密结合在一起的。比如下面是我网站上的一段配置：

upstream rails365 {
    # Path to Unicorn SOCK file, as defined previously
    server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock fail_timeout=0;
}

server {
    listen 80 default_server;
    # listen [::]:80 default_server ipv6only=on;
    server_name www.rails365.net;
    root         /home/yinsigan/rails365/current/public;
    keepalive_timeout 70;

    location ~ ^/assets/ {
       gzip_static on;
       expires max;
       add_header Cache-Control public;

       # add_header ETag "";
       # break;
    }

        try_files $uri/index.html $uri @rails365;
    location @rails365 {
          proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
          proxy_set_header Host $http_host;
          proxy_redirect off;
          proxy_pass http://rails365;
    }
    # redirect server error pages to the static page /50x.html
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   html;
    }
}

我在服务器上部署的是 ruby on rails 项目，用 unicorn 来跑 ruby 的代码，它是监听在一个 unix socket 上的，也就是unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock这个文件，proxy_pass http://rails365;是反向代理到上游服务器，也就是 unicorn 的部分，upstream这里指的就是上游服务器的部分。

2. 使用

要实现负载均衡很简单，我在部署多一个 unicorn 进程，监听在另外的 unix socket 上，就等于多了一台服务器，只需这样做：

upstream rails365 {
    # Path to Unicorn SOCK file, as defined previously
    server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
    server unix:///home/yinsigan/rails365_cap/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
}

很简单，只要用server指令添加多一行服务器就可以了。

现在有两个上游服务器了，以前是一个，那么是如何以什么样的方式访问这两个上游服务器的呢。

默认情况下，如果不指定方式，就是随机轮循 (round-robin)。两个 socket 被不能地随机访问，这点可以通过监控日志看到的。

3. 参数讲解

接下来，我们来讲一下 nginx 负载均衡在使用和配置上的一些参数。

上面有说过一个参数叫round-robin的，除了它之外，还有其他的几个。

3.1 least_conn

它是优先发送给那些接受请求少的，目的是为了让请求分发得更平衡些。

upstream rails365 {
    least_conn;
    server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
    server unix:///home/yinsigan/rails365_cap/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
}

3.2 ip_hash

ip_hash可以记录请求来源的 ip，如果是同一个 ip，下次访问的时候还是会到相同的主机，这个可以略微解决那种带 cookie，session 的请求的一致性问题。

upstream rails365 {
    ip_hash;
    server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
    server unix:///home/yinsigan/rails365_cap/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
}

3.3 hash

上面 ip_hash 参数所设置的是根据相同的 ip 访问相同的主机，这种是根据 ip 地址，还有一种粒度更小的控制，可以通过任何变量来控制。

比如下面的例子就是通过请求地址 ($request_uri) 来控制。

upstream backend {
     hash $request_uri consistent;

     server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
     server unix:///home/yinsigan/rails365_cap/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
}

3.4 down

假如有一台主机是出了故障，或者下线了，要暂时移出，那可以把它标为 down，表示请求是会略过这台主机的。

upstream rails365 {
    server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
    server unix:///home/yinsigan/rails365_cap/shared/tmp/sockets/unicorn.sock down;
}

3.5 backup

backup是指备份的机器，相对于备份的机器来说，其他的机器就相当于主要服务器，只要当主要服务器不可用的时候，才会用到备用服务器。

upstream rails365 {
    server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock;
    server unix:///home/yinsigan/rails365_cap/shared/tmp/sockets/unicorn.sock backup;
}

3.6 weight

weight指的是权重，默认情况下，每台主机的权重都是 1，也就是说，接收请求的次数的比例是一样的。但我们可以根据主机的配置或其他情况自行调节，比如，对于配置高的主机，可以把weight值调大。

 upstream myapp1 {
        server srv1.example.com weight=3;
        server srv2.example.com;
        server srv3.example.com;
 }

假如有五个请求，srv1 可能会得到三个，其他的两台服务器，可能分别得到 1 个。

3.7 max_fails 和 fail_timeout

默认情况下，max_fails 的值为 1，表示的是请求失败的次数，请求 1 次失败就换到下台主机。

另外还有一个参数是 fail_timeout，表示的是请求失败的超时时间，在设定的时间内没有成功，那作为失败处理。

upstream rails365 {
    server unix:///home/yinsigan/rails365/shared/tmp/sockets/unicorn.sock max_fails=2;
    server unix:///home/yinsigan/rails365_cap/shared/tmp/sockets/unicorn.sock backup;
}

那什么情况才叫请求失败呢？有可能是服务器内部错误，超时，无效的头部，或返回 500 以上的状态码的时候。

完结。