nginx反向代理和负载均衡

反向代理

1，原理

用户请求先到 Nginx，再由 Nginx 把请求转发给后端的应用服务器（比如 Tomcat、Node.js、Spring Boot）。 Nginx 在这里就像"中转站"，客户端只知道自己连的是 Nginx，不知道真正提供服务的是哪台后端。

复制代码

客户端  --->  Nginx  --->  多台后端服务器

2，配置

bash 复制代码

 vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

如果nginx 只代理给后端一个服务器位置：

nginx 复制代码

server {
 listen 80;
 server_name localhost;
 location / {
 proxy_pass http://127.0.0.1:8080;   # 把请求转发到后端 8080 端口       
}
}

如果后端有多台服务器需要反向代理，则配置如下：

nginx 复制代码

http {

    #upstream 后端地址池的名称 { 中间写后端服务器的ip：port}如：
    upstream backend {
      server 192.168.37.133;
      server 192.168.37.134;  
     }

server {

    location / {
     proxy_pass http://backend;
     }

}
}

保存配置后，执行：

bash 复制代码

nginx -s reload

现在访问 http://localhost/ ，实际会由 Nginx 转发到后端地址池。

负载均衡 load balance（LB）

Nginx 的负载均衡是它最常用的功能之一，可以将客户端请求分发到多台后端服务器，提高系统的并发能力、可用性和稳定性。

基本原理

Nginx 作为反向代理服务器，接收来自客户端的请求，然后根据配置的负载均衡策略，将请求转发到后端的多个应用服务器（upstream server）。

好处：

提高性能：分担单台服务器压力
高可用性：某台服务器宕机，Nginx 自动转发到其他正常的节点
可扩展性：轻松添加或移除后端节点

Nginx 支持的几种常见的分流算法（常用前4个）：

1，轮询（Round Robin）

后端服务器，一人分配一个任务，轮着来

轮询算法是 Nginx 的默认分流算法。它按顺序将请求依次分配给每一台后端服务器，直到最后一台服务器，然后重新从第一台服务器开始。这种方法简单且均匀地分配了流量。

数据流向：每个请求依次被分配到下一个服务器。假设有三台服务器（Server A、Server B、Server C），第一个请求被分配到 Server A，第二个请求分配到 Server B，第三个请求分配到 Server C，第四个请求又回到 Server A，依此类推。特点：请求均匀分布，无视服务器的当前负载和响应时间。

配置示例：

nginx 复制代码

upstream backend {
 server backend1.example.com;
 server backend2.example.com;
 server backend3.example.com;
 }

2，加权轮询（Weighted Round Robin）

加权轮询，以比例的方式分配任务给后端服务器

加权轮询算法允许为每台服务器设置权重，权重越大的服务器将会获得更多的请求。适用于服务器性能不均衡的情况。

数据流向：根据服务器设置的权重值分配请求。假设 Server A 权重为 3，Server B 权重为 1，则 4 个请求中，3 个会被分配到 Server A，1 个会被分配到 Server B。特点：高权重服务器接收更多的请求，适用于服务器性能差异较大的场景。

配置示例：

nginx 复制代码

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

3，最少连接数（Least Connections）

会根据后端服务器当前的连接数量（socket 三握）来分配任务

最少连接数算法将请求分配给当前活动连接数最少的服务器。这种算法适用于请求处理时间不均匀的情况，可以有效平衡服务器的负载。

数据流向：每个请求被分配到当前连接数最少的服务器。例如，Server A 有 2 个连接，Server B 有 5 个连接，新的请求会被分配到 Server A。特点：动态均衡负载，适用于请求处理时间不一的场景。

配置示例：

nginx 复制代码

upstream backend {
 least_conn;
 server backend1.example.com;
 server backend2.example.com;
 server backend3.example.com;
 }

补充：查询与 Nginx 建立的已连接（ESTABLISHED）的 TCP 连接数量

bash 复制代码

netstat -natp | grep -i established | grep nginx| awk 'NR>=2{print}' | wc -l

依赖于 netstat -p 来获取进程信息，这需要 root 权限才能看到其他用户的进程信息
如果 nginx 是 master 进程和 worker 进程，那么 master 进程通常以 root 运行，而 worker 进程以 www-data 或 nginx 用户运行
这个命令只统计 TCP 连接，因为 nginx 通常处理 HTTP（TCP）协议。如果你还想统计其他协议（如 UDP），那么这个命令就不适用。

bash 复制代码

ss -ntp state established | grep nginx | wc -l

注意： ss 命令的输出格式与 netstat 不同，但同样可以过滤状态和进程。

这个命令在查询的是：当前 nginx 正在处理的已建立的 TCP 连接数。

4，IP 哈希（IP Hash）

实现会话保持的算法。短时间内，用户重复访问，Nginx 会直接把用户的连接请求直接交给上一次处理用户请求的服务器上，增加用户体验感+减少nginx 的资源消耗

IP 哈希算法通过计算客户端 IP 地址的哈希值，将请求始终分配给同一台服务器。适用于需要将特定客户端的请求固定在同一台服务器上的场景。

数据流向：每个客户端的 IP 地址被哈希计算，然后根据哈希值将请求固定分配到某一台服务器。假设客户端 X 的哈希值指向 Server A，客户端 Y 的哈希值指向 Server B，则无论多少次请求，X 的请求总是流向 Server A，Y 的请求总是流向 Server B。特点：同一个客户端总是被分配到同一台服务器，有助于会话保持。

配置示例：

nginx 复制代码

upstream backend {
 ip_hash;
 server backend1.example.com;
 server backend2.example.com;
 server backend3.example.com;
 }

5，最少时间算法（Least Time）

最少时间算法基于请求的响应时间，将请求分配给响应时间最短的服务器。这种算法在 Nginx 1.15.3 及以后版本中可用，适用于需要最大化响应速度的场景。

数据流向：每个请求分配到响应时间最短或平均连接时间最短的服务器。假设 Server A 的响应时间较快，Server B 较慢，则新的请求更可能流向 Server A。

特点：进一步优化了最少连接算法，适用于高负载环境下的动态负载均衡。

配置示例：

nginx 复制代码

upstream backend {
 least_time header;
 server backend1.example.com;
 server backend2.example.com;
 server backend3.example.com;
 }

6，一致性哈希（Consistent Hashing）： url_hash

一致性哈希算法可以保证当集群中某台服务器故障时，只有部分请求会重新分配到其他服务器，而不是全部重新分配。这在缓存等场景中非常有用。

数据流向：根据请求的某个特定参数（如 URL、Cookie 或其他 Header），进行哈希计算，将请求分配到哈希值对应的服务器。假设 Server A 和 Server B，参数 "foo" 的哈希值指向 Server A，参数 "bar" 的哈希值指向 Server B，则 "foo" 请求总是流向 Server A，"bar" 请求总是流向 Server B。

特点：适应服务器节点变动，减少请求的重新分配，适合缓存敏感的场景。

配置示例（需要第三方模块如 ngx_http_upstream_hash_module）：

nginx 复制代码

upstream backend {
 hash $request_uri consistent;
 server backend1.example.com;
 server backend2.example.com;
 server backend3.example.com;
 }

配置示例

基础轮询

nginx 复制代码

http {
 upstream backend {
    server 192.168.0.101;
    server 192.168.0.102;
 }
 server {
    listen 80;
 }
 }
 location / {
    proxy_pass http://backend;
 }

带权重和故障转移

nginx 复制代码

upstream backend {
 server 192.168.0.101 weight=3 max_fails=3 fail_timeout=30s;
 server 192.168.0.102 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=30s;
 }
# max_fails 表示允许失败的次数，fail_timeout 表示多久后重试

nginx反向代理和负载均衡

反向代理

1，原理

2，配置

负载均衡 load balance（LB）

Nginx 支持的几种常见的分流算法（常用前4个）：

1， 轮询（Round Robin）

2，加权轮询（Weighted Round Robin）

3， 最少连接数（Least Connections）

4，IP 哈希（IP Hash）

5， 最少时间算法（Least Time）

6，一致性哈希（Consistent Hashing）： url_hash

配置示例

1，轮询（Round Robin）

3，最少连接数（Least Connections）

5，最少时间算法（Least Time）