使用Docker+Nginx实现简易负载均衡

Nginx负载均衡

Nginx 具有占有内存少，并发能力强等优点，非常适合用来做负载均衡服务，负载均衡（Load Balance）其意思就是将工作分摊到不同的服务器上，从而提高了系统的反应速度与总体性能等，解决互联网系统的高并发和高可用的问题。若系统只有一台服务器，当这台服务器宕机之后，或者是同时被非常多的用户访问，那将会出现用户无法访问或访问速度慢的问题，负载均衡能够有效避免这类问题的发生

简易负载均衡架构图

利用高性能Nginx来做反向代理，将http请求分发给多个App Server

配置并启动容器

准备4个Nginx容器，1个用来做负载均衡服务器，3个是App Server

docker-compose.yml 如下：

version: '3'
services:
  nginx-load-balancing:
    image: nginx:alpine
    container_name: nginx-load-balancing
    ports:
      - "9090:80"
    volumes:
      - ./nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
    depends_on:
      - app-server1
      - app-server2
      - app-server3

  app-server1:
    image: nginx:alpine
    container_name: app-server1

  app-server2:
    image: nginx:alpine
    container_name: app-server2

  app-server3:
    image: nginx:alpine
    container_name: app-server3

networks:
  default:
    driver: bridge

负载均衡服务器配置 nginx.conf 如下：

user  nginx;
worker_processes  auto;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
    worker_connections  10240;
}

http {
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    upstream backend-server {
        server app-server1:80;
        server app-server2:80;
        server app-server3:80;
    }
    server {
	server_name localhost;
	listen 80 ;
	access_log /var/log/nginx/access.log;
	location / {
		proxy_pass http://backend-server;
	}
    }
}

由于4个容器都在同一docker网络中，因此在配置 upstream 模块时，可以直接使用容器名称

使用 docker-compose up -d 启动应用

测试

分别进入容器 app-server1 ， app-server2 ，app-server3 ，在 /usr/share/nginx/html/index.html 中标注当前的容器名称，使用浏览器访问 http://localhost:9090 

负载均衡upstream分配方式

Nginx 的 upstream 模块主要支持以下五种分配方式：

• 轮询
  这是默认的分配方式，根据请求的时间顺序均匀的分配到每个服务器

  upstream backend-server {
      server app-server1:80;
      server app-server2:80;
      server app-server3:80;
  }
  

• weight
  这是轮询的加强版，没有设置取默认值1，负载均衡服务器会以 1:2:3 的比例将请求转发到3台服务器，主要用于服务器配置差异的场景

  upstream backend-server {
      server app-server1:80;
      server app-server2:80 weight=2;
      server app-server3:80 weight=3;
  }
  

• ip_hash
  根据每个请求IP地址的Hash结果进行分配，使得每个访客会固定访问同一台服务器

  upstream backend-server {
      ip_hash;
      server app-server1:80;
      server app-server2:80;
      server app-server3:80;
  }
  

• fair
  根据后端服务器响应时间来分配，响应时间越短越优先

  upstream backend-server {
      server app-server1:80;
      server app-server2:80;
      server app-server3:80;
      fair;
  }
  

• url_hash
  根据访问url的hash结果来分配请求，使得每个url会固定访问同一台服务器，使用了hash算法则server中不能再使用weight等参数

  upstream backend-server {
      server app-server1:80;
      server app-server2:80;
      server app-server3:80;
      hash $request_uri;    hash_method crc32;
  }