Nginx的负载均衡

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负载均衡,一般包含两方面的含义。

  • 一方面,将单一的重负载分担到多个网络节点上做并行处理,每个节点处理结束后将结果汇总返回给用户,这样可以大幅提高网络系统的处理能力。
  • 另一方面,将大量的前端并发访问或数据流量分担到多个后端网络节点上分别处理,这样可以有效减少前端用户等待响应的时间。

Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器等网络应用方面谈到的负载均衡问题,基本隶属于后一方面的含义。

因此Nginx服务器的负载均衡主要是对大量前端访问和流量进行分流,以保证前端用户访问效率。可以说,在绝大多数的Nginx应用中,都会或多或少涉及它的负载均衡服务。

Nginx服务器的负载均衡策略可以划分为内置策略和扩展策略两大类:

  • 内置策略:主要包含轮询、加权轮询、IPhash三种。
  • 扩展策略:主要通过第三方模块实现,常见的有url hash、fair等。

内置策略:

默认情况下,内置策略会被编译进Nginx内核,使用时只需要在Nginx服务器配置中设置相关参数即可。

  1. 轮询策略:就是将每个前端请求按顺序(时间顺序或排列次序)逐一分配到不同的后端节点上,对于出现问题的后端节点自动排除。
  2. 加权轮询策略:在基本的轮询策略上考虑各后端节点接受请求的权重,指定各后端节点被轮询到的几率。加权轮询策略主要用于后端节点性能不均的情况。根据后端节点性能的实际情况,我们可以在Nginx服务器的配置文件中调整权值,使得整个网络对前端请求达到最佳的响应能力。
  3. IPhash策略:将前端的访问IP进行hash操作,然后根据hash结果将请求分配给不同的后端节点。事实上,这种策略可以看作是一种特殊的轮询策略。通过Nginx的实现,每个前端访问IP会固定访问一个后端节点。这样做的好处是避免考虑前端用户的session在后端多个节点上共享的问题。

扩展策略:

扩展策略不会编译进Nginx内核,需要手动将第三方模块编译到Nginx内核。

  1. url hash策略:对前端请求的url进行hash操作。这种策略的优点在于,如果后端有缓存服务器,它能够提高缓存效率,同时也解决了session的问题。缺点是如果后端节点出现异常,它不能自动排除该节点。
  2. fair:该模块将前端请求转发到一个最近负载最小的后端节点。负载最小怎么判断呢?Nginx通过后端节点对请求的响应时间来判断负载情况。响应时间短的节点负载相对就轻。得出判断结果后,Nginx就将前端请求转发到选中的负载最轻的节点。