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Wie Nginx den Lastausgleich implementiert

WBOYnach vorne: 2023-05-11 20:07:044406Durchsuche

1. Einführung in Nginx

Nginx ist ein leistungsstarkes HTTP und Reverse Server-Proxy-Server ist auch ein IMAP/POP3/SMTP-Server (E-Mail-Proxy). Einer der ersten Zwecke bei der Entwicklung dieses Produkts ist auch die Verwendung als Mail-Proxy-Server. Aufgrund seiner Stabilität, seines umfangreichen Funktionsumfangs, seiner Beispielkonfigurationsdateien, seines geringen Systemressourcenverbrauchs und seiner hohen Parallelitätsleistung wird es häufig in verschiedenen Produktionsbereitstellungen eingesetzt. Darüber hinaus implementiert Nginx E/A-Multiplexing auf Basis des ereignisgesteuerten Modells (Epoll) und verarbeitet Anfragen asynchron und nicht blockierend. Bei hoher Verbindungsparallelität ist Nginx eine gute Alternative zum Apache-Server. Und warum sollten wir uns für Nginx entscheiden?

2. Nginx-Funktionen

Hohe Parallelität und hohe Leistung;
Hohe Zuverlässigkeit (kann rund um die Uhr laufen);
Als Webserver: Im Vergleich zu Apache verbraucht Nginx weniger Ressourcen und unterstützt mehr gleichzeitige Verbindungen;
Als Lastausgleichsserver: Eine benutzerdefinierte Konfiguration kann durchgeführt werden , Unterstützung virtueller Hosts, URL-Umleitung, Netzwerküberwachung usw.
Die Installation von Nginx ist sehr einfach, die Konfigurationsdatei ist sehr prägnant (sie kann auch Perl-Syntax unterstützen) und es gibt wenige Fehler; #
# 🎜🎜#
Unterstützt Hot-Deployment (Nginx kann aktualisiert werden, ohne den Server anzuhalten).
3. Nginx-Lastausgleich
In unserer tatsächlichen Produktion sind die Verarbeitungsleistung und der Speicherplatz eines Servers begrenzt, also versuchen Sie nicht, dies zu ändern zu einem leistungsfähigeren Server: Bei großen Websites kann der Server, egal wie leistungsfähig er ist, das kontinuierliche Wachstum der Geschäftsanforderungen der Website nicht erfüllen. In diesem Fall besteht ein geeigneterer Ansatz darin, einen Server hinzuzufügen, um den Zugriff und den Speicherdruck des ursprünglichen Servers zu teilen. Tatsächlich nennen wir das
Load Balancing
Als Lastausgleichsserver verwendet Nginx einen Reverse-Proxy, um den Lastausgleich mehrerer Back-End-Server durchzuführen. Lassen Sie uns zunächst über die Lastausgleichsstrategie und den Lastausgleichsalgorithmus von Nginx sprechen.

3.1 Verständnis des Upstream-Moduls

upstream Dieses Modul dient zum Schreiben eines Satzes von Proxyserveradressen (d. h. zum Auswählen eines Servers aus der definierten Back-End-Serverliste zum Akzeptieren). die Anforderung des Benutzers) und konfigurieren Sie dann den Lastausgleichsalgorithmus. Werfen wir einen Blick auf das grundlegendste Lastausgleichsbeispiel:
upstream test { 
      server 10.20.151.114:80;
      server 10.20.151.115:80;
}
server {
      ....
      location / {         
             proxy_pass  http://test;     --请求转向 test 定义的服务器列表         
      }

3.2 Nginx-Lastausgleichsstrategie

(1) Abfrage

Die grundlegendste Konfiguration Methode: Das obige Beispiel ist die Abfragemethode, bei der es sich um die Standardlastausgleichsstrategie des Upstream-Moduls handelt. Jede Anfrage wird nacheinander in chronologischer Reihenfolge einem anderen Backend-Server zugewiesen.

upstream test { 
      server 10.20.151.114:80; weight=1;
      server 10.20.151.115:80; weight=2;
}

(2)ip_hash

Jede Anfrage wird entsprechend dem Hash-Ergebnis der Zugriffs-IP zugewiesen, und derselbe IP-Client greift immer auf einen Back-End-Server zu. Es kann sicherstellen, dass Anfragen von derselben IP an einen festen Computer gesendet werden, wodurch das Sitzungsproblem gelöst werden kann.

upstream test { 
	  ip_hash;  --同一个IP客户端固定访问一个后端服务器
      server 10.20.151.114:80; weight=1;
      server 10.20.151.115:80; weight=2;
}

(3) url_hash

Verteilen Sie Anforderungen entsprechend dem Hash-Ergebnis der aufgerufenen URL, sodass jede URL an denselben Backend-Server weitergeleitet wird. Sobald die Ressource zwischengespeichert ist, kann sie bei Eingang einer Anfrage aus dem Cache gelesen werden.

upstream test { 
	  hash $request_uri;  --实现每个url定向到同一个后端服务器
      server 10.20.151.114:80; weight=1;
      server 10.20.151.115:80; weight=2;
}

(4) least_conn

Leiten Sie die Anfrage mit weniger Verbindungen an den Backend-Server weiter. Der Abfragealgorithmus leitet Anfragen gleichmäßig an jedes Backend weiter, sodass ihre Auslastung ungefähr gleich ist. Einige Anfragen dauern jedoch lange, was dazu führt, dass das Backend, in dem sie sich befinden, eine höhere Auslastung aufweist. In diesem Fall kann least_conn einen besseren Lastausgleichseffekt erzielen.

upstream test { 
	  least_conn;  --把请求转发给连接数较少的后端服务器
      server 10.20.151.114:80; weight=1;
      server 10.20.151.115:80; weight=2;
}

(5) Gewicht

Die Gewichtungsmethode gibt die Wahrscheinlichkeit einer Abfrage basierend auf der Abfragestrategie an.

upstream test { 
      server 10.20.151.114:80; weight=1;
      server 10.20.151.115:80; weight=2;  --轮询的几率相对上一条要大
}

(6)fair

Dieser Algorithmus kann einen intelligenten Lastausgleich basierend auf Seitengröße und Ladezeit durchführen, d. Endserver haben diejenigen mit kurzen Antwortzeiten Vorrang.

upstream test { 
      server 10.20.151.114:80; weight=1;
      server 10.20.151.115:80; weight=2;
      fair;  --实现响应时间短的优先分配
}

Nginx-Lastausgleichskonfigurationsstatusparameter

down: Zeigt an, dass der aktuelle Server ist vorübergehend. Nimmt nicht am Lastausgleich teil.

backup: Reservierte Backup-Maschine. Die Backup-Maschine wird angefordert, wenn alle anderen Nicht-Backup-Maschinen ausfallen oder ausgelastet sind, sodass diese Maschine den geringsten Druck hat.

max_fails: Die Anzahl der zulässigen Anforderungsfehler, der Standardwert ist 1. Wenn die maximale Anzahl von Malen überschritten wird, wird der durch das Modul „proxy_next_upstream“ definierte Fehler zurückgegeben.

fail_timeout: Nach Auftreten von max_fails-Fehlern beträgt die Zeiteinheit für die Unterbrechung des Dienstes Sekunden. max_fails kann zusammen mit fail_timeout verwendet werden.

Nginx可分为二层、三层、四层、七层负载均衡。所谓的二层就是基于MAC地址的负载均衡，三层就是基于IP地址的负载均衡，四层就是基于IP+端口的负载均衡，七层就是基于URL等应用层信息的负载均衡。因篇幅较长这里不再做具体的介绍，有兴趣的可自行百度。这里以七层负载均衡来做实例。