Nginx反向代理及负载均衡（1）

第一章：反向代理

正向代理与反向代理的区别

区别在于形式上服务的"对象"不一样
正向代理代理的对象是客户端，为客户端服务        PC电脑
反向代理代理的对象是服务端，为服务端服务        应用服务

正向代理软件：

squid
nginx
路由器

反向代理：

1.企业常用反向代理模式 与 Nginx反向代理模块对应关系总结如下表格

反向代理模式              Nginx反向代理模块
http、websocket、https        ngx_http_proxy_module
fastcgi                     ngx_http_fastcgi_module
uwsgi                       ngx_http_uwsgi_module
grpc                        ngx_http_v2_module

补充：

额外的:
    系统默认的端口  65535
    系统服务需要占用部分的端口:  1~10000
    正常配置一台主机作为nginx服务,最多能有5w多的tcp链接
    正常配置一台后端的应用服务,可能能使用的端口数时代理的一半  2w-3w左右
    nginx --随机端口--应用服务-->随机端口-->php动态程序--->随机端口-->mysql

反向代理配置

1.使用的主机

角色  外网IP(NAT)       内网IP(LAN)               主机名
Proxy   eth0:10.0.0.5   eth1:172.16.1.5         lb01
web01                   eth1:172.16.1.7         web01

2.web01操作如下

[root@web01 conf.d]# cat web.oldboy.com.conf 
server {
    listen 80;
    server_name web.oldboy.com;

    location / {
        root /web;
        index index.html;
    }
}

3.proxy的操作如下

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_web.oldboy.com.conf 
server {
    listen 80;
    server_name web.oldboy.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://10.0.0.7:80;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Host $http_host;  # 指向对应域名
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  # 传递真实IP
    }
}

4.windows的hosts解析

将所有的参数防止在一个proxy_params文件中,后期include即可

proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

proxy_connect_timeout 30; #连接后端超时时间
proxy_send_timeout 60;    #后端服务器数据回传给nginx代理超时时间
proxy_read_timeout 60;    #nginx代理等待后端服务器的响应时间

proxy_buffering on;        # 缓冲，边收边还
proxy_buffer_size 32k;     
proxy_buffers 4 128k;

负载均衡

1.负载均衡介绍

lb
load balance
负载均衡
调度系统

SLB
ULB
CLB
--------------
硬件: 
     F5 radware
软件:
    七层: nginx  haproxy 
    四层: nginx  haproxy  lvs
    
云产品:
    SLB   lvs做四层        tengine七层
    ULB  haproxy做四层     haproxy nginx

2.四层负载均衡与七层负载均衡区别

四层负载均衡数据包在底层就进行了分发，而七层负载均衡数据包则是在最顶层进行分发、由此可以看出，七层负载均衡效率没有四负载均衡高。
但七层负载均衡更贴近于服务，如:http协议就是七层协议，我们可以用Nginx可以作URL路径规则匹配、head头改写、会话保持等等，这些是四层负载均衡无法实现的。

3.负载均衡配置文件 .conf

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_all_oldboy.com.conf 
upstream all {
    server 172.16.1.7:80;
    server 172.16.1.8:80;
}

server {
    listen 80;
    server_name blog.oldboy.com;
    location / {
        proxy_pass http://all;
        include proxy_params;
    }

}

server {
    listen 80;
    server_name zh.oldboy.com;
    location / {
        proxy_pass http://all;
        include proxy_params;
    }

}

4.代理

场景: 反向代理
    抓包分析
    透传真实客户端IP地址
    传递Host头信息
    调优的参数
    
负载均衡:
    容灾  -->故障转移     后端不是nginx故障,而是php故障了
    性能    -->多台机器逻辑上组成集群   upstrem定义

    名词:
    四七层负载均衡
        http
        tcp
    场景: 负载均衡

负载均衡常见典型故障

如果后台服务连接超时，Nginx是本身是有机制的，如果出现一个节点down掉的时候，Nginx会更据你具体负载均衡的设置，将请求转移到其他的节点上，但是，如果后台服务连接没有down掉，但是返回错误异常码了如:504、502、500,这个时候你需要加一个负载均衡的设置，如下：proxy_next_upstream http_500 | http_502 | http_503 | http_504 |http_404;意思是，当其中一台返回错误码404,500...等错误时，可以分配到下一台服务器程序继续处理，提高平台访问成功率。

server {
    listen 80;
    server_name www.driverzeng.com;

    location / {
        proxy_pass http://node;
        proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
    }
}

Nginx负载均衡调度算法

调度算法        概述
轮询          按顺序逐一分配到不同的后端服务器(默认)
weight          加权轮询,  weight值越大,分配到的访问几率越高
ip_hash         每个请求按访问IP的hash结果分配,这样来自同一IP的固定访问一个后端服务器
url_hash        按照访问URL的hash结果来分配请求,是每个URL定向到同一个后端服务器
least_conn      最少链接数, 那个机器链接数少就分发

1.加权轮询

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_web.oldboy.com.conf 
upstream web {
    server 172.16.1.7:80 weight=8;  服务器
    server 172.16.1.8:80 weight=2;  pc
}

2.ip_hash, 按照ip定向到某一台后端web服务器, 不能和weight

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_web.oldboy.com.conf 
upstream web {
  ip_hash;
 server 172.16.1.7:80;
 server 172.16.1.8:80;
}
----------------------
解决会话登录问题
新的问题:   会造成某台主机压力过大,而其他主机处于比较空闲状态
最常用的就是轮询

Nginx负载均衡后端状态

1.后端Web服务器在前端Nginx负载均衡调度中的状态

状态          概述
down            当前的server暂时不参与负载均衡
backup          预留的备份服务器
max_fails       允许请求失败的次数
fail_timeout    经过max_fails失败后, 服务暂停时间
max_conns       限制最大的接收连接数

2.测试down状态，该Server不猜与负载均衡的调度

upstream load_pass {
    #不参与任何调度, 一般用于停机维护
    server 10.0.0.7:80 down;
}

3.测试backup以及down状态

upstream load_pass {
    server 10.0.0.7:80 down;
    server 10.0.0.8:80 backup;  #备份服务器
    server 10.0.0.9:80 max_fails=1 fail_timeout=10s;
}
 
location  / {
    proxy_pass http://load_pass;
    include proxy_params;
}

4.测试max_conns最大TCP连接数

upstream load_pass {
    server 10.0.0.7:80;
    server 10.0.0.8:80 max_conns=1;
}

Nginx负载均衡健康检查

在Nginx官方模块提供的模块中，没有对负载均衡后端节点的健康检查模块，但可以使用第三方模块。
nginx_upstream_check_module来检测后端服务的健康状态。

第三方模块项目地址：TP

1.安装依赖包

[root@lb02 ~]# yum install -y gcc glibc gcc-c++ pcre-devel openssl-devel patch

2.下载nginx源码包以及nginx_upstream_check模块第三方模块

[root@lb02 ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.14.2.tar.gz
[root@lb02 ~]# wget https://github.com/yaoweibin/nginx_upstream_check_module/archive/master.zip

3..解压nginx源码包以及第三方模块

[root@lb02 ~]# tar xf nginx-1.14.2.tar.gz
[root@lb02 ~]# unzip master.zip

4.进入nginx目录，打补丁(nginx的版本是1.14补丁就选择1.14的,p1代表在nginx目录，p0是不在nginx目录

[root@lb02 ~]# cd nginx-1.14.2/
[root@lb02 nginx-1.14.2]# patch -p1 <../nginx_upstream_check_module-master/check_1.14.0+.patch
./configure --prefix=/etc/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --modules-path=/usr/lib64/nginx/modules --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock --http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp --user=nginx --group=nginx --with-compat --with-file-aio --with-threads --with-http_addition_module --with-http_auth_request_module --with-http_dav_module --with-http_flv_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_mp4_module --with-http_random_index_module --with-http_realip_module --with-http_secure_link_module --with-http_slice_module --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_sub_module --with-http_v2_module --with-mail --with-mail_ssl_module --with-stream --with-stream_realip_module --with-stream_ssl_module --with-stream_ssl_preread_module --add-module=/root/nginx_upstream_check_module-master --with-cc-opt='-O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -fPIC' --with-ld-opt='-Wl,-z,relro -Wl,-z,now -pie'
[root@lb02 nginx-1.14.2]# make && make install

5.在已有的负载均衡上增加健康检查的功能

[root@lb01 conf.d]# cat proxy_web.conf
upstream web {
    server 172.16.1.7:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    server 172.16.1.8:80 max_fails=2 fail_timeout=10s;
    check interval=3000 rise=2 fall=3 timeout=1000 type=tcp;
    #interval  检测间隔时间，单位为毫秒
    #rise      表示请求2次正常，标记此后端的状态为up
    #fall      表示请求3次失败，标记此后端的状态为down
    #type      类型为tcp
    #timeout   超时时间，单位为毫秒
}

server {
    listen 80;
    server_name web.drz.com;
    location / {
        proxy_pass http://web;
        include proxy_params;
    }

    location /upstream_check {
        check_status;
    }
}