Nginx 负载均衡及其高可用

优质博文：IT-BLOG-CN

负载均衡（Load Balance）： 意思就是分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其他任务服务器等，从而共同完成工作任务。负载均衡建立在现有的网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的宽带、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

一、配置负载均衡

当网站访问量非常大时，一台服务器已经不够用了（因为网站越来越慢）。于是将相同的应用部署在多台服务器上，将大量用户的请求分配给多台机器处理。带来的好处是，其中一台服务器万一挂了，只要还有其他服务器正常运行，就不会影响用户使用。架构图：Web层的负载均衡通过Nginx来实现，服务层的负载均衡一般通过zookeeper来实现。

【1】配置conf/nginx.conf文件，将多个Tomcat地址配置在upstream属性中：

#可以用于配置负载均衡
upstream proxy_test {
	server 192.168.88.130:8080;
	server 192.168.88.130:8989;
}

server {
	listen       80;
	server_name  virtual.test.com;

	location / {
		#通过反向代理，将请求转发给配置的负载均衡中
		proxy_pass   http://proxy_test;
		index  index.html;
	}
}

【2】通过访问http://virtual.test.com/虚拟域名（需要配置本机的HOSTS文件），测试Nginx的负载均衡。

● 第一次请求，结果展示：

● 第二次请求，结果展示：

二、属性值配置

配置中weight、max_fails、fail_timeout等可选属性值配置

upstream proxy_test {
	server 192.168.88.130:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=10s;
	server 192.168.88.130:8989 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=10s;
}

● weight：weigth参数表示权值，权值越高被分配到的几率越大（例如：上述中的权重分配，通常访问8989两次后才会访问一次8080，从而实现对于性能好的服务器理应承担更多的压力）。
● max_fails、fail_timeout：用于判断后端节点状态（例如：如上配置表明如果后端节点10秒内出现2次不可用情况，判定节点不可用。判定不可用后10秒内请求不会转发到此节点，直到10秒后重新检测节点健康情况）既在单位周期为fail_timeout设置的时间，中达到max_fails次数，这个周期次数内，如果后端同一个节点不可用，那么接将把节点标记为不可用，并等待下一个周期（同样时常为fail_timeout）再一次去请求，判断是否连接是否成功。如果成功，将恢复之前的轮询方式，如果不可用将在下一个周期(fail_timeout)再试一次。默认：fail_timeout为10s,max_fails为1次。在两个节点都可用的情况下，突然有一个节点挂掉，客户端请求过来后哪怕请求到了不可用的节点，此次请求也不会失败，因为Nginx会把此次请求转发到另外一个可用节点，再把结果返回给客户端。当一个节点挂掉，Nginx不知道节点是否恢复的时候，会把客户端的请求同时转发到两个节点，判断节点健康情况。

三、高可用

Nginx作为负载均衡器，所有的请求都到Nginx，可见Nginx处于非常重点的位置，如果Nginx服务器宕机后端web服务将无法提供服务，影响严重。

为了屏蔽负载均衡服务器的宕机，需要建立一个备份机。主服务器和备份机上都运行高可用Hight Availabillty监控系统，通过传送诸如 I am alive这样的信息来监控对方的运行状况。当备份机不能在一定的时间内收到这样的信息时，它就接管主服务器的服务IP并继续提供负载均衡服务；当备份管理器又从主服务器接收到I am alive这样的信息时，它就释放服务IP地址，这样主服务器就开始再次提供负载均衡服务。可以通过如下技术实现检测功能：

keepalived：用于集群管理，保证集群搞可用的一个服务软件，用来防止单点故障。Keepalived的作用是检测Web服务器的状态，如果有一台服务器死机或工作出现故障，Keepalived的作用是检测到，并将有故障的web服务器从系统中剔除，当web服务器正常工作后Keepalived自动将 web服务器加入到服务器群中，这些工作自动完成，无需人工干涉，需要人工做的是修复故障的web服务器。keepalived是以VRRP协议为实现基础的，VRRP全称Virtual Router Redundancy Protocol，即虚拟路由冗余协议。虚拟路由冗余协议，可以认为是实现路由器高可用的协议，即将N台提供相同功能的路由器组成一个路由器组，这个组里面有一个master和多个backup，master上面有一个对外提供服务的vip（VIP = Virtual IPAddress，虚拟IP地址，该路由器所在局域网内其他机器的默认路由为该vip），master会发组播，当backup收不到VRRP包时就认为 master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master。这样的话就可以保证路由器的高可用了。