nginx反向代理服务器及负载均衡服务配置

一、正向代理与反向代理

正向代理：是一个位于客户端和原始服务器(oricin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。

正向代理的典型用途是为在防火墙内的局域网客户端提供访问internet的途径。

正向代理一般是在客户端设置代理服务器，通过代理服务器转发请求，最终访问到目标服务器。

反向代理：反向代理服务器位于用户与目标服务器之间，但是对于用户而言，反向代理服务器就相当于目标服务器，即用户直接访问反向代理服务器就可以获得目标服务器的资源，反向代理服务器负责将请求转发给目标服务器。用户不需要知道目标服务器的地址，也无须在用户端作任何设定。

配置示例：

server {
  listen       80;
  server_name  example.com;
  
  location / {
    proxy_pass http://backend_servers;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  }
}

上述配置中，listen指定了Nginx监听的端口，server_name指定了反向代理的域名。

location /表示将所有的请求都转发给后端服务器。proxy_pass配置后端服务器的地址，可以是IP地址或域名。proxy_set_header可以设置一些HTTP头信息，如Host和X-Real-IP等。

二、负载均衡

负载均衡是指将请求分发到多个后端服务器，以达到提高系统的性能和可用性的目的。Nginx支持多种负载均衡算法，如轮询、加权轮询、最少连接等。

配置示例：

upstream backend_servers {
  server 192.168.0.1:8080;
  server 192.168.0.2:8080;
  server 192.168.0.3:8080;
  server 192.168.0.4:8080;
}

server {
  listen       80;
  server_name  example.com;

  location / {
    proxy_pass http://backend_servers;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
  }
}

Nginx支持以下几种负载均衡方式：

轮询（Round Robin）：这是默认的负载均衡方式。每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
权重（Weight）：不同的后端服务器可能机器的配置和当前系统的负载并不相同，因此Nginx允许指定每个服务器的处理能力。权重越高，分配的请求越多。
IP Hash：每个请求的IP的hash结果分配，每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题。
最少连接（Least Connections）：优先分配给当前连接数最少的服务器，适用于请求处理时间相差较大的情况。
URL Hash：按照访问URL的hash结果来分配请求，使得每个URL定向到同一个后端服务器，可以在后端服务器生成缓存的情况下提高系统效率。

以上负载均衡方式中，轮询、权重和IP Hash是Nginx内置支持的，最少连接和URL Hash需要使用Nginx的第三方模块，如ngx_http_upstream_least_conn_module和ngx_http_upstream_hash_module。

（1）基于轮询的算法

原理是每一个请求按时间顺序逐一被分发到不同的应用服务器，如果接收请求的应用服务器挂了，并且请求超过最大失败次数max_fails（1次），则在失效时间fail_timeout（10秒）内不会再转发请求到该节点~

upstream defaultReverseProxyServer{
    server 192.168.0.1:8080; 
    server 192.168.0.2:8080; 
}

（2）基于权重的算法

原理是每一个请求按权重被分发到不同的应用服务器，同样，如果接收请求的应用服务器挂了，并且请求超过最大失败次数max_fails（默认1次或可设置N次），则在失效时间fail_timeout（默认10秒，可设置N秒）内，不会再转发请求到该节点~

upstream weightReverseProxyServer{
    server 192.168.0.1:8080 weight=10 max_fails=2 fail_timeout=5s;
    server 192.168.0.2:8080 weight=5 max_fails=2 fail_timeout=5s;
}

（3）基于ip_hash的算法

原理是每一个请求按用户访问IP的哈希结果分配，如果请求来自同一个用户IP则固定这台IP访问一台应用服务器，该算法可以有效解决动态网页中存在的session共享问题。

upstream ipHashReverseProxyServer{
    ip_hash;
    server 192.168.0.1:8080;
    server 192.168.0.2:8080;
}

一般使用的是基于权重的算法，因为现在很多情况下都是集群部署，而且集群下的各个服务器资源大多都是不均匀的，资源高的则分配权重高一些，资源低的则分配权重低一些，这种情况使用基于权重的负载均衡算法，可以更高效的利用资源和提高并发处理能力~