nginx-反向代理&负载均衡

什么是反向代理

有反向代理，那也就有正向的了，正向就是：客户端=>服务端；

反向代理指的是代理服务器接受http请求，然后再将请求转发给其他指定服务器，即分发请求；如下：

image.png

网上说反向代理能提升网站性能，但其实不是的，反而可能还会降低，因为中间多了一层转发；说能提升网站性能的前提是搭配负载均衡；多个后端服务集群统一由反向代理服务器进行请求分发，这样就避免了单台服务器的性能瓶颈影响整个平台的稳定。

配置反向代理

最简单的配置

这也是我们经常做的前端反向代理配置

 location /api {
    proxy_pass http://www.51fubei.com/;
}

完整的配置

这是完整的反向代理配置，

location /api {
    add_header Cache-Control no-cache; // 设置response header
  add_header Content-Encoding gzip; // 设置response header
  proxy_set_header   Host local.baidu.com; // HTTP header 中的 Host 含义为所请求的目的主机名。当 nginx 作为反向代理使用，而后端真实 web 服务器设置有类似 防盗链功能 ，或者根据 HTTP header 中的 Host 字段来进行 路由 或 过滤 功能的话，若作为反向代理的 nginx 不重写请求头中的 Host 字段，将会导致请求失败。
  proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for; // HTTP header 中的 X_Forward_For 表示该条 http 请求是由谁发起的。如果反向代理服务器不重写该请求头的话，那么后端真实 web 服务器在处理时会认为所有的请求都来自反向代理服务器。如果后端 web 服务器有防攻击策略的话，那么反向代理服务器对应的 ip 地址就会被封掉。
  proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr; // 真是IP
  proxy_pass         http://www.51fubei.com/;
  
  default_type  application/octet-stream; #默认文件类型，默认为text/plain
  #access_log off; #取消服务日志    
  log_format myFormat ' $remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; #自定义格式
  access_log log/access.log myFormat;  #combined为日志格式的默认值
  sendfile on;   #允许sendfile方式传输文件，默认为off，可以在http块，server块，location块。
  sendfile_max_chunk 100k;  #每个进程每次调用传输数量不能大于设定的值，默认为0，即不设上限。
  keepalive_timeout 65;  #连接超时时间，默认为75s，可以在http，server，location块。
  proxy_connect_timeout 1;   #nginx服务器与被代理的服务器建立连接的超时时间，默认60秒
  proxy_read_timeout 1; #nginx服务器想被代理服务器组发出read请求后，等待响应的超时间，默认为60秒。
  proxy_send_timeout 1; #nginx服务器想被代理服务器组发出write请求后，等待响应的超时间，默认为60秒。
  proxy_http_version 1.0 ; #Nginx服务器提供代理服务的http协议版本1.0，1.1，默认设置为1.0版本。
  #proxy_method get;    #支持客户端的请求方法。post/get；
  proxy_ignore_client_abort on;  #客户端断网时，nginx服务器是否终端对被代理服务器的请求。默认为off。
  proxy_ignore_headers "Expires" "Set-Cookie";  #Nginx服务器不处理设置的http相应投中的头域，这里空格隔开可以设置多个。
  proxy_intercept_errors on;    #如果被代理服务器返回的状态码为400或者大于400，设置的error_page配置起作用。默认为off。
  proxy_headers_hash_max_size 1024; #存放http报文头的哈希表容量上限，默认为512个字符。
  proxy_headers_hash_bucket_size 128; #nginx服务器申请存放http报文头的哈希表容量大小。默认为64个字符。
  proxy_next_upstream timeout;  #反向代理upstream中设置的服务器组，出现故障时，被代理服务器返回的状态值。error|timeout|invalid_header|http_500|http_502|http_503|http_504|http_404|off
  #proxy_ssl_session_reuse on; 默认为on，如果我们在错误日志中发现“SSL3_GET_FINSHED:digest check failed”的情况时，可以将该指令设置为off。
}

设置了add_header后，可以直接访问代理服务的时候，在response头中看到，这边添加了一个Cache-Control no-cache，如下：

image.png

设置了proxy_set_header后，在服务端请求中可以看到代理请求的header内容，这边自己起了一个node服务，然后把request的内容打印输出了，这边配置了Host、X-Forwarded-For、X-Real-IP，最终服务端接收到的header头信息如下：

image.png

负载均衡

什么是负载均衡？其实比较容易理解，可以理解成餐厅门口有一个接待员，然后来1位顾客A，接待员就把顾客A分配给了服务员A，再来一位顾客B，接待员就分配给服务员B；如果一下来来了10位，则招待员就分别分配给服务员A、B、C、D、E，平均每个服务员接待两个，平均大家的工作量，而不会一个很忙，一个很闲；如果有一个服务员上厕所，那原本她的那个顾客会转给其他几个服务员接待；

专业的表述是：按照一定算法【权重、轮训 】，将客户端请求转发到不同应用服务器上，减轻单个服务器压力，提高系统并发量；并且能移除故障，通过心跳检测方式，判断应用服务器是否正常工作，如果某一台服务器宕机了，则会自动将请求发送到其他应用服务器去；如果检测到服务器恢复了，则再添加到集群中来处理请求；如下图所示：

image.png

热备

如果主要服务器挂了，则会被备份服务器

upstream nodeserver {
    server 127.0.0.1:8001;
    server 127.0.0.1:8002 backup; #如果127.0.0.1:8001挂了，则会走127.0.0.1:8002
}
    
server {
        listen       8080;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        location /api {
            add_header Cache-Control no-cache;
            proxy_pass http://nodeserver/;
            proxy_set_header Host local.baidu.com;
            proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
            proxy_connect_timeout 30s;
        }
}

轮训算法

轮训算法每一台服务器的权重都是1，表示平均分配，所有请求按照顺序分配，如上图就是轮训平均分配请求；

upstream nodeserver {
    server 127.0.0.1:8001;
    server 127.0.0.1:8002;
}

image.png

加权轮训算法

这边可以设置权重大小，比如服务器A性能好一些，权重给3；服务器B性能差一些，权重给2；服务器C配置最差，权重给1；这个时候分配请求的量就会按照权重来按比例分配，50%的请求给到了A；33%的请求给到了B；17%的请求给到了C； 如下图：

image.png

这边以两台服务器来做测试，8002的权重是2；8001的权重是1，结果如下：

upstream nodeserver {
    server 127.0.0.1:8001 weight=1;
    server 127.0.0.1:8002 weight=2;
}

image.png

ip_hash

每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个应用服务器，可以解决session共享的问题。

image.png

这边以两台服务器来做测试，结果如下：

upstream nodeserver {
    server 127.0.0.1:8001;
    server 127.0.0.1:8002;
  ip_hash;
}

最终请求只走到了8001这台服务器，因为我请求ip没有变；

image.png

当我8001端口服务器挂了之后，请求就会被分配到8002端口服务器；

image.png

其他配置

upstream nodeserver {
    server 127.0.0.1:8001 down; #表示当前的server暂时不参与负载
    server 127.0.0.1:8002 Weight=3; #默认是1，表示平均分配；weight越大，负载的权重就越大
  server 127.0.0.1:8003 max_fails=1 fail_timeout=10s; #允许请求失败的次数；默认是1，当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream模块定义的错误，判断该节点不可用，判断不可用后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；
  server 127.0.0.1:8003 backup; #其他服务器挂了之后，再请求backup服务器，所以这台服务器是兜底的，压力也是最轻的；
}