nginx 负载均衡健康检查策略 nginx负载均衡策略配置

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huatechinfo 2024-04-01 20:23:02

文章标签 nginx 负载均衡健康检查策略服务器权重 Nginx 文章分类 运维

Nginx负载均衡详解

Nginx的负载均衡策略

轮询
权重weight
ip_hash
least_conn
第三方策略

接上一篇的入门，本篇主要介绍Nginx的负载均衡策略

Nginx的负载均衡策略

轮询

描述： 所有请求按照时间顺序地轮流分配到应用服务器上，它可以均衡的将负载分散在后端服务器上，但是并不关心后端服务器的连接数和系统负载，它是默认的负载均衡策略。在轮序中如果服务器宕机了会自动移除服务器。一般用于后端服务器性能均等的情况下。
参数：

参数名	用途
fail_timeout	设置的时间内服务器没有响应则认为服务器失效，默认10s
max_fails	允许连接失败的次数，默认1
fail_time	服务器被移除轮询队列的时间，默认10s（在移除的时间内不再被轮询请求）
backup	标记该服务器为备用服务器，当主服务器宕机时，它将会代替主服务器接收请求
down	标记此服务器永久停机

配置范例：

upstream xx.com{
	server 192.168.12.100:5000 fail_timeout=2s max_fails=1;
	server 192.168.12.101:5000 fail_timeout=2s max_fails=1;
}

server {
	listen 80;
	server_name 192.168.12.101;

	location / {
		proxy_pass http://xx.com;
		proxy_redirect default;
		proxy_connect_timeout 2s;
	}
	
	.......省略
}

在上述配置中，如果一台服务器出现了宕机，那么等待的时间为：
time = proxy_connect_timeout + fail_timeout * max_fails = 2 + 2 * 1 = 4s

权重weight

概述： 在轮询算法的基础上指定轮询的概率。权重越高被分配的记录越大，适合服务器硬件配置有一定差距的情况
配置范例：

upstream xx.com{
	server 192.168.12.100:5000 weight=1;
	server 192.168.12.101:5000 weight=1;
	server 192.168.12.101:5000 weight=3;
}

如上图中的配置，权重为1和3，那么权重为3的服务器被轮询的几率为1的3倍。

加权轮询算法
概述： 加权轮询算法看似简单，例如上述的配置中，有10个请求，假设权重为1的服务器为a,b，权重为3的服务器为c。他们分配的顺序可能为：a,a,b,b,c,c,c,c,c,c。那么对b服务器将会有连续的多个请求，分布并不均匀，容器造成负载突然上升。
所以在Nginx中目前使用的是平滑的加权轮询，它会将请求分散开不再是多个连续的，例如：c,a,b,c,c,a,c,b,c,c。
算法介绍：
首先介绍算法中的几个参数

weight： 配置文件中配置的weight值。
effective_weight： 服务器的有效权重，初始值为weight，Nginx如果发现与后端的请求中出现超时或者错误将会减少有效权重的值，降低以后再接收请求如果正常则会逐渐增加，直到等于weight。这个参数主要是为了在出现错误时降低权重值。
current_weight： 服务器的当前权重，初始值为0，并且在每次轮询选取服务器时会动态的调整。
每次选取时会先遍历后端服务器，并对每个服务器的权重执行运算，current_weight = current_weight + effective_weight。（当前权重 + 有效权重）同时设定Total的值为当前所有服务器的effective_weight和
每次选定了current_weight值最大的服务器处理请求后，将此服务器的current_weight = current_weight - total。（当前权重 - 总权重），没有被选定的权重不变。

案例
现在假设，三台服务器a，b，c的权重分别为4，2，1。那么在7此的轮询中a会被选中4次、b会被选中2次、c会被选中1次，且分布平滑。
为了方便计算，假设所有的服务器都良好可用，那么effective_weight = weight，total = weight1 + weight2 + weight3 = 7。

次数	选取时的权重值	选定结果	选定后的权重
1	a=0+4=4，b=0+2=2，c=1	a	a=4-7=-3，b=2，c=1
2	a= -3+4=1，b=2+2=4，c=1+1=2	b	a=1，b=4-7=-3，c=2
3	5，-1，3	a	-2，-1，3
4	2，1，4	c	2 ，1，-3
5	6，3，-2	a	-1，3，-2
6	3，5，-1	b	3，-2，-1
7	7，0，0	a	0，0，0

最终的顺序为a,b,a,c,a,b,a。符合预期。

ip_hash

概述： 通过对IP的Hash值进行计算然后选择分配的服务器。这个方法可以使客户端的请求发送到相同的服务器以保证session会话，并且可以使用权重。
算法简介： 看不懂C语言，只能大致了解了Hash算法是将IP的前三段进行计算的

for (i = 0; i < 3; i++) {  
	hash = (hash * 113 + iphp->addr[i]) % 6271;  //iphp->addr[i]为ip的点分十进制法的第i段
}

根据计算出来的Hash值进行分配。

配置：

upstream xx.com{
        ip_hash;    #保证每个访客固定访问一个后端服务器
        server localhost:8080   weight=2; 
        server localhost:8081;  
        server localhost:8082;  
        server localhost:8083   max_fails=3 fail_timeout=20s;  
    }