什么是負(fù)載均衡

在計(jì)算機(jī)的世界，這就是大家耳熟能詳?shù)呢?fù)載均衡（load balancing），所謂負(fù)載均衡，就是說如果一組計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)（或者一組進(jìn)程）提供相同的（同質(zhì)的）服務(wù)，那么對(duì)服務(wù)的請(qǐng)求就應(yīng)該均勻的分?jǐn)偟竭@些節(jié)點(diǎn)上。

 

這里的服務(wù)是廣義的，可以是簡單的計(jì)算，也可能是數(shù)據(jù)的讀取或者存儲(chǔ)。負(fù)載均衡也不是新事物，這種思想在多核CPU時(shí)代就有了，只不過在分布式系統(tǒng)中，負(fù)載均衡更是無處不在，這是分布式系統(tǒng)的天然特性決定的，分布式就是利用大量計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)完成單個(gè)計(jì)算機(jī)無法完成的計(jì)算、存儲(chǔ)服務(wù)，既然有大量計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，那么均衡的調(diào)度就非常重要。

 

負(fù)載均衡的意義在于，讓所有節(jié)點(diǎn)以最小的代價(jià)、最好的狀態(tài)對(duì)外提供服務(wù)，這樣系統(tǒng)吞吐量最大，性能更高，對(duì)于用戶而言請(qǐng)求的時(shí)間也更小。而且，負(fù)載均衡增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性，最大化降低了單個(gè)節(jié)點(diǎn)過載、甚至crash的概率。

不難想象，如果一個(gè)系統(tǒng)絕大部分請(qǐng)求都落在同一個(gè)節(jié)點(diǎn)上，那么這些請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間都很慢，而且萬一節(jié)點(diǎn)降級(jí)或者崩潰，那么所有請(qǐng)求又會(huì)轉(zhuǎn)移到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，造成雪崩。

 

如何實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡

回答可以如下：

在nginx里面配置一個(gè)upstream，然后把相關(guān)的服務(wù)器ip都配置進(jìn)去。然后采用輪詢的方案，然后在nginx里面的配置項(xiàng)里，proxy-pass指向這個(gè)upstream，這樣就能實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡。

 

nginx的負(fù)載均衡有4種模式：

1)、輪詢（默認(rèn)）

每個(gè)請(qǐng)求按時(shí)間順序逐一分配到不同的后端服務(wù)器，如果后端服務(wù)器down掉，能自動(dòng)剔除。

 

2)、weight

指定輪詢幾率，weight和訪問比率成正比，用于后端服務(wù)器性能不均的情況。

 

3)、ip_hash

每個(gè)請(qǐng)求按訪問ip的hash結(jié)果分配，這樣每個(gè)訪客固定訪問一個(gè)后端服務(wù)器，可以解決session的問題。

 

4)、fair ， url_hash（第三方）

按后端服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間來分配請(qǐng)求，響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)先分配。

 

負(fù)載均衡配置方法

打開nginx.conf文件，在http節(jié)點(diǎn)下添加upstream節(jié)點(diǎn)：

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

其中webname是自己取的名字，最后會(huì)通過這個(gè)名字在url里訪問的，像上面這個(gè)例子一樣什么都不加就是默認(rèn)的輪詢，第一個(gè)請(qǐng)求過來訪問第一個(gè)server，第二個(gè)請(qǐng)求來訪問第二個(gè)server。依次輪著來。

upstream webname {  
  server 192.168.0.1:8080 weight 2;  
  server 192.168.0.2:8080 weight 1;  
}  

這個(gè)weight也很好理解，權(quán)重大的被訪問的概率就大，上面這個(gè)例子的話，訪問2次server1，訪問一次server2

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

ip_hash的配置也很簡單，直接加一行就可以了，這樣只要是同一個(gè)ip過來的都會(huì)到同一臺(tái)server上。然后在server節(jié)點(diǎn)下進(jìn)行配置：

location /name {  
    proxy_pass http://webname/name/;  
    proxy_http_version 1.1;  
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;  
    proxy_set_header Connection "upgrade";  
}  

proxy_pass里面用上面配的webname代替了原來的ip地址。

這樣就基本完成了負(fù)載均衡的配置。

 

下面是主備的配置：

還是在upstream里面

upstream webname {  
  server 192.168.0.1:8080;  
  server 192.168.0.2:8080 backup;  
} 

設(shè)置某一個(gè)節(jié)點(diǎn)為backup，那么一般情況下所有請(qǐng)求都訪問server1，當(dāng)server1掛掉或者忙的的時(shí)候才會(huì)訪問server2

upstream webname {  
  server 192.168.0.1:8080;  
  server 192.168.0.2:8080 down;  
}  

設(shè)置某個(gè)節(jié)點(diǎn)為down，那么這個(gè)server不參與負(fù)載。

 

實(shí)現(xiàn)實(shí)例

1 測(cè)試環(huán)境

由于沒有服務(wù)器，所以本次測(cè)試直接host指定域名，然后在VMware里安裝了三臺(tái)CentOS。

 

• 測(cè)試域名 ：http://a.com

• A服務(wù)器IP ：192.168.5.149 （主）

• B服務(wù)器IP ：192.168.5.27

• C服務(wù)器IP ：192.168.5.126

 

2 部署思路

A服務(wù)器做為主服務(wù)器，域名直接解析到A服務(wù)器（192.168.5.149）上，由A服務(wù)器負(fù)載均衡到B服務(wù)器（192.168.5.27）與C服務(wù)器（192.168.5.126）上。

 

3 域名解析

由于不是真實(shí)環(huán)境，域名就隨便使用一個(gè)http://a.com用作測(cè)試，所以http://a.com的解析只能在hosts文件設(shè)置。

打開：C:Windows\System32\drivers\etc\hosts

在末尾添加

192.168.5.149    a.com 

保存退出，然后啟動(dòng)命令模式ping下看看是否已設(shè)置成功

 

A、服務(wù)器nginx.conf設(shè)置

打開nginx.conf，文件位置在nginx安裝目錄的conf目錄下。

在http段加入以下代碼

upstream a.com { 
      server  192.168.5.126:80; 
      server  192.168.5.27:80; 
} 

server{ 
    listen 80; 
    server_name a.com; 
    location / { 
        proxy_pass        http://a.com; 
        proxy_set_header  Host            $host; 
        proxy_set_header  X-Real-IP        $remote_addr; 
        proxy_set_header  X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for; 
    } 
}

保存重啟nginx

 

B、C服務(wù)器nginx.conf設(shè)置

打開nginx.conf，在http段加入以下代碼

server{ 
    listen 80; 
    server_name a.com; 
    index index.html; 
    root /data0/htdocs/www; 
}

保存重啟nginx

 

測(cè)試

當(dāng)訪問a.com的時(shí)候，為了區(qū)分是轉(zhuǎn)向哪臺(tái)服務(wù)器處理我分別在B、C服務(wù)器下寫一個(gè)不同內(nèi)容的index.html文件，以作區(qū)分。

打開瀏覽器訪問a.com結(jié)果，刷新會(huì)發(fā)現(xiàn)所有的請(qǐng)求，均分別被主服務(wù)器（192.168.5.149）分配到B服務(wù)器（192.168.5.27）與C服務(wù)器（192.168.5.126）上，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡效果。