一、關於Nginx的負載均衡

　　在伺服器叢集中，Nginx起到一個代理伺服器的角色（即反向代理），為了避免單獨一個伺服器壓力過大，將來自使用者的請求轉發給不同的伺服器。

二、Nginx負載均衡策略

　　負載均衡用於從“upstream”模組定義的後端伺服器列表中選取一臺伺服器接受使用者的請求。一個最基本的upstream模組是這樣的，模組內的server是伺服器列表：

#動態伺服器組

upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080;  #tomcat 7.0 server localhost:8081;  #tomcat 8.0 server localhost:8082;  #tomcat 8.5 server localhost:8083;  #tomcat 9.0 }
 

　　在upstream模組配置完成後，要讓指定的訪問反向代理到伺服器列表：

#其他頁面反向代理到tomcat容器

    location ~ .\*$ {
        index index.jsp index.html;
        proxy_pass http://dynamic_zuoyu;

}

　　這就是最基本的負載均衡例項，但這不足以滿足實際需求；目前Nginx伺服器的upstream模組支援6種方式的分配：

負載均衡策略

　　在這裡，只詳細說明Nginx自帶的負載均衡策略，第三方不多描述。

1、輪詢

　　最基本的配置方法，上面的例子就是輪詢的方式，它是upstream模組預設的負載均衡預設策略。每個請求會按時間順序逐一分配到不同的後端伺服器。

有如下引數：

fail_timeout與max_fails結合使用。max_fails設定fail_timeout引數設定的時間內最大失敗次數，如果在這個時間內，所有針對該伺服器的請求都失敗了，那麼認為該伺服器會被認為是停機了，fail_time伺服器會被認為停機的時間長度,預設為10s。backup標記該伺服器為備用伺服器。當主伺服器停止時，請求會被髮送到它這裡。down標記伺服器永久停機了。

　　注意：

• 在輪詢中，如果伺服器down掉了，會自動剔除該伺服器。
• 預設配置就是輪詢策略。
• 此策略適合伺服器配置相當，無狀態且短平快的服務使用。

2、weight

　　權重方式，在輪詢策略的基礎上指定輪詢的機率。例子如下：

#動態伺服器組

upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080   weight=2;  #tomcat 7.0 server localhost:8081;  #tomcat 8.0 server localhost:8082   backup;  #tomcat 8.5 server localhost:8083   max_fails=3 fail_timeout=20s;  #tomcat 9.0 }

　　在該例子中，weight引數用於指定輪詢機率，weight的預設值為1,；weight的數值與訪問比率成正比，比如Tomcat 7.0被訪問的機率為其他伺服器的兩倍。

　　注意：

• 權重越高分配到需要處理的請求越多。
• 此策略可以與least_conn和ip_hash結合使用。
• 此策略比較適合伺服器的硬體配置差別比較大的情況。

3、ip_hash

　　指定負載均衡器按照基於客戶端IP的分配方式，這個方法確保了相同的客戶端的請求一直髮送到相同的伺服器，以保證session會話。這樣每個訪客都固定訪問一個後端伺服器，可以解決session不能跨伺服器的問題。

動態伺服器組

upstream dynamic_zuoyu {
    ip_hash;    #保證每個訪客固定訪問一個後端伺服器
    server localhost:8080   weight=2;  #tomcat 7.0 server localhost:8081;  #tomcat 8.0 server localhost:8082;  #tomcat 8.5 server localhost:8083   max_fails=3 fail_timeout=20s;  #tomcat 9.0 }

　　注意：

• 在nginx版本1.3.1之前，不能在ip_hash中使用權重（weight）。
• ip_hash不能與backup同時使用。
• 此策略適合有狀態服務，比如session。
• 當有伺服器需要剔除，必須手動down掉。

4、least_conn

　　把請求轉發給連線數較少的後端伺服器。輪詢演算法是把請求平均的轉發給各個後端，使它們的負載大致相同；但是，有些請求佔用的時間很長，會導致其所在的後端負載較高。這種情況下，least_conn這種方式就可以達到更好的負載均衡效果。

#動態伺服器組

upstream dynamic_zuoyu {
    least_conn;    #把請求轉發給連線數較少的後端伺服器
    server localhost:8080   weight=2;  #tomcat 7.0 server localhost:8081;  #tomcat 8.0 server localhost:8082 backup;  #tomcat 8.5 server localhost:8083   max_fails=3 fail_timeout=20s;  #tomcat 9.0 }

　　注意：

• 此負載均衡策略適合請求處理時間長短不一造成伺服器過載的情況。

5、第三方策略

　　第三方的負載均衡策略的實現需要安裝第三方外掛。

①fair

　　按照伺服器端的響應時間來分配請求，響應時間短的優先分配。

#動態伺服器組

upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080;  #tomcat 7.0 server localhost:8081;  #tomcat 8.0 server localhost:8082;  #tomcat 8.5 server localhost:8083;  #tomcat 9.0 fair;    #實現響應時間短的優先分配
}

②url_hash

　　按訪問url的hash結果來分配請求，使每個url定向到同一個後端伺服器，要配合快取命中來使用。同一個資源多次請求，可能會到達不同的伺服器上，導致不必要的多次下載，快取命中率不高，以及一些資源時間的浪費。而使用url_hash，可以使得同一個url（也就是同一個資源請求）會到達同一臺伺服器，一旦快取住了資源，再此收到請求，就可以從快取中讀取。　

#動態伺服器組

upstream dynamic_zuoyu {
    hash $request_uri;    #實現每個url定向到同一個後端伺服器
    server localhost:8080;  #tomcat 7.0 server localhost:8081;  #tomcat 8.0 server localhost:8082;  #tomcat 8.5 server localhost:8083;  #tomcat 9.0 }

三、總結

　　以上便是6種負載均衡策略的實現方式，其中除了輪詢和輪詢權重外，都是Nginx根據不同的演算法實現的。在實際運用中，需要根據不同的場景選擇性運用，大都是多種策略結合使用以達到實際需求。