linux集群技术（三）--七层负载均衡-nginx

1. nginx特点
2. nginx优势、缺点
3. 生产架构
4. nginx 7层负载均衡语法示例
5. nginx负载均衡算法
6. 测试案例
7. 生产案例

1.nginx特点

1. 功能强大,性能卓越,运行稳定。
2. 配置简单灵活。
3. 能够自动剔除工作不正常的后端服务器。
4. 上传文件使用异步模式。client---nginx---web1 web2 web3  lvs同步请求 DR client -->dr---web1
5. 支持多种分配策略,可以分配权重,分配方式灵活。

2.nginx优势、缺点

nginx复制用户请求，在后端服务器出现问题时。nginx会再复制一份请求发给另一台后端服务器。
lvs则在这种情况，只能用户重新发请求

流量会经过nginx，nginx成为瓶颈

3.生产架构

4.nginx 7层负载均衡语法示例

通过location对不同的请求进行进行负载均衡，因为通过http协议，所以称作7层

location  / {

}
location ~ \.html${
proxy_pass ...
}
location ~ \.php${
proxy_pass ...
}
location ~ \.(jpg|png|css|js)${
proxy_pass ...
}     

5.nginx负载均衡算法

1.round robin（默认）
    轮询方式，依次将请求分配到各个后台服务器中，默认的负载均衡方式。 
适用于后台机器性能一致的情况。 挂掉的机器可以自动从服务列表中剔除。

2.weight
    根据权重来分发请求到不同的机器中，指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。  
    例如：  
upstream bakend {    
server 192.168.0.14 weight=10;    
server 192.168.0.15 weight=10;    
}  

3. IP_hash
    根据请求者ip的hash值将请求发送到后台服务器中，可以保证来自同一ip的请求被打到固定的机器上，可以解决session问题。
    例如：
upstream bakend {    
ip_hash;    
server 192.168.0.14:88;    
server 192.168.0.15:80;    
}   
4.url_hash（第三方）
    根据请求的url的hash值将请求分到不同的机器中，当后台服务器为缓存的时候效率高。
    需要额外安装 nginx的upstream_hash模块：
        wget http://wiki.nginx.org/images/7/78/Nginx_upstream_hash-0.3.tar.gz
    在upstream中加入hash语句，server语句中不能写入weight等其他的参数，hash_method是使用的hash算法  复制代码
upstream backend {    
server squid1:3128;    
server squid2:3128;    
hash $request_uri;    
hash_method crc32;    
}  

5. fair（第三方）
    根据后台响应时间来分发请求，响应时间短的分发的请求多。
    例如：
upstream backend {    
server server1;    
server server2;    
fair;    
}  

每个设备的状态设置为: 
    1.down 表示单前的server暂时不参与负载  
    2.weight 默认为1.weight越大，负载的权重就越大。  
    3.max_fails ：允许请求失败的次数默认为1.当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误  
    4.fail_timeout:max_fails次失败后，暂停的时间。  
    5.backup： 其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。  
    nginx支持同时设置多组的负载均衡，用来给不用的server来使用。  
    client_body_in_file_only 设置为On 可以讲client post过来的数据记录到文件中用来做debug  
    client_body_temp_path 设置记录文件的目录 可以设置最多3层目录  
    location 对URL进行匹配.可以进行重定向或者进行新的代理 负载均衡

6.测试案例

        6.1环境

client：client
nginx：nginx
apache：web1
apache：web2

        6.2步骤

        （一）准备工作

1.关闭防火墙和selinux

2.域名解析

3.同步时间
    计划任务执行如下命令
    ntpdate  时间服务器地址

4.准备web1、、web2页面

        （二）配置nginx

yum install -y epel-release

yum  install -y nginx

vim  /etc/nginx/ngxin.conf
    upstream  html {
    server web1:80;
    server web2:80;
}
server {

location / {
proxy_pass   http://html;
}
}

        （三）测试负载均衡

访问nginx服务器。能交替的看到web1和web2

        6.3 动静分离

1 增加一个upstream php   server  web3

2.增加一个location ~ \.php {}

3.配置文件代码示例：

    upstream html {
        server web1:80;
        server web2:80;
        }
    upstream php {
        server web3:80;
        server web4:80;
        }
server {
        location / {
         proxy_pass http://html;
        }
        location ~ \.php$ {
         proxy_pass http://php;
        }
}

4.客户端测试：

7.生产案例

        7.1

需求：

Nginx实现七层的负载均衡

调度到不同组上游服务器
1. 动静分离
2. 网站进行分区

案例：

一、实施过程
1. 根据站点分区进行调度
http {
    upstream news {
        server 192.168.1.11:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.12:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.13:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
       }
       
    upstream milis {
        server 192.168.1.21:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.22:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.23:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
       }
       
     upstream videos {
        server 192.168.1.31:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.32:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.33:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
       }
       
     upstream images {
        server 192.168.1.41:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.42:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.43:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
       }
       
      upstream others {
        server 192.168.1.51:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.52:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.53:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
       }
       
     server {
              location / {
              proxy_pass http://others;
              }
              
              location /news {
              proxy_pass http://news;
              }
              
              location /mili {
              proxy_pass http://milis;
              }
              
              location ~* \.(wmv|mp4|rmvb)$ {
              proxy_pass http://videos;
              }
              
              location ~* \.(png|gif|jpg)$ {
              proxy_pass http://images;
              }
}
 

2. 根据动静分离进行调度
http {
     upstream htmlservers {
        server 192.168.1.3:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.4:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
         }
         
     upstream phpservers {
        server 192.168.1.3:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.4:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
         }
         
      server {
              location ~* \.html$ {
              proxy_pass http://htmlservers;
              }
              
              location ~* \.php$ {
              proxy_pass http://phpservers;
              }
      }
 }

二、Keepalived实现调度器HA
注：主/备调度器均能够实现正常调度
1. 主/备调度器安装软件
[root@master ~]# yum -y install ipvsadm keepalived 
[root@backup ~]# yum -y install ipvsadm keepalived

2. Keepalived
Master 
# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id director1            //辅助改为director2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    nopreempt                
    interface eth0                //心跳接口，尽量单独连接心跳
    virtual_router_id 80        //MASTER,BACKUP一致
    priority 100                    //辅助改为50
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.80
    }
}

BACKUP

3. 启动KeepAlived（主备均启动）
# chkconfig keepalived on
# service keepalived start
# ip addr

4. 扩展对调度器Nginx健康检查（可选）
思路：
让Keepalived以一定时间间隔执行一个外部脚本，脚本的功能是当Nginx失败，则关闭本机的Keepalived
a. script
[root@master ~]# cat /etc/keepalived/check_nginx_status.sh
#!/bin/bash                                                
/usr/bin/curl -I http://localhost &>/dev/null    
if [ $? -ne 0 ];then                                        
    /etc/init.d/keepalived stop                        
fi                                                                
[root@master ~]# chmod a+x /etc/keepalived/check_nginx_status.sh

b. keepalived使用script
! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id director1
}

vrrp_script check_nginx {
   script "/etc/keepalived/check_nginx_status.sh"
   interval 5
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP
    interface eth0
    nopreempt
    virtual_router_id 90
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass tianyun
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.80
    }

    track_script {
        check_nginx
    }
}

        7.2关于php和php-fpm的一点点区别

--------------------
proxy_pass   
    后端服务器用的非php独立进程
    apache+php模块
fastcgi_pass
    后端服务器用的是php-fpm
    php-fpm(fastcgi形式的php)

后端服务器部署详细过程：
安装软件：
    # yum install nginx php php-fpm -y
    # vim /etc/nginx/nginx.conf   //添加php配置
    在server里面添加如下配置：
    location ~ \.php$ {
            root           html;
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index  index.php;
            fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
            include        fastcgi_params;
        }
   
   修改php-fpm进程账户并开启php-fpm的进程： 端口是9000  
   #vim /etc/php-fpm.d/www.conf  //修改如下参数，默认值是apache
   user = nginx
   group = nginx
   
   为什么设置成nginx:
       因为nginx.conf配置的账户为nginx
   
   # systemctl start php-fpm
       

前端nginx反向代理服务器：
    upstream web {
         server 10.0.0.21;
         server 10.0.0.22;
        }
    upstream phpserver {
         server 10.0.0.23;
         server 10.0.0.24;
        }       #上面的配置写到http里面server外面
       
    server {
        listen 80;
        server_name www.baidu.com;
        location / {                        #html的配置
        proxy_pass http://web;
        }

        location ~* \.php$ {         #php的配置
        proxy_pass http://phpserver;
        }