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什么是负载均衡

 

在计算机的世界,这就是大家耳熟能详的负载均衡(load balancing),所谓负载均衡,就是说如果一组计算机节点(或者一组进程)提供相同的(同质的)服务,那么对服务的请求就应该均匀的分摊到这些节点上。

 

这里的服务是广义的,可以是简单的计算,也可能是数据的读取或者存储。负载均衡也不是新事物,这种思想在多核CPU时代就有了,只不过在分布式系统中,负载均衡更是无处不在,这是分布式系统的天然特性决定的,分布式就是利用大量计算机节点完成单个计算机无法完成的计算、存储服务,既然有大量计算机节点,那么均衡的调度就非常重要。

 

负载均衡的意义在于,让所有节点以最小的代价、最好的状态对外提供服务,这样系统吞吐量最大,性能更高,对于用户而言请求的时间也更小。而且,负载均衡增强了系统的可靠性,最大化降低了单个节点过载、甚至crash的概率。


不难想象,如果一个系统绝大部分请求都落在同一个节点上,那么这些请求响应时间都很慢,而且万一节点降级或者崩溃,那么所有请求又会转移到下一个节点,造成雪崩。

 

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如何实现负载均衡

 

回答可以如下:

在nginx里面配置一个upstream,然后把相关的服务器ip都配置进去。然后采用轮询的方案,然后在nginx里面的配置项里,proxy-pass指向这个upstream,这样就能实现负载均衡。

 

nginx的负载均衡有4种模式:

 

1)、轮询(默认)

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器down掉,能自动剔除。

 

2)、weight

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。

 

3)、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后端服务器,可以解决session的问题。

 

4)、fair , url_hash(第三方)

按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。

 

负载均衡配置方法

 

打开nginx.conf文件,在http节点下添加upstream节点:

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

其中webname是自己取的名字,最后会通过这个名字在url里访问的,像上面这个例子一样什么都不加就是默认的轮询,第一个请求过来访问第一个server,第二个请求来访问第二个server。依次轮着来。

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

这个weight也很好理解,权重大的被访问的概率就大,上面这个例子的话,访问2次server1,访问一次server2

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

ip_hash的配置也很简单,直接加一行就可以了,这样只要是同一个ip过来的都会到同一台server上。然后在server节点下进行配置:

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代替了原来的ip地址。

这样就基本完成了负载均衡的配置。

 

下面是主备的配置:

还是在upstream里面

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

设置某一个节点为backup,那么一般情况下所有请求都访问server1,当server1挂掉或者忙的的时候才会访问server2

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

设置某个节点为down,那么这个server不参与负载。

 

实现实例

 

1 测试环境

由于没有服务器,所以本次测试直接host指定域名,然后在VMware里安装了三台CentOS。

 

  • 测试域名 http://a.com

  • A服务器IP :192.168.5.149 (主)

  • B服务器IP :192.168.5.27

  • C服务器IP :192.168.5.126

 

2 部署思路

A服务器做为主服务器,域名直接解析到A服务器(192.168.5.149)上,由A服务器负载均衡到B服务器(192.168.5.27)与C服务器(192.168.5.126)上。

 

3 域名解析

由于不是真实环境,域名就随便使用一个http://a.com用作测试,所以http://a.com的解析只能在hosts文件设置。

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

在末尾添加

192.168.5.149    a.com 

保存退出,然后启动命令模式ping下看看是否已设置成功

 

A、服务器nginx.conf设置

打开nginx.conf,文件位置在nginx安装目录的conf目录下。

http段加入以下代码

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; 
    } 
}

保存重启nginx

 

B、C服务器nginx.conf设置

打开nginx.conf,在http段加入以下代码

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

保存重启nginx

 

测试

当访问a.com的时候,为了区分是转向哪台服务器处理我分别在B、C服务器下写一个不同内容的index.html文件,以作区分。

打开浏览器访问a.com结果,刷新会发现所有的请求,均分别被主服务器(192.168.5.149)分配到B服务器(192.168.5.27)与C服务器192.168.5.126)上,实现了负载均衡效果。

 

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