Nginx 学习笔记：http代理/负载均衡/长连接/健康检查
Nginx 学习笔记：http代理/负载均衡/长连接/健康检查
Nginx 是一款轻量级的 Web 服务器、反向代理服务器，由于它的内存占用少，启动极快，高并发能力强，在互联网项目中广泛应用。
在使用中，经常将其用到以下几个方面：
- 反向代理 SPA/SSR 应用
- 负载均衡
Ubuntu 配置 Nginx
安装 nginx：
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sudo apt-get install nginx
重启 nginx 前，需要测试 nginx 配置是否正确：
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sudo nginx -t
重新加载 nginx：
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sudo nginx -s reload
不特殊指定，默认加载/etc/conf/nginx.conf 的配置。
Nginx 默认配置解读
对于nginx version: nginx/1.14.0 (Ubuntu)版本的 nginx，默认配置如下所示：
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user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;
include /etc/nginx/modules-enabled/*.conf;
events {
worker_connections 768;
# multi_accept on;
}
http {
##
# Basic Settings
##
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
# server_tokens off;
# server_names_hash_bucket_size 64;
# server_name_in_redirect off;
include /etc/nginx/mime.types;
default_type application/octet-stream;
##
# SSL Settings
##
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; # Dropping SSLv3, ref: POODLE
ssl_prefer_server_ciphers on;
##
# Logging Settings
##
access_log /var/log/nginx/access.log;
error_log /var/log/nginx/error.log;
##
# Gzip Settings
##
gzip on;
# gzip_vary on;
# gzip_proxied any;
# gzip_comp_level 6;
# gzip_buffers 16 8k;
# gzip_http_version 1.1;
# gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
##
# Virtual Host Configs
##
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
include /etc/nginx/sites-enabled/*;
}
#mail {
# # See sample authentication script at:
# # <http://wiki.nginx.org/ImapAuthenticateWithApachePhpScript>
#
# # auth_http localhost/auth.php;
# # pop3_capabilities "TOP" "USER";
# # imap_capabilities "IMAP4rev1" "UIDPLUS";
#
# server {
# listen localhost:110;
# protocol pop3;
# proxy on;
# }
#
# server {
# listen localhost:143;
# protocol imap;
# proxy on;
# }
#}
几个重要的点：
- user：代表执行 nginx 的用户，可以换成权限更高的用户
- http/mail：代表 http/邮箱服务的配置
include /etc/nginx/conf.d/*.conf：加载 conf.d 下的所有以.conf 结尾的配置文件
在配置的时候，一般都将对应的配置文件放在/etc/nginx/conf.d/。
代理 Http(s)服务
xin-tan.com 是 vuepress 构建的，为了提供给用户更好的浏览体验，用 nginx 做服务器，要求如下：
- 强制 https：监听 80 port，请求转发给 443 port（换协议）
- 配置 SSL 证书：配置私钥文件和证书文件（一般云厂商申请的 ssl 证书，都有对应说明）
- 指定 locaiton：和 SPA 应用一致，路由交给前端 router 管理
代码：https://github.com/dongyuanxin/blog/blob/master/nginx.conf
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server {
listen 80;
server_name xin-tan.com;
# nginx最新写法
return 301 https://$server_name$request_uri;
location / {
root /home/ubuntu/data/blog-static;
index index.html index.htm index.nginx-debian.html;
try_files $uri $uri/ =404;
}
}
server {
listen 443 ssl;
#填写绑定证书的域名
server_name xin-tan.com;
#证书文件名称
ssl_certificate /tmp/1_bundle.crt;
#私钥文件名称
ssl_certificate_key /tmp/2.key;
ssl_session_timeout 5m;
#请按照以下协议配置
ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
#请按照以下套件配置，配置加密套件，写法遵循 openssl 标准。
ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE;
ssl_prefer_server_ciphers on;
location / {
#网站主页路径。此路径仅供参考，具体请您按照实际目录操作。
root /home/ubuntu/data/blog-static;
index index.html index.htm index.nginx-debian.html;
try_files $uri $uri/ =404;
}
}
实现负载均衡
nginx 的优势之一是：可以代理多个服务器。
通俗来说，按照某些规则，将请求分配给对应的服务器。从而实现某些方面（请求量、服务器负载等等）的负载均衡。
基本配置
假设针对 a.com 域名的 http 服务，提供负载均衡。并且有多个后端服务，分别运行在本地服务（也可以是同一 vpc 下、或者远程服务器）的不同端口。
假设这些后端服务都是相同的逻辑，并且是无状态服务。
那么首先需要配置反向代理：
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server {
listen 80;
server_name 193.112.241.232;
location / {
proxy_pass <http://myservers>;
}
}
这里的 myservers 是 upstream 的 name（往下看就明白了）。
负载均衡的各种策略（upstream）
1、普通轮询
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upstream myservers {
server 127.0.0.1:4445;
server 127.0.0.1:4446;
}
2、按权重轮询
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upstream myservers {
server 127.0.0.1:4445 weight=10;
server 127.0.0.1:4446 weight=1;
}
3、ip hash：相同的 ip 负载到同一个 upstream server
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upstream myservers{
ip_hash;
server 127.0.0.1:4445 weight=1;
server 127.0.0.1:4446 weight=2;
}
4、一致性 hash
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upstream myservers{
hash $custom_key consistent;
server 127.0.0.1:4445 weight=2;
server 127.0.0.1:4446 weight=1;
}
5、自定义 hash 规则：可以使用 Nginx 变量
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upstream myservers{
hash $uri;
server 127.0.0.1:4445
server 127.0.0.1:4446;
}
配置 HTTP 长连接
为什么要用长连接？
- 不需要每次 tcp 请求都经历握手和挥手的过程
- 提高响应请求响应时间，减少 time-wait 状态的 Socket
Nginx 配置思路
先来看请求链路过程是：C 端请求 => Nginx 代理 => 上游的 Server。
所以，Nginx 要做到两头都是长连接：
- C 端请求 => Nginx 代理：nginx 扮演 server
- Nginx 代理 => 上游的 Server：naginx 扮演 client
思路和 nginx 在不同过程中的“角色”清除后，剩下就是配置了。
Nginx 配置
C 端到 Nginx
默认配置文件中已有：keepalive_timeout。为 0，禁用长连接；不为 0，代表长连接超时关闭时间。
除此之外，还有常用的：keepalive_requests。默认为 100，为一个长连接能接受的最大请求数。
Nginx 到上游 Server
反向代理配置中，需要支持 keep-alive：
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server {
listen 80;
server_name 193.112.241.232;
location / {
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Connection "";
proxy_pass <http://myservers>;
}
}
到上游 Server 的配置：
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upstream myservers {
server 127.0.0.1:4445;
server 127.0.0.1:4446;
keepalive 100;
}
服务健康检查
为什么要心跳检查？
目的是为了 Server 的健康检查。因为 nginx 支持 4 层和 7 层代理，所以支持 tcp 心跳检查和 http 心跳检查。
nginx 配置
http 心跳检查：
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upstream myservers {
server 127.0.0.1:4445;
server 127.0.0.1:4446;
# 5s检查一次。检查成功1次，标记server存活；失败5次，标记挂掉。
check interval=5000 rise=1 fail=5 timeout=5000 type=http;
# http 心跳包
check_http_send "HEAD /status HTTP/1.0\\r\\n\\r\\n";
check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
}
tcp 检查：
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upstream myservers {
server 127.0.0.1:4445 weight=1;
server 127.0.0.1:4446 weight=2;
check interval=5000 rise=1 fail=5 timeout=5000 type=tcp;
}
参考资料
- Nginx 中保持长连接的配置 - 运维记录
- HTTP 的长连接和短连接——Node 上的测试
- 《亿级流量网站架构核心技术》
本文由作者按照 CC BY 4.0 进行授权