一文搞懂Nginx反向代理、负载均衡的原理与配置

大家好,我是IT售前工程师Bernie。

本文重点介绍反向代理、正向代理的区别,以及Nginx的反向代理、负载均衡原理。

为什么需要代理服务器

当一个网站并发量特别小,用户特别少的时候,我们在服务器上放一个Tomcat就够用了。但是,随着网站的用户激增,比如运营做得好,一下子多出来几万个注册用户,服务器可能一下子就被打懵了。

一台服务器就满足不了我们的需求,那我们应该怎么办呢?

有人说,横向扩展服务器,每台服务器上放一个Tomcat。其实这样的方式是不合适的,原因很简单:session包含这很多单点认证的信息,但是session在不同的服务器之间是不能共享的。在这台服务器上登录了一请求,另外一台服务器又算没登录,这显然不行。

这时候,我们迫切需要有个中间件来帮我们解决服务器扩展的问题。最好的结果是:我们访问一个代理服务器,这个服务器帮我们把所有的请求按照一定的规则,将任务分配到其他的业务服务器上。

代理服务器能够去自动帮我们维持后面三台服务器的一个配置关联,然后能够自动的去帮我们把用户的请求转发到业务服务器上。

反向代理 VS 正向代理

在正式引入Nginx反向代理之前,我们先解释下什么是正向代理,什么是反向代理。

正向代理

正向代理类似一个跳板机,代理访问外部资源。比如我们国内访问Google,直接访问访问不到,我们可以通过一个正向代理服务器,请求发到代理服,代理服务器能够访问Google,这样由代理去Google取到返回数据,再返回给我们,这样我们就能访问Google了。

说简单点,正向代理是代理的客户端,位置处于客户端上。比如大家平时使用的翻墙软件、内网VPN,都属于正向代理。

正向代理的优点:

① 访问原来无法访问的资源,如google

② 以做缓存,加速访问资源

③ 对客户端访问授权,上网进行认证

④ 代理可以记录用户访问记录(上网行为管理),对外隐藏用户信息

反向代理

反向代理(Reverse Proxy)是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端,此时代理服务器对外就表现为一个服务器。

说简单点,反向代理是代理的服务器,位置处于服务器一侧。本文说的Nginx的代理方式就属于典型的反向代理。

反向代理的优点:

① 保证内网的安全,阻止web攻击,大型网站,通常将反向代理作为公网访问地址,Web服务器是内网

② 负载均衡,通过反向代理服务器来优化网站的负载

Nginx反向代理

Nginx是一款高性能的HTTP和反向代理的外部服务器,它能够支撑大概5万个并发连接的请求响应。Tomcat只能处理5、6百个并发请求,跟它一比真的是相形见绌了。

Nginx反向代理的配置

Nginx负载均衡

在服务器集群中,将请求集中到配置了Nginx的代理服务器上,让代理服务器完成任务分发,由不同的业务服务器接收并处理任务。

Nginx负载均衡的实现策略有轮询,ipHash、随机数等算法等

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 p_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。

其中,常用的是轮询式。

下面是nginx.conf文件,修改server中的一些属性即可。

我们还可以通过设置权重(weight)的方式来控制每台机器的负载量,如果某台机器的带宽更大、性能更好,可以将其权重设高一点。

这里如果设置7:2:1的话,如果移动有10次请求的话,有7次会打在服务器A上,2次打在服务器B上,1次打在服务器C上。

1.5. 总结

以上是关于Nginx反向代理和负载均衡的机制原理,软件层面的负载均衡方案,不仅仅有Nginx一种。其他类型的反向代理会在后续的文章中详细介绍。

我是IT售前工程师Bernie,欢迎关注!下期见~

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