Nginx 反向代理与负载均衡

Nginx特点:反向代理

正向代理
说反向代理之前,我们先看看正向代理,正向代理也是大家最常接触的到的代理模式,我们会从两个方面来说关于正向代理的处理模式,分别从软件方面和生活方面来解释一下什么叫正向代理。

在如今的网络环境下,我们如果由于技术需要要去访问国外的某些网站,此时你会发现位于国外的某网站我们通过浏览器是没有办法访问的,此时大家可能都会用梯子进行访问,这种方式主要是找到一个可以访问国外网站的代理服务器,我们将请求发送给代理服务器,代理服务器去访问国外的网站,然后将访问到的数据传递给我们!

上述这样的代理模式称为正向代理,正向代理最大的特点是客户端非常明确要访问的服务器地址;服务器只清楚请求来自哪个代理服务器,而不清楚来自哪个具体的客户端;正向代理模式屏蔽或者隐藏了真实客户端信息。


反向代理

明白了什么是正向代理,我们继续看关于反向代理的处理方式,举例如我大天朝的某宝网站,每天同时连接到网站的访问人数已经爆表,单个服务器远远不能满足人民日益增长的购买欲望了,此时就出现了一个大家耳熟能详的名词:分布式部署;也就是通过部署多台服务器来解决访问人数限制的问题;某宝网站中大部分功能也是直接使用nginx进行反向代理实现的,并且通过封装nginx和其他的组件之后起了个高大上的名字:Tengine,有兴趣的童鞋可以访问Tengine的官网查看具体的信息:http://tengine.taobao.org/

简单来说:反向代理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。

那么反向代理具体是通过什么样的方式实现的分布式的集群操作呢,我们先看一个示意图:


通过上述的图解大家就可以看清楚了,多个客户端给服务器发送的请求,nginx服务器接收到之后,按照一定的规则分发给了后端的业务处理服务器进行处理了。此时~请求的来源也就是客户端是明确的,但是请求具体由哪台服务器处理的并不明确了,nginx扮演的就是一个反向代理角色。

反向代理,主要用于服务器集群分布式部署的情况下,反向代理隐藏了服务器的信息!
通常情况下,我们在实际项目操作时,正向代理和反向代理很有可能会存在在一个应用场景中,正向代理代理客户端的请求去访问目标服务器,目标服务器是一个反向单利服务器,反向代理了多台真实的业务处理服务器。具体的拓扑图如下:

反向代理的作用

  • ①保护网站安全:任何来自Internet的请求都必须先经过代理服务器;
  • ②通过配置缓存功能加速Web请求:可以缓存真实Web服务器上的某些静态资源,减轻真实Web服务器的负载压力;
  • ③实现负载均衡:充当负载均衡服务器均衡地分发请求,平衡集群中各个服务器的负载压力;

负载均衡

请求数量按照一定的规则进行分发到不同的服务器处理的规则,就是一种均衡规则,将服务器接收到的请求按照规则分发的过程,称为负载均衡。

负载均衡在实际项目操作过程中,有硬件负载均衡和软件负载均衡两种,硬件负载均衡也称为硬负载,如F5负载均衡,相对造价昂贵成本较高,但是数据的稳定性安全性等等有非常好的保障,如中国移动中国联通这样的公司才会选择硬负载进行操作;更多的公司考虑到成本原因,会选择使用软件负载均衡,软件负载均衡是利用现有的技术结合主机硬件实现的一种消息队列分发机制。

nginx支持的负载均衡调度算法方式如下:

  • weight轮询(默认):接收到的请求按照顺序逐一分配到不同的后端服务器,即使在使用过程中,某一台后端服务器宕机,nginx会自动将该服务器剔除出队列,请求受理情况不会受到任何影响。 这种方式下,可以给不同的后端服务器设置一个权重值(weight),用于调整不同的服务器上请求的分配率;权重数据越大,被分配到请求的几率越大;该权重值,主要是针对实际工作环境中不同的后端服务器硬件配置进行调整的。
  • ip_hash:每个请求按照发起客户端的ip的hash结果进行匹配,这样的算法下一个固定ip地址的客户端总会访问到同一个后端服务器,这也在一定程度上解决了集群部署环境下session共享的问题。
  • fair:智能调整调度算法,动态的根据后端服务器的请求处理到响应的时间进行均衡分配,响应时间短处理效率高的服务器分配到请求的概率高,响应时间长处理效率低的服务器分配到的请求少;结合了前两者的优点的一种调度算法。但是需要注意的是nginx默认不支持fair算法,如果要使用这种调度算法,请安装upstream_fair模块。
  • url_hash:按照访问的url的hash结果分配请求,每个请求的url会指向后端固定的某个服务器,可以在nginx作为静态服务器的情况下提高缓存效率。同样要注意nginx默认不支持这种调度算法,要使用的话需要安装nginx的hash软件包。

代码演示

upstream user_hosts {
        server 118.89.106.129:80 weight=1;
        server 118.25.176.64:80 weight=5;
}

server {
  listen        80;
  server_name   qian.me www.qian.me;
  root          /usr/share/nginx/xhtml;
  index index.html index.htm;
  location / {    
        proxy_set_header Host www.54php.cn;
        proxy_pass http://user_hosts;
  }
}

1.客户端访问qian.me的时候,反向代理服务器(118.25.176.64:80)通过 proxy_set_header 将服务器(www.54php.cn)的资源返回给客户端。

2.设置多个server实现负载均衡,如果不设置权中 weight 将以轮询的方式调度服务器。

参考
图解说说 正向代理、反向代理、透明代理

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