Nginx入門到實戰（3）負載均衡和快取服務

一、負載均衡

負載均衡的實現方法就是我們上章介紹的反向代理 。將客戶的請求通過 nginx 分發（反向代理）到一組多臺不同的伺服器上

這一組伺服器我們稱為 服務池（upstream server），池內的每一個伺服器稱為一個 單元，服務池內將對每一個單元進行請求輪訓，實現負載均衡

#配置
語法：upstream name ...
預設：——
位置：http

upstream #自定義組名 {
    server x1.baidu.com;    #可以是域名
    server x2.baidu.com;    
    #server x3.baidu.com    
                            #down         不參與負載均衡
                            #weight=5;    權重，越高分配越多  
                            #backup;      預留的備份伺服器
                            #max_fails    允許失敗的次數
                            #fail_timeout 超過失敗次數後，服務暫停時間
                            #max_coons    限制最大的接受的連線數
                            #根據伺服器效能不同，配置適合的引數
    
    #server 106.xx.xx.xxx;        可以是ip
    #server 106.xx.xx.xxx:8080;   可以帶埠號
    #server unix:/tmp/xxx;        支出socket方式
}

假設我們有三臺伺服器，並且假設它們的IP地址，前端負載均衡伺服器A（127.0.0.1），後臺伺服器B（127.0.0.2），後臺伺服器C（127.0.0.3）

新建檔案 proxy.conf，內容如下，上一章介紹的反向代理配置

proxy_redirect default;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 60;
proxy_buffer_size 32k;
proxy_buffering on;
proxy_buffers 4 128k;
proxy_busy_buffers_size 256k;
proxy_max_temp_file_size 256k;

#伺服器A的配置
http {
    ...
    upstream xxx {
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
    }
    server {
        liseten 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://xxx     #upstream 對應自定義名稱
            include proxy.conf;  
        }
    }
}

#伺服器B、伺服器C的配置
server {
    liseten 80;
    server_name localhost;
    location / {
         index  index.html
    }
}

排程演算法

• 輪訓：按時間順序逐一分配到不同的後端伺服器
• 加權輪訓：weight值越大，分配到的機率越高
• ip_hash：每個請求按訪問IP的hash結果分配，這樣來自同一個IP固定訪問一個後端伺服器
• least_conn：最少連結數，哪個機器連線數少就分發給誰
• url_hash：按照訪問的URL的hash結果來分配請求，每一個URL定向到同一個後端伺服器
• hash關鍵數值：hash自定義key

ip_hash 配置

  upstream xxx {
        ip_hash;
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
  }

ip_hash存在缺陷，當前端伺服器再多一層時，將獲取不到使用者的正確IP，獲取的將是前一個前端伺服器的IP，因此 nginx1.7.2版本推出了 url_hash

url_hash 配置

  upstream xxx {
        hash $request_uri;
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
  }

二、快取服務

1. 快取型別

• 服務端快取：快取儲存在後端伺服器，如redis,memcache
• 代理快取：快取儲存在代理伺服器或者中介軟體上，它的內容是從後端伺服器獲取的，但是儲存在自己本地
• 客戶端快取：快取在瀏覽器內的

2. nginx 代理快取
客戶端請求nginx，nginx檢視本地是否有快取資料，若有直接返回給客戶端，若沒有再去後端伺服器請求

http {          
    proxy_cache_path    /var/www/cache #快取地址
                        levels=1:2 #目錄分級
                        keys_zone=test_cache:10m #開啟的keys空間名字:空間大小(1m可以存放8000個key)
                        max_size=10g #目錄最大大小(超過時，不常用的將被刪除)
                        inactive=60m #60分鐘內沒有被訪問的快取將清理
                        use_temp_path=pff; #是否開啟存放臨時檔案目錄，關閉預設儲存在快取地址 
                                         
    server {
        ...
        location / {
            proxy_cache test_cache;    #開啟快取對應的名稱，在keys_zone命名好
            proxy_cache_valid 200 304 12h;    #狀態碼為200 304的快取12小時
            proxy_cache_valid any 10m;    #其他狀態快取10小時
            proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;    #設定key值
            add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status";
        }     
    }                    
}

當有個特定請求我們不需要快取的時候，在上面配置的內容中加入以下配置

server {
    ...
    if ($request_uri ~ ^/(login|register) ) {    #當請求地址有login或register時
        set $nocache = 1;    #設定一個自定義變數為true
    }  
    location / {
        proxy_no_cache $nocache $arg_nocache $arg_comment;
        proxy_no_cache $http_pragma $http_authoriztion;
    }
}

3. 分片請求

早期版本 nginx 對大檔案的分片請求不支援快取，1.9版本後slice模組實現了這個功能
前端發起請求，nginx去獲取這個請求檔案的大小，若超過我們的定義slice的大小，會進行切片，分割成多個小的請求去請求後端，到前端就成為一個一個獨立的快取檔案

優勢：每個子請求收到的資料都會形成獨立檔案，一個請求中斷了，其他請求不受影響，原本情況請求中斷，再次請求檔案將從頭開始，而開啟分片請求，就接下去獲取未請求的小檔案

劣勢：當檔案很大或者slice很小時，可能會導致檔案描述符耗盡等情況

 語法：   slice size;    #當大檔案請求時，設定size為每個小檔案的大小
 預設：   slice 0;
 位置：   http/server/location