Nginx實用篇：實現負載均衡、限流與動靜分離
| 原創作者/編輯：凱哥Java
| 分類：Nginx學習系列教程
nginx的logo
Nginx 作為一款高效能的 HTTP 伺服器及反向代理解決方案，在網際網路架構中扮演著至關重要的角色。它不僅支援負載均衡、流量控制等功能，還能夠有效地實現動靜分離，以此來增強系統的穩定性和響應速度。本文將詳細介紹這些功能的應用場景及具體配置方法。
一、負載均衡
Nginx 透過反向代理機制實現負載均衡，將前端使用者的請求智慧地分散到多個後端伺服器上，從而提升整體的服務能力和系統的高可用性。
配置示例:
在 http 區塊內定義 upstream 伺服器池，指定多個後端伺服器地址：
http {
upstream backend_servers {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
server backend3.example.com;
}
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://backend_servers;
}
}
}
負載均衡演算法：
輪詢（Round Robin）：預設情況下，請求會按照順序輪流傳送到各個伺服器。
權重（Weight）：允許為每個伺服器分配不同的權重，權重越高，接收請求的機率越大。
IP 雜湊（IP Hash）：根據客戶端 IP 地址進行雜湊運算，使得來自同一客戶端的請求始終指向相同的後端伺服器。
最少連線（Least Connections）：選擇當前連線數最少的伺服器來處理新的請求。
示例配置如下：
upstream backend_servers {
server backend1.example.com weight=3;
server backend2.example.com;
server backend3.example.com;
}
upstream backend_servers {
ip_hash;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
server backend3.example.com;
}
upstream backend_servers {
least_conn;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
server backend3.example.com;
}
二、流量控制（限流）
Nginx 提供了強大的限流功能，透過 ngx_http_limit_req_module 模組來限制單位時間內客戶端的請求數量，防止伺服器因過多請求而過載。
配置示例：
首先在 http 區塊內宣告一個限流區域，並指定其共享記憶體大小及最大請求速率：
http {
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=traffic_control:10m rate=10r/s;
server {
listen 80;
location / {
limit_req zone=traffic_control burst=20 nodelay;
proxy_pass http://backend_servers;
}
}
}
引數解析：
limit_req_zone定義了一個名為 traffic_control 的限流區域，共享記憶體大小為 10MB，最大請求速率為每秒 10 個請求。
limit_req 應用了上述區域，burst=20 允許短時間內的請求爆發，nodelay 表示超出限速的請求立即返回錯誤。
三、動靜分離
動靜分離是透過區分動態與靜態請求，分別處理以達到提升網站效能的目的。對於靜態資源（如圖片、樣式表、指令碼檔案），Nginx 可以直接處理；而對於動態請求，則由 Nginx 代理到後端應用伺服器進行處理。
配置示例：
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://backend_servers;
}
location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|css|js|ico|html)$ {
root /var/www/static;
expires 30d;
}
}
引數解析：
location / 匹配所有路徑，將請求代理給後端伺服器。
location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|css|js|ico|html)$ 匹配特定型別的靜態檔案，並直接由 Nginx 返回。root指定靜態檔案存放的目錄，expires 設定客戶端快取時間為 30 天。
結語
Nginx 以其靈活多變的配置方式和高效的執行能力，成為現代 Web 架構不可或缺的一部分。無論是透過反向代理實現的負載均衡，還是限流機制以及動靜分離策略，都能極大地改善服務質量和使用者體驗。熟練掌握這些配置技巧，可以幫助我們更好地發揮 Nginx 的潛力，進一步提升 Web 應用的整體效能。