Nginx负载均衡配置详解

一、负载均衡基础概念

负载均衡（Load Balancing）是将网络流量分发到多个服务器的技术，目的是优化资源使用、最大化吞吐量、减少响应时间，并避免单点故障。

二、Nginx负载均衡配置核心指令

1. upstream模块

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com;
}

2. server指令参数

upstream backend {
    server backend1.example.com weight=5;
    server backend2.example.com max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server backend3.example.com backup;
}

• weight：权重，默认为1
• max_fails：最大失败次数，超过后标记为不可用
• fail_timeout：失败超时时间
• backup：备用服务器
• down：标记服务器永久不可用

三、负载均衡算法

1. 轮询（默认）

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

2. 加权轮询

upstream backend {
    server backend1.example.com weight=3;
    server backend2.example.com weight=2;
}

3. IP哈希

upstream backend {
    ip_hash;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

4. 最少连接

upstream backend {
    least_conn;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

5. 基于响应时间（商业版）

upstream backend {
    fair;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

四、完整配置示例

http {
    upstream backend {
        least_conn;

        server 192.168.1.100:8080 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        server 192.168.1.101:8080 weight=3;
        server 192.168.1.102:8080 backup;

        keepalive 32;
    }

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

            # 健康检查相关
            proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
            proxy_connect_timeout 2s;
            proxy_read_timeout 5s;
            proxy_send_timeout 5s;
        }
    }
}

五、高级配置技巧

1. 长连接优化

upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;

    keepalive 32;  # 保持的连接数
}

2. 会话保持

upstream backend {
    hash $cookie_jsessionid;
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

3. 健康检查

商业版Nginx Plus支持主动健康检查：

upstream backend {
    zone backend 64k;
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;

    health_check interval=5s fails=3 passes=2 uri=/health;
}

开源版可通过第三方模块或被动检查实现：

proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;

六、常见问题解决方案

1. 后端服务器获取真实客户端IP

location / {
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

2. 负载不均衡问题

• 检查权重配置是否正确
• 检查是否有IP哈希策略导致不均衡
• 检查后端服务器性能是否一致

3. 502 Bad Gateway错误

• 检查后端服务是否正常运行
• 调整proxy_connect_timeout值
• 检查防火墙设置

七、性能优化建议

1. 启用keepalive减少连接建立开销
2. 根据业务特点选择合适的负载均衡算法
3. 合理设置超时参数
4. 监控后端服务器性能，及时调整权重
5. 考虑使用Nginx Plus获取更高级功能

通过以上配置和优化，Nginx可以成为一个高效、可靠的负载均衡解决方案。