Nginx的upstream配置和作用详解

upstream的基本概念

upstream是Nginx中用于定义后端服务器组的模块，主要用于负载均衡和反向代理场景。它允许你将多个后端服务器组合在一起，Nginx会根据配置的负载均衡策略将请求分发到这些服务器上。

upstream的基本语法

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

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

upstream的主要作用

1. 负载均衡：将请求分发到多个后端服务器
2. 高可用性：当某个后端服务器不可用时自动切换到其他服务器
3. 健康检查：可以配置对后端服务器的健康状态监测
4. 会话保持：支持基于cookie的会话保持功能

upstream的详细配置参数

服务器权重

upstream backend {
    server backend1.example.com weight=5;
    server backend2.example.com weight=3;
    server backend3.example.com;
}

• weight参数指定服务器的权重，默认为1
• 权重越高，被分配到的请求越多

服务器状态参数

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

• max_fails：允许失败的次数，超过后认为服务器不可用
• fail_timeout：服务器被标记为不可用的时间
• backup：标记为备用服务器，只有当其他服务器不可用时才使用

负载均衡算法

1. 轮询(默认)：按顺序依次分配请求
2. 加权轮询：根据权重分配请求
3. IP哈希：基于客户端IP的哈希值分配请求

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

4. 最少连接：优先分配给当前连接数最少的服务器

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

5. 一致性哈希：基于特定key的哈希值分配请求

upstream backend {
    hash $request_uri consistent;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

健康检查

Nginx Plus版本支持主动健康检查：

upstream backend {
    zone backend 64k;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;

    health_check;
}

开源版可以通过第三方模块或被动健康检查实现。

实际应用示例

基本的负载均衡配置

upstream web_servers {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://web_servers;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

带健康检查的高级配置

upstream backend {
    server backend1.example.com:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server backend2.example.com:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server backup1.example.com:8080 backup;
    server backup2.example.com:8080 backup;

    keepalive 32;
}

server {
    listen 80;

    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Connection "";
    }
}

注意事项

1. 确保后端服务器能够处理Nginx转发的请求
2. 合理设置超时参数以避免请求堆积
3. 在高并发场景下考虑使用keepalive连接
4. 监控upstream中各服务器的状态和性能

通过合理配置upstream，可以显著提高Web应用的可用性、可靠性和性能。