使用Nginx的ngx_http_upstream_module实现负载均衡

ngx_http_upstream_module是Nginx的一个核心模块，用于定义服务器组(upstream)来实现HTTP负载均衡。下面详细介绍如何使用这个模块实现负载均衡功能。

基本配置步骤

1. 定义upstream服务器组

在Nginx配置文件中(通常在nginx.conf或/etc/nginx/conf.d/下的某个文件中)，使用upstream指令定义一组后端服务器：

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

2. 配置代理转发

在server或location块中，使用proxy_pass指令将请求转发到upstream组：

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

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

负载均衡算法

Nginx支持多种负载均衡算法：

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(基于客户端IP)

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

4. 最少连接数

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

5. 基于响应时间(商业版Nginx Plus)

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

高级配置选项

1. 服务器状态参数

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

• max_fails: 允许失败次数
• fail_timeout: 失败超时时间
• backup: 备用服务器
• down: 标记服务器不可用

2. 健康检查(商业版Nginx Plus)

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

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

3. 会话保持

upstream backend {
    sticky cookie srv_id expires=1h domain=.example.com path=/;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

完整示例

http {
    upstream backend {
        # 使用最少连接算法
        least_conn;

        # 后端服务器配置
        server 192.168.1.100:8080 weight=3 max_fails=2 fail_timeout=30s;
        server 192.168.1.101:8080 weight=2;
        server 192.168.1.102:8080 backup;

        # 保持连接数
        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;

            # 连接超时设置
            proxy_connect_timeout 5s;
            proxy_send_timeout 10s;
            proxy_read_timeout 10s;
        }
    }
}

注意事项

1. 确保后端服务器上的应用正确处理Host头和其他代理相关头信息
2. 根据业务需求选择合适的负载均衡算法
3. 合理设置超时参数，避免请求堆积
4. 对于有状态应用，考虑使用ip_hash或sticky session
5. 定期监控后端服务器的健康状态

通过以上配置，Nginx可以有效地将HTTP请求分发到多个后端服务器，实现负载均衡功能。