nginx负载均衡算法有哪些,nginx实现负载均衡的方式有哪些

nginx负载均衡算法有哪些,nginx实现负载均衡的方式有哪些详细介绍

本文目录一览： Nginx实现负载均衡

实现负载均衡可有以下算法：
Nginx实现负载均衡的原理是利用Http重定向实现负载均衡
rpm 安装方式nginx配置文件地址 /etc/nginx/conf.d 目录下面，配置文件内容结构如下：
修改完配置文件以后，还需要输入重新加载配置命令：
我们从官网上面看一下负载均衡配置案例，然后根据案例配置去对每项参数进行解释，案例如下( 注意：以下模块内容必须放在http模块下 )：
从上面这个案例Nginx会作如下执行，默认情况下，请求使用 加权循环平衡法。 在上面的示例中，每 7 个请求将按如下方式分配： 5个请求去 backend1.example.com 向第二台和第三台服务器分别发送一个请求。 如果在与服务器通信过程中发生错误，请求将 被传递到下一个服务器，依此类推，直到所有的功能 服务器将被尝试。 如果无法从任何服务器获得成功的响应， 客户端将收到与最后一个服务器通信的结果。
语法：
parameters类别：
商业版本需要付费的其他属性这里就不阐述了
1）轮训策略：
upstream模块默认的负载均衡策略是轮训策略，它会依次在服务列表进行分发
2）加权策略：
容器会根据server设置的权重进行请求分配，例如server1 weight=5 ，server2 weight=2 将会使得每 7 个请求将按如下方式分配server1 5个请求，server2两个请求。
3）Ip哈希策略：
其中请求 根据客户端 IP 地址在服务器之间分布，确保来自同一客户端的请求将始终 传递到同一服务器。使用方法是在upstream模块下面添加ip_hash;
4）最少连接数策略(least_conn)：
指定组应使用负载平衡方法，其中请求 传递给活动连接数最少的服务器， 考虑到服务器的权重。 如果有多个这样的服务器，它们会依次尝试使用 加权循环平衡法。
5）扩展策略（需要安装插件）：
还有一些其他需要付费的策略这里就不进行阐述了，比如：最少时间策略（ least_time）、随机策略等。

nginx 负载均衡（upstream）4种分配方式

实例 1 ? ?? (简单用法)

实例 2 ? ?? (动态可配置组)

参数说明：

解决session

1、轮询（默认）????每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。

2、weight????????指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。

3、ip_hash????每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题。

4、fair（第三方）按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

5、url_hash（第三方）????按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。

如：

使用Nginx实现负载均衡

一、负载均衡的作用

1、转发功能

按照一定的算法【权重、轮询】，将客户端请求转发到不同应用服务器上，减轻单个服务器压力，提高系统并发量。

2、故障移除

通过心跳检测的方式，判断应用服务器当前是否可以正常工作，如果服务器期宕掉，自动将请求发送到其他应用服务器。

3、恢复添加

如检测到发生故障的应用服务器恢复工作，自动将其添加到处理用户请求队伍中。

二、Nginx实现负载均衡

1、源地址哈希法：根据获取客户端的IP地址，通过哈希函数计算得到一个数值，用该数值对服务器列表的大小进行取模运算，得到的结果便是客服端要访问服务器的序号。采用源地址哈希法进行负载均衡，同一IP地址的客户端，当后端服务器列表不变时，它每次都会映射到同一台后端服务器进行访问。

2、轮询法：将请求按顺序轮流地分配到后端服务器上，它均衡地对待后端的每一台服务器，而不关心服务器实际的连接数和当前的系统负载。

3、随机法：通过系统的随机算法，根据后端服务器的列表大小值来随机选取其中的一台服务器进行访问。

4、加权轮询法：不同的后端服务器可能机器的配置和当前系统的负载并不相同，因此它们的抗压能力也不相同。给配置高、负载低的机器配置更高的权重，让其处理更多的请；而配置低、负载高的机器，给其分配较低的权重，降低其系统负载，加权轮询能很好地处理这一问题，并将请求顺序且按照权重分配到后端。

5、加权随机法：与加权轮询法一样，加权随机法也根据后端机器的配置，系统的负载分配不同的权重。不同的是，它是按照权重随机请求后端服务器，而非顺序。

6、最小连接数法：由于后端服务器的配置不尽相同，对于请求的处理有快有慢，最小连接数法根据后端服务器当前的连接情况，动态地选取其中当前积压连接数最少的一台服务器来处理当前的请求，尽可能地提高后端服务的利用效率，将负责合理地分流到每一台服务器。

三、配置说明

四、轮询

五、权重

六、iphash

七、最少链接

八、fair

九、完整代码

十、也可以使用域名

nginx 负载均衡之一致性hash，普通hash

哈希负载均衡原理 ??ngx_http_upstream_hash_module支持普通的hash及一致性hash两种负载均衡算法，默认的是普通的hash来进行负载均衡。 ??nginx 普通的hash算法支持配置http变量值作为hash值计算的key，通过hash计算得出的hash值和总权重的余数作为挑选server的依据；nginx的一致性hash(chash)算法则要复杂一些。这里会对一致性hash的机制原理作详细的说明。 一致性hash算法的原理 一致性hash用于对hash算法的改进，后端服务器在配置的server的数量发生变化后，同一个upstream server接收到的请求会的数量和server数量变化之间会有变化。尤其是在负载均衡配置的upstream server数量发生增长后，造成产生的请求可能会在后端的upstream server中并不均匀，有的upstream server负载很低，有的upstream server负载较高，这样的负载均衡的效果比较差，可能对upstream server造成不良的影响。由此，产生了一致性hash算法来均衡。 ?? 那么为什么一致性hash算法能改善这种情况呢？这里引用网上资料的一致性hash算法的图例。 因为对于hash(k)的范围在int范围，所以我们将0~2^32作为一个环。其步骤为： 1，求出每个服务器的hash（服务器ip）值，将其配置到一个 0~2^n 的圆环上（n通常取32）。 2，用同样的方法求出待存储对象的主键 hash值，也将其配置到这个圆环上，然后从数据映射到的位置开始顺时针查找，将数据分布到找到的第一个服务器节点上。 其分布如图：

除了上边的优点，其实还有一个优点：对于热点数据，如果发现node1访问量明显很大，负载高于其他节点，这就说明node1存储的数据是热点数据。这时候，为了减少node1的负载，我们可以在热点数据位置再加入一个node，用来分担热点数据的压力。 雪崩效应
接下来我们来看一下，当有节点宕机时会有什么问题。如下图：
如上图，当B节点宕机后，原本存储在B节点的k1，k2将会迁移到节点C上，这可能会导致很大的问题。如果B上存储的是热点数据，将数据迁移到C节点上，然后C需要承受B+C的数据，也承受不住，也挂了。。。。然后继续CD都挂了。这就造成了雪崩效应。 上面会造成雪崩效应的原因分析： 如果不存在热点数据的时候，每台机器的承受的压力是M/2(假设每台机器的最高负载能力为M)，原本是不会有问题的，但是，这个时候A服务器由于有热点数据挂了，然后A的数据迁移至B，导致B所需要承受的压力变为M（还不考虑热点数据访问的压力），所以这个失败B是必挂的，然后C至少需要承受1.5M的压力。。。。然后大家一起挂。。。 所以我们通过上面可以看到，之所以会大家一起挂，原因在于如果一台机器挂了，那么它的压力全部被分配到一台机器上，导致雪崩。
怎么解决雪崩问题呢，这时候需要引入虚拟节点来进行解决。 虚拟节点
虚拟节点，我们可以针对每个实际的节点，虚拟出多个虚拟节点，用来映射到圈上的位置，进行存储对应的数据。如下图：
如上图：A节点对应A1，A2，BCD节点同理。这时候，如果A节点挂了，A节点的数据迁移情况是:A1数据会迁移到C2，A2数据迁移到D1。这就相当于A的数据被C和D分担了，这就避免了雪崩效应的发送，而且虚拟节点我们可以自定义设置，使其适用于我们的应用。
ngx_http_upstream_consistent_hash 该模块可以根据配置参数采取不同的方式将请求均匀映射到后端机器，比如：
指令 语法：consistent_hash variable_name 默认值：none 上下文：upstream
配置upstream采用一致性hash作为负载均衡算法，并使用配置的变量名作为hash输入。
参考文档： https://www.cnblogs.com/FengGeBlog/p/10615345.html http://www.ttlsa.com/nginx/nginx-upstream-consistent-hash-module/

四层负载均衡技术

通常使用的nginx负载均衡技术， 在网络分层中处于应用层（第七层），nginx与客户端建立连接（握手），然后再根据请求信息以及本地配置信息，将请求灵活的分发到不同的服务上。nginx这类7层负载均衡的优缺点都很明显。
除了nginx这种7层负载均衡策略，还有基于传输层（4层）的负载均衡策略。通过分析请求的 IP地址以及端口号 进行请求的负载均衡。根据请求处理模式的不同，4层负载均衡 算法 可以分为： NAT , DR 以及 TUN隧道技术 等。4层负载均衡的实现方式有： LVS 。
NAT(Network Address Translation，网络地址转换)技术，在专用内部网络中，分配一台实现了NAT技术的路由或服务Load Balance Service。这台负载均衡服务器分配了公网IP(VIP, Virtual IP)，所有客户端请求服务都请求此IP。LB通过不同的算法，将请求数据包的源IP以及目标IP修改，转发到真实服务器（Real Service）上进行业务处理。其具体的步骤可以分为：
可以看到通过NAT模式进行负载均衡，所有的请求以及响应都要通过LB服务器，当访问量较大时，LB服务器会成为瓶颈 。
DR(Direct Routing, 直接路由模式)，LB通过修改请求数据包的目标MAC地址，并且在Real Service服务配置只有 自己可见的lo:VIP ，实现数据包的接收（自己没有VIP的话，服务并不会接收数据包）。整个转发的流程为：
TUN思想跟DR类似，在Real Service上配置一个内部可见的lo:VIP地址，LB通过封装或修改数据包信息实现请求的转发。不同于DR模式LB修改MAC地址，为了 实现不同网段 的Real Service负载，TUN模式通过在原有的数据包外 封装一层IP Tunnel ，实现数据的转发。由于封装完 IP Tunnel 后数据包和正常的数据包结构不同，所以Real Service的 OS需要支持Tunnel功能 。TUN转发的具体流程为：
LB虽然没有完全解析数据包无法得知请求信息，但是可以通过监听请求头信息（例如，SYN、FIN等）判断客户端与Real Service之间的连接情况。LB通过监听请求信息，维护了各个Real Service的连接信息表。通过这些信息实现不同的调度算法进行负载均衡。
LB将请求依次转发至不同的Real Service
给Real Service分配不同的权值，LB根据RS的权值的高低转发请求
根据请求的目标地址（资源，例如同一URL）进行Hash，转发至RS上
对客户端的域名或者IP进行Hash，转发至RS上
LB将请求转发至连接最少的RS上
LB通过加权轮询以及RS的连接情况来转发请求
LB维护 目标IP到一台RS 的映射表（目标IP最近使用的RS），通过映射表将请求转发至RS，若RS不存在或者超载，通过 最少连接 策略选出一台新的RS进行转发
LB维护 目标IP到一组RS 的映射表（目标IP最近使用的RS），通过 最少连接 策略从服务器组选择一个RS进行转发，若RS不存在或者超载，通过 最少连接 策略选出一台新的RS进行转发，并将此RS加入映射组中。

nginx实现负载均衡的方式有哪些

、轮询（默认）
每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
upstream backserver {
server 192.168.0.14;
server 192.168.0.15;
}12341234
2、weight
指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的
情况。
upstream backserver {
server 192.168.0.14 weight=3;
server 192.168.0.15 weight=7;
只有在客户端提交MapReduce任务的时候才有可能获取本地文件，当MapReduce执行的时候，Map和Redure任务都是分发到不同的节点运...

负载均衡SLB

为了应对高并发，我们引入了负载均衡，就是将原本需要一台服务器处理的业务，分配给了多台服务器进行处理，而分配的规则就是SLB算法。

SLB(server load balance)是负载均衡的缩写。

负载均衡主要有三种算法：
①轮训法
通过将用户的请求轮流分配给配置好的服务器进行解析
②随机法
通过随机因子分配给不同的服务器，通过分散性，达到均衡
③最小连接法
通过选择最少连接的服务器进行分配，就是能者多劳

负载均衡主要有三种实现方法：
①dns轮训
通过dns解析到不同的ip来进行负载均衡
②反向代理
一般通过nginx进行代理解析，服务请求先到达nginx代理服务器，然后又nginx进行转发
③NAT(LVS)
该技术通过一个地址转换网关将每个外部连接均匀转换为不同的内部服务器地址，因此外部网络中的计算机就各自与自己转换得到的地址上的服务器进行通信，从而达到负载均衡的目的.

目前阿里云提供的SLB服务还是很方便使用的，只需要登录管理后台，然后选择开通SLB服务，然后添加配置对应的ECS服务器就可以使用了。

nginx负载均衡策略是什么？

当一台服务器的单位时间内的访问量越大时，服务器压力就越大，大到超过自身承受能力时，服务器就会崩溃。为了避免服务器崩溃，让用户有更好的体验，通过负载均衡的方式来分担服务器压力。
建立很多很多服务器，组成一个服务器集群，当用户访问网站时，先访问一个中间服务器，在让这个中间服务器在服务器集群中选择一个压力较小的服务器，将该访问请求引入该服务器。
如此以来，用户的每次访问，都会保证服务器集群中的每个服务器压力趋于平衡，分担了服务器压力，避免了服务器崩溃的情况。
nginx实现反向代理负载均衡
a、本地使用Windows系统，然后使用VirutalBox安装一个虚拟的Linux系统。
在本地的Windows系统上分别安装nginx（侦听8080端口）和apache（侦听80端口）。在虚拟的Linux系统上安装apache（侦听80端口）。这样相当于拥有了1台nginx在前端作为反向代理服务器；后面有2台apache作为应用程序服务器，可以看作是小型的server cluster。
b、nginx用来作为反向代理服务器，放置到两台apache之前，作为用户访问的入口。

nginx在做负载均衡时如何配置

1、下面的架构就是我们今天的演示结构，后端有两台服务器，分别是node1和node2，前端是一台web服务器，然后在web服务器上做负载均衡，将前端的访问流量导到后端的两个节点服务器上。三个服务器的IP地址分别是：web：192.168.1.210node1：192.168.1.211node2：192.168.1.2122、按照这样的架构，在后端的node1和node2节点上分配配置好需要访问的网站，然后为了方便测试，我们将两个网站的主页分别改成下面的内容。便于区分访问的节点。3、后端两个节点配置好以后，我们再来配置web服务器里的负载均衡配置，首先使用默认配置，先打开/etc/nginx/nginx.conf配置文件，在http区块里添加upstream块内容，及配置了两个后端服务器，后端负载均衡集群的名称是backend，记下这个名称。4、然后再打开/etc/nginx/conf.d/default.conf这个配置文件，在server区块里，把location里面的内容改成图中所示内容。即将所有访问192.168.1.210的流量代理到后端的backend集群里。5、配置文件配置好以后，使用nginx-t命令测试一下配置文件，保证配置文件是ok状态，然后执行nginx命令启动nginx服务器。6、启动后在浏览器上输入前端web服务器的ip地址192.168.1.210，然后可以看到第一次是node1响应的，然后刷新一下以后，又变成了node2响应的。就这样实现了负载均衡的效果。由两个服务器分别响应，是因为默认的负载均衡算法是轮询算法，即两个节点轮流来。7、然后我们还可以尝试一下加权轮询算法，即给不同的节点配置不同的权重，权重高一点的服务器，响应的多一些，权重第一点的响应少一些。加权轮询算法配置，在后端服务器后面加上权重值weight即可。配置好以后，执行nginx-t命令检测配置文件，确认无误后，执行nginx-sreload命令重新加载配置文件。8、通过加权轮询的方式，我们无法通过手动一次次点击，最后来统计次数。但是我们可以使用自动化工具来统计。使用的工具是一款叫做httpd-tools的软件，安装好以后，提供了一个ab命令9、然后我们来执行ab命令进行测试，常用的格式是：ab-n1000-c50http://localhost这个命令是在210服务器上执行的。表示一共执行1000次访问，每次发送50个请求。10、然后我们登录到后端的node1服务器上，打开nginx的访问日志，从中可以看到ab命令测试的访问信息里，访问来源都是ApacheBench，因此可以通过可以来源来统计nginx响应的次数。命令是：grepApacheBenchaccess.log|wcnode1和node2节点上的统计结果分别是714和286，如下面图中所示，虽然没有达到5:2的权重比例，但是也非常接近了。说明这个配置生效了。