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17、Nginx 实战：Nginx四层负载均衡

分类：服务器框架 标签：Nginx，命令，源码解析，教程，实战，笔记，源码，解析

一、Nginx四层负载均衡概述

四层负载均衡是基于传输层协议包来封装的（如：TCP/IP），那我们前面使用到的七层是指的应用层，他的组装在四层的基础之上，无论四层还是七层都是指的OSI网络模型。

 

二、Nginx四层负载均衡应用场景

1、四层+七层来做负载均衡，四层可以保证七层的负载均衡的高可用性；nginx就无法保证自己的服务高可用，需要依赖LVS或者keepalive。

2、tcp协议的负载均衡，有些请求是TCP协议的（mysql、ssh），或者说这些请求只需要使用四层进行端口的转发就可以了，所以使用四层负载均衡。

3、数据库读写分离负载

4、跳板机端口映射

 

 

三、Nginx四层负载均衡特点

1、四层负载均衡仅能转发TCP/IP协议、UDP协议、通常用来转发端口，如：tcp/22、udp/53；
2、四层负载均衡可以用来解决七层负载均衡端口限制问题；（七层负载均衡最大使用65535个端口号）
3、四层负载均衡可以解决七层负载均衡高可用问题；（多台后端七层负载均衡能同事的使用）
4、四层的转发效率比七层的高得多，但仅支持tcp/ip协议，不支持http和https协议；
5、通常大并发场景通常会选择使用在七层负载前面增加四层负载均衡。

四、Nginx四层负载均衡实践

1.环境准备

主机 IP 身份
lb03 10.0.0.6 四层负载均衡
lb01 10.0.0.4 七层负载均衡
lb02 10.0.0.5 七层负载均衡

2.lb02安装nginx

1.配置yum源
2.安装nginx
3.配置nginx
4.创建用户
5.启动nginx

3.推送lb01配置到lb02

[root@lb01 ~]# scp /etc/nginx/conf.d/* 172.16.1.5:/etc/nginx/conf.d/

4.测试lb02七层负载均衡

[root@lb02 ~]# nginx -t
[root@lb02 ~]# systemctl start nginx

#配置hosts访问

5.配置四层负载均衡

1.四层负载均衡语法
Syntax:	stream { ... }
Default:	—
Context:	main

#示例：四层负载均衡stream模块跟http模块时同一级别，不能配置在http层里面
stream {
    upstream backend {
        server backend1.example.com:12345 weight=5;
        server 127.0.0.1:12345            max_fails=3 fail_timeout=30s;
    }

    server {
        listen 12345;
        proxy_connect_timeout 1s;
        proxy_timeout 3s;
        proxy_pass backend;
    }
}

2.配置nginx配置文件
[root@lb03 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
events {
    worker_connections  1024;
}

include /etc/nginx/conf.c/*.conf;

http { ... }

3.配置四层负载均衡
[root@lb03 ~]# mkdir /etc/nginx/conf.c
[root@lb03 ~]# vim /etc/nginx/conf.c/4lb.conf
stream {
    upstream lbserver {
        server 10.0.0.4:80;
        server 10.0.0.5:80;
    }

    server {
        listen 80;
        proxy_connect_timeout 1s;
        proxy_timeout 3s;
        proxy_pass lbserver;
    }
}

#检查配置并启动
[root@lb03 ~]# nginx -t
[root@lb03 ~]# systemctl restart nginx
#如果启动失败，则删除httpc层内容或者删除conf.d的配置文件

4.配置hosts访问
10.0.0.6 linux.blog.com linux.zh.com linux.php.com

#访问

5.配置四层负载均衡访问日志
#四层负载均衡是没有access的日志的，因为在nginx.conf的配置中，access的日志格式是配置在http下的，而四层负载均衡配置时在http以外的；

#如果需要日志则需要配置在stream下面
[root@web03 conf.c]# cat lb_domain.conf 
stream {
    log_format  proxy '$remote_addr $remote_port - [$time_local] $status $protocol '
                  '"$upstream_addr" "$upstream_bytes_sent" "$upstream_connect_time"' ;
    access_log /var/log/nginx/proxy.log proxy;
    upstream lbserver {
        server 10.0.0.4:80;
        server 10.0.0.5:80;
    }

    server {
        listen 80;
        proxy_connect_timeout 1s;
        proxy_timeout 3s;
        proxy_pass lbserver;
    }
}

五、Nginx四层负载均衡做端口转发

1.请求负载均衡的5555端口，转发至172.16.1.7的22端口

stream {
    upstream web_7 {
        server 172.16.1.7:22;
    }   

    server {
        listen 5555;
        proxy_pass web_7;
    }
}

2.请求负载均衡的6666端口，转发至172.16.1.51的3306端口

stream {
   upstream mysql {
        server 172.16.1.52:3306;
        server 172.16.1.53:3306;
        server 172.16.1.54:3306;
        server 172.16.1.55:3306;
        server 172.16.1.56:3306;
    }   

    server {
        listen 6666;
        proxy_pass mysql;
    }
}

六、Nginx动静分离

动静分离，通过中间件将动静分离和静态请求进行分离；
通过中间件将动态请求和静态请求分离，可以减少不必要的请求消耗，同时能减少请求的延时。
通过中间件将动态请求和静态请求分离，逻辑图如下:

 

1.单台服务器动静分离

[root@web01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/linux.blog.com.conf 
server {
	listen 80;
	server_name linux.blog.com;
	root /code/wordpress;

	location / {
		index index.php;
	}

	location ~* \.(jpg|png)$ {
		root /code/wordpress;
	}

	location ~* \.php$ {
		fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
		fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
		include fastcgi_params;
	}
}

2.多台服务器实现动静分离

[root@lb01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/linux.djfenli.com.conf 
upstream jt {
	server 172.16.1.7:80;
	server 172.16.1.8:80;
}

upstream dt {
    server 172.16.1.9:8080;
}

server {
	listen 80;
	server_name linux.djfenli.com;

	location ~* \.(gif|png|jpg)$ {
		proxy_pass http://jt;
		include proxy_params;
	}

	location ~* \.jsp$ {
		proxy_pass http://dt;
		include proxy_params;
	}	
}

3.合并动静数据页面

1.配置负载均衡nginx
[root@lb01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/linux.djfenli.com.conf 
upstream jt {
	server 172.16.1.7:80;
}

upstream dt {
    server 172.16.1.9:8080;
}

server {
	listen 80;
	server_name linux.djfenli.com;
	root /code/dj;
	index index.html;

	location ~* \.gif$ {
		proxy_pass http://jt;
		include proxy_params;
	}

	location ~* \.jsp$ {
		proxy_pass http://dt;
		include proxy_params;
	}	
}

2.配置站点目录
[root@lb01 ~]# mkdir /code/dj
[root@lb01 ~]# cat /code/dj/index.html 
<html lang="en">
<head>
        <meta charset="UTF-8" />
        <title>测试ajax和跨域访问</title>
        <script src="http://libs.baidu.com/jquery/2.1.4/jquery.min.js"></script>
</head>
<script type="text/javascript">
$(document).ready(function(){
        $.ajax({
        type: "GET",
        url: "http://linux.djfenli.com/java_test.jsp",
        success: function(data){
                $("#get_data").html(data)
        },
        error: function() {
                alert("哎呦喂,失败了,回去检查你服务去~");
        }
        });
});
</script>
        <body>
                <h1>测试动静分离</h1>
                <img src="http://linux.djfenli.com/1.gif">
                <div id="get_data"></div>
        </body>
</html>

3.重启访问
[root@lb01 ~]# systemctl restart nginx

#关闭静态资源或者动态资源，互不影响

七、nginx资源分离

1.资源分离

Nginx通过负载均衡实现手机与PC调度至不通的后端节点应用案例

2.环境准备

主机 IP 资源 端口
lb01 10.0.0.4 负载均衡 80
web01 172.16.1.7 Android的页面 8081
web01 172.16.1.7 iphone的页面 8082
web01 172.16.1.7 pc的页面 8083

3.配置web服务器

[root@web01 ~]# vim /etc/nginx/conf.d/linux.ziyuan.com.conf
[root@web01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/linux.ziyuan.com.conf
server {
	listen 8081;
	server_name linux.ziyuan.com;

	location / {
		root /code/android;
		index index.html;
	}
}
server {
    listen 8082;
    server_name linux.ziyuan.com;

    location / {
        root /code/iphone;
        index index.html;
    }
}
server {
    listen 8083;
    server_name linux.ziyuan.com;

    location / {
        root /code/pc;
        index index.html;
    }
}

[root@web01 ~]# systemctl restart nginx

4.配置站点目录

[root@web01 ~]# mkdir /code/{android,iphone,pc}
[root@web01 ~]# echo "我是pc" > /code/pc/index.html
[root@web01 ~]# echo "我是iphone" > /code/iphone/index.html
[root@web01 ~]# echo "我是android" > /code/android/index.html
[root@web01 ~]# chown -R www:www /code/

5.配置负载均衡

[root@lb01 ~]# vim /etc/nginx/conf.d/linux.ziyuan.com.conf
upstream Android {
    server 172.16.1.7:8081;
    server 172.16.1.8:8081;
}

server {
    listen 80;
    server_name linux.ziyuan.com;

    location / {
        if ($http_user_agent ~* "Windows") {
            proxy_pass http://172.16.1.7:8083;
        }

        if ($http_user_agent ~* "iPhone") {
            proxy_pass http://172.16.1.7:8082;
        }

        if ($http_user_agent ~* "Android") {
            proxy_pass http://Android;
        }
        
        return 500;
    }
}

6.配置hosts访问测试

10.0.0.4 linux.ziyuan.com