前端也需要懂，負載均衡與Nginx反向代理

前面的話

常常聽說負載均衡與反向代理，通過這篇文章一起體驗一番。文章後面的小實例，可以體驗一把Nginx是如何負載均衡的。

正向代理

舉個例子： 比如你要直接訪問一個外網，但是被限制了，你只好去找一個代理服務器（這個代理服務器可以與你要訪問的網站通信），把請求發給代理服務器，由代理服務器代替你去請求，最終再由代理服務器將響應返回給你。這個過程就是一次正向代理。

正向代理的特點：代理的是客戶端，代客戶端發請求，客戶端明確知道它所訪問的服務器地址，而服務器卻不明確處理請求究竟來自哪個具體的客戶端。

反向代理

我們知道，一般電商網站，比如某寶，每天的訪問量那是相當大的，如果用戶發的請求全部發到單個服務器上，服務器很容易崩潰，所以一般會部署多臺服務器來分擔。

同樣，我們還是不能直接去訪問這些服務器，還是要將請求發到代理服務器上，代理服務器按一定的規則將請求發給各個服務器，最後再由代理服務將響應發回來。這個過程就是反向代理。

反向代理的特點： 代理的是服務器，代服務器接收請求，客戶端不知道自己最終請求的是哪一個服務器。

負載均衡

均衡這個詞，可以理解爲保持每個服務器的壓力均等，不要出現，有的服務器承載了很大的負載，而有的服務器幾乎0負載。

那麼負載均衡實際上就是將大量的請求進行分佈式處理，按規則分發給每個服務器，使得每個服務器都不會出現過大負載

Nginx是什麼？

Nginx作爲一個基於C實現的高性能Web服務器，可以通過一系列算法 來實現負載均衡。

具有高性能、高併發、低內存佔用的特點。通常被用爲反向代理的工具。也就是說Nginx作爲反向代理服務器，它會選擇一臺壓力小的服務器來處理你的請求。

總結: 用戶訪問網站時，首先會訪問Nginx服務器，然後Nginx服務器再從服務器集羣中選擇壓力較小的服務器，來處理用戶的請求。

Nginx的協議支持

Nginx工作在網絡的第7層，支持HTTP/HTTPS協議的負載均衡。

Nginx支持的負載均衡調度算法

• weighted round robin(加權輪詢)： 每個服務器有自己的權重weght, weight值越大意味着該服務器的性能越好，可以承載更多的請求。該算法中 ，Nginx會將請求都分配給高權重的服務器，直到該服務器權重降到比其他服務器低，再將請求分配給下一個高權重的服務器。
• IP 哈希（IP hash）： 根據客戶端的ip的hash值將請求分類，同一ip發出的請求映射到同一服務器上。在一定程度上解決了集羣部署環境下Session不共享的問題。
• fair: 智能動態調度算法，動態的根據後端服務器的響應時間來判斷負載情況，響應時間長表示負載高，分配的請求就會少。（Nginx默認不支持fair算法，如果要使用，要安裝upstream_fair模塊）
• URL hash: 根據請求的URL的hash值來分配服務器，相同的URL的請求會分配給固定的服務器當存在緩存的時候，效率一般較高。(同樣要注意Nginx默認不支持這種調度算法，要使用的話需要安裝Nginx的hash軟件包）

Nginx反向代理與負載均衡的實現

• 安裝Nginx
  去官網下載對應的nginx版本,解壓，注意：放置的路徑不要有中文。
  
  小柒這裏直接放置E盤：
  
  修改conf目錄下的nginx.conf文件，將端口修改，以免端口衝突，小柒這裏設置爲8888.
  

  打開cmd命令行，進入目錄，使用nginx -t檢查配置是否正確：
  
  正確後，使用nginx -start 命令啓動，訪問剛剛設置的localhost:8888,就可以看到歡迎頁面：
  

  常用命令：啓動nginx : nginx -start ；重啓nginx: nginx -s reload；關閉nginx：nginx -s stop；檢查配置：nginx -t。

• nginx.conf文件的簡單說明：

  • worker_processes： 工作進程數，和CPU核數相同

  • worker_connections： 每個進程允許的最大連接數

  • upstream模塊： 負載均衡就靠它。（下面我們會用到）

      upstream firstdemo {
            server  xxx;
            server  xxx;
            server  xxx;
        }
    

    語法格式：upstream xxx {
      // 裏面的server分別對應着不同的服務器
     } 
    

  • server模塊 ：實現反向代理（主要依靠proxy_pass來配置）。

    server {
            listen 8080; // 監聽的端口號
            location / {
            	root   html;
    			index  index.html index.htm;
                proxy_pass http://xxx; // 代理哪些服務器（上面upstream 對應的名字）
            }
        }
    

• 基於Node + Express 來搭建簡單的服務器

  • 安裝node後，全局安裝express：npm i express

  • 新建index.js文件，搭建一個簡單的服務器，多建幾個

    // server1.js
    const express = require('express');
    const app = express();
    
    const port = '8566';
    
    app.get('/', (req, res) =>res.end(`Hello, i am prot ${prot}`));
    
    app.listen(port, () =>console.log(`運行在: ${port}`));
    

    運行：node server1.js 。小柒這裏建了3個簡單的服務器，端口分別爲：8566、8867、8700。

• 修改nginx.conf文件：

  • 在http模塊裏，添加upstream對象，不同的server設置了不同的權重。

    upstream webServer {
    	server localhost:8566 weight=10; 
      	server localhost:8867 weight=2;
      	server localhost:8700;
        }
    

  • 在http模塊的server對象，寫上代理地址：

     location / {
                root   html;
                index  index.html index.htm;
    	    proxy_pass http://webServer; // 與上面一致
            }
    

• 重啓Nginx服務，每修改一次配置文件，就要重新啓動。再次打開http://localhost:8888
  

  嘗試的多刷新幾次，可以發現權重越高的服務器，接受的請求越多，這裏返回8566的次數最多。

參考文章：

• 五分鐘看懂 Nginx 負載均衡