NGINX upstream、stream、四/七层负载均衡以及案例示例

前言

  伴随单台服务器性能及单点故障问题的凸显，一方面需要增加系统的硬件处理能力，另一方面需要添加机器构建应用集群
  应用集群：将同一应用部署到多台机器上，组成处理集群，接收负载均衡设备分发的请求，进行处理并返回响应的数据
  负载均衡器:将用户访问的请求根据对应的负载均衡算法，分发到集群中的一台服务器进行处理

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1. 四/七层负载均衡

1.1 开放式系统互联模型 —— OSI

将网络通信的工作分为七层：
  应用层：为应用程序提供网络服务。
  表示层：对数据进行格式化、编码、加密、压缩等操作。
  会话层：建立、维护、管理会话连接。
  传输层：建立、维护、管理端到端的连接，常见的有TCP/UDP。
  网络层：IP寻址和路由选择
  数据链路层：控制网络层与物理层之间的通信。
  物理层：比特流传输

1.2 四/七层负载均衡

  四层负载均衡：OSI七层模型中的传输层，主要是基于IP+PORT的负载均衡
  七层负载均衡：在应用层，主要是基于虚拟的URL或主机IP
的负载均衡
  四层负载均衡数据包在底层分发，而七层负载均衡数据包则在最顶端进行分发，所以四层负载均衡的效率比七层负载均衡的要高。四层负载均衡不识别域名，而七层负载均衡识别域名。在生产实践中，一般采用四层负载(LVS)+七层负载(Nginx)

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2. Nginx七层负载均衡

2.1 upstream指令

  定义一组服务器，可以是监听不同端口的服务器，也可以是同时监听TCP和Unix socket的服务器。服务器可以指定不同的权重，默认为1

2.2 server指令和负载均衡状态与策略

  指定后端服务器的名称和一些参数，可以使用域名、IP、端口或者unix socket

2.2.1 负载均衡状态

down:将该服务器标记为永久不可用，那么该代理服务器将不参与负载均衡

backup:将该服务器标记为备份服务器，当主服务器不可用时，将用来传递请求

max_conns=number:用来设置代理服务器同时活动链接的最大数量，默认为0，表示不限制，使用该配置可以根据后端服务器处理请求的并发量来进行设置，防止后端服务器被压垮

max_fails=number:设置允许请求代理服务器失败的次数，默认为1

fail_timeout=tim