Nginx反向代理與負載均衡：節點服務器單/多虛擬機配置+實驗環境搭建+原理解析

.說明
常見的集群架構及相關軟件，可以參考下面的導圖：

互聯網企業常用的是負載均衡集群和高可用性集群，負載均衡集群強調“分擔”，通過一定的調度算法，可以實現用多個節點服務器來分擔用戶的訪問請求和數據流量；高可用性集群強調“高可用”，即一個節點失效了，它的任務可以立刻轉移到另一個備份的節點上（即一般通過設置主備來實現）。顯然因為負載均衡集群使用多個節點來分擔服務，即使其中一個節點失效了，其它節點也可以繼續工作，因此它也具有高可用性。
下面介紹的是Nginx負載均衡的配置，同時也給出了實驗環境。

1.實驗環境說明
本次實驗的測試環境使用的宿主機操作系統為Windows 7，在Vmware虛擬機安裝CentOS 6.5（3臺），說明如下：

主機類型	操作系統	IP地址	作用
宿主機	Windows 7	10.0.0.1/24（VMnet8的IP地址）	遠程3臺虛擬機，進行配置，同時也作為后面測試使用的客戶端
虛擬機1: lb01	CentOS 6.5	10.0.0.7/24	負載均衡服務器lb01，將請求分擔到Web節點服務器中
虛擬機2: web01	CentOS 6.5	10.0.0.9/24	Web節點服務器web01
虛擬機3: web02	CentOS 6.5	10.0.0.10/24	Web節點服務器web02

而當使用NAT的方式進行上網時虛擬機、宿主機之間的網絡連接關系可如下所示：

wKioL1i8uLvBJKr4AABzByftaZ4557.png

關于為什么網絡拓撲結構是這樣的，這里不展開說明，可以參考博主的另一篇博文《在實踐中深入理解VMware虛擬機的上網模式NAT模式》，這篇文章深入地分析了VMware虛擬機使用NAT模式上網時的網絡結構細節，相信看完這篇文章后，這里搭建Nginx的實驗環境也就很容易理解了。
所以首先，應該是自己先配置好網絡環境，讓宿主機跟我們的虛擬機可以通信，實際上，如果理解了VMware虛擬機上網方式的原理，同時對CentOS的網絡配置也很熟悉，這一步是可以很輕松完成的，這里就不給出過程了，這里所用的IP地址跟上面的圖示是一樣的。
這里，對于Nginx的負載均衡，希望達到的效果邏輯如下：

wKiom1i8uWmSSgZLAABNqTHI_cs056.png

當用戶訪問我們的Web Server時，實際上請求是先到達Nginx負載均衡器，這就是一個反向代理的過程了，然后Nginx負載均衡器再將請求按照一定的調度算法分發給相應的節點服務器。
在整個實驗環境中，我們假定web01和web02提供bbs.xpleaf.org的網站內容服務，Nginx在web01和web02前面作為反向代理服務器與負載均衡服務器，當用戶訪問bbs.xpleaf.org時，Nginx負載均衡器會把請求分發到web01和web02節點服務器上，由節點服務器返回實際的內容數據。

2.配置與測試實戰：節點服務器單虛擬機場景

這里使用的Nginx的版本為：1.6.3，關于Nginx的安裝與基本配置，這里不再做說明，可以參考博主前面關于Nginx的博文，同樣也是給出了詳細的實驗環境，可以去實踐一下。

下面在每臺web服務器上，我們只配置了一個虛擬機，即bbs.xpleaf.org。

（1）web01配置與測試

web01作為節點服務器，配置它的虛擬機域名為bbs.xpleaf.org

[root@web01 conf]``# cat nginx.conf

worker_processes 1;

events {

worker_connections 1024;

}

http {

include mime.types;

default_type application``/octet-stream``;

sendfile on;

keepalive_timeout 65;

log_format main ``'$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '

'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'``;

server {

listen 80;

server_name bbs.xpleaf.org;

location / {

root html``/bbs``;

index index.html index.htm;

}

access_log logs``/access_bbs``.log main;

}

[root@web01 conf]``# cd ../html/bbs/

[root@web01 bbs]``# echo "bbs.xpleaf.org node1 10.0.0.9">index.html

[root@web01 bbs]``# cat index.html

bbs.xpleaf.org node1 10.0.0.9

配置hosts解析

[root@web01 bbs]``# echo "127.0.0.1 bbs.xpleaf.org">>/etc/hosts

[root@web01 bbs]``# tail -1 /etc/hosts

127.0.0.1 bbs.xpleaf.org

檢查配置文件與啟動

[root@web01 bbs]``# /application/nginx/sbin/nginx -t

nginx: the configuration ``file /application/nginx-1``.6.3``//conf/nginx``.conf syntax is ok

nginx: configuration ``file /application/nginx-1``.6.3``//conf/nginx``.conf ``test is successful

[root@web01 bbs]``# /application/nginx/sbin/nginx -s reload

本機上進行測試

[root@web01 bbs]``# curl bbs.xpleaf.org

bbs.xpleaf.org node1 10.0.0.9

（2）web02配置與測試

web02作為節點服務器，配置它的虛擬機域名為bbs.xpleaf.org

[root@web02 conf]``# cat nginx.conf

worker_processes 1;

events {

worker_connections 1024;

}

http {

include mime.types;

default_type application``/octet-stream``;

sendfile on;

keepalive_timeout 65;

log_format main ``'$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '

'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'``;

server {

listen 80;

server_name bbs.xpleaf.org;

location / {

root html``/bbs``;

index index.html index.htm;

}

access_log logs``/access_bbs``.log main;

}

[root@web01 conf]``# cd ../html/bbs/

[root@web01 bbs]``# echo "bbs.xpleaf.org node2 10.0.0.10">index.html

[root@web01 bbs]``# cat index.html

bbs.xpleaf.org node2 10.0.0.10

配置hosts解析

[root@web01 bbs]``# echo "127.0.0.1 bbs.xpleaf.org">>/etc/hosts

[root@web01 bbs]``# tail -1 /etc/hosts

127.0.0.1 bbs.xpleaf.org

檢查配置文件與啟動

[root@web01 bbs]``# /application/nginx/sbin/nginx -t

nginx: the configuration ``file /application/nginx-1``.6.3``//conf/nginx``.conf syntax is ok

nginx: configuration ``file /application/nginx-1``.6.3``//conf/nginx``.conf ``test is successful

[root@web01 bbs]``# /application/nginx/sbin/nginx -s reload

本機上進行測試

[root@web02 bbs]``# curl bbs.xpleaf.org

bbs.xpleaf.org node2 10.0.0.10

（3）lb01配置

配置文件內容

[root@lb01 conf]``# cat nginx.conf

worker_processes 1;

events {

worker_connections 1024;

}

http {

include mime.types;

default_type application``/octet-stream``;

sendfile on;

keepalive_timeout 65;

upstream bbs_server_pools {

server 10.0.0.9:80 weight=1;

server 10.0.0.10:80 weight=1;

}

server {

listen 80;

server_name bbs.xpleaf.org;

location / {

proxy_pass http:``//bbs_server_pools``;

}

配置hosts解析

[root@web01 bbs]``# echo "127.0.0.1 bbs.xpleaf.org">>/etc/hosts

[root@web01 bbs]``# tail -1 /etc/hosts

127.0.0.1 bbs.xpleaf.org

檢查配置文件與啟動

[root@web01 bbs]``# /application/nginx/sbin/nginx -t

nginx: the configuration ``file /application/nginx-1``.6.3``//conf/nginx``.conf syntax is ok

nginx: configuration ``file /application/nginx-1``.6.3``//conf/nginx``.conf ``test is successful

[root@web01 bbs]``# /application/nginx/sbin/nginx -s reload

（4）Nginx負載均衡效果測試

可以通過命令行的方式在lb01上進行測試，如下：