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nginx+tomcat负载均衡策略

2024-07-07 10:39:41   227人阅读

测试环境均为本地，测试软件为：

nginx-1.6.0，apache-tomcat-7.0.42-1，apache-tomcat-7.0.42-2，apache-tomcat-7.0.42-3

利用nginx做负载均衡，三台tomcat做WEB具体业务处理。

nginx配置nginx.conf：

#Nginx所用用户和组，window下不指定  
#user  niumd niumd;  
#user  nobody;

#工作的子进程数量（通常等于CPU数量或者2倍于CPU）
worker_processes  2;

#错误日志存放路径
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#指定pid存放文件
#pid        logs/nginx.pid;


events {
    #使用网络IO模型linux建议epoll，FreeBSD建议采用kqueue，window下不指定。  
    #use epoll;  
      
    #允许最大连接数
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #定义日志格式 
    #log_format  main  ‘$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ‘
    #                  ‘$status $body_bytes_sent "$http_referer" ‘
    #                  ‘"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"‘;

    #access_log  logs/access.log  main;
    access_log  logs/access.log;  
  
    client_header_timeout  3m;  
    client_body_timeout    3m;  
    send_timeout           3m;  
   
    client_header_buffer_size    1k;  
    large_client_header_buffers  4 4k;  
 
 

    sendfile        on;
    tcp_nopush     on;
    tcp_nodelay     on;  

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;
    include    gzip.conf;  

    upstream localhost {  
      #根据ip计算将请求分配各那个后端tomcat，许多人误认为可以解决session问题，其实并不能。  
      #同一机器在多网情况下，路由切换，ip可能不同  
        
      server localhost:18081;  
      server localhost:18082;  
      server localhost:18083; 
      #根据IP做分配策略
      ip_hash; 
     }  
     #down 表示单前的server暂时不参与负载
     #weight  默认为1.weight越大，负载的权重就越大。
     #max_fails ：允许请求失败的次数默认为1.当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误
     #fail_timeout:max_fails 次失败后，暂停的时间。
     #backup： 其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。

    #nginx 的 upstream目前支持 4 种方式的分配 
    #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。 
    #2)、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。  
    #3)、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。  
    #4)、url_hash（第三方）
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / { 
            proxy_pass http://localhost;  
            proxy_redirect              off;
            proxy_set_header            Host $host;
            proxy_set_header            X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header            X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            client_max_body_size        10m;	#允许客户端请求的最大单文件字节数  
            client_body_buffer_size     128k;	#缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数，  
            proxy_connect_timeout       90;	#nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)  
            proxy_send_timeout          90;	#后端服务器数据回传时间(代理发送超时)  
            proxy_read_timeout          90;	#连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时)  
            proxy_buffer_size           4k;	#设置代理服务器（nginx）保存用户头信息的缓冲区大小
            proxy_buffers               4 32k;	#proxy_buffers缓冲区，网页平均在32k以下的话，这样设置  
            proxy_busy_buffers_size     64k;	#高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2）  
            proxy_temp_file_write_size  64k;	#设定缓存文件夹大小，大于这个值，将从upstream服务器传  
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache‘s document root
        # concurs with nginx‘s one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.key;

    #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    #    ssl_session_timeout  5m;

    #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    #    ssl_prefer_server_ciphers  on;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}

}

Tomcat1配置server.xml：

<?xml version=‘1.0‘ encoding=‘utf-8‘?>

<Server port="18001" shutdown="SHUTDOWN">
 <Connector port="18081" protocol="HTTP/1.1"  connectionTimeout="20000"  redirectPort="18441" />
    <Connector port="18021" protocol="AJP/1.3" redirectPort="18441" />
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="tomcat1">
  </Service>
</Server>


Tomcat1配置server.xml：

<?xml version=‘1.0‘ encoding=‘utf-8‘?>

<Server port="18002" shutdown="SHUTDOWN">
 <Connector port="18082" protocol="HTTP/1.1"  connectionTimeout="20000"  redirectPort="18442" />
    <Connector port="18022" protocol="AJP/1.3" redirectPort="18442" />
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="tomcat1">
  </Service>
</Server>


Tomcat3配置server.xml：

<?xml version=‘1.0‘ encoding=‘utf-8‘?>

<Server port="18003" shutdown="SHUTDOWN">
 <Connector port="18083" protocol="HTTP/1.1"  connectionTimeout="20000"  redirectPort="18443" />
    <Connector port="18023" protocol="AJP/1.3" redirectPort="18443" />
    <Engine name="Catalina" defaultHost="localhost" jvmRoute="tomcat1">
  </Service>
</Server>

分别启动三台tomcat，访问到地址依次是：http://localhost:18081；http://localhost:18082；http://localhost:18083

然后启动nginx，访问地址是：http://localhost

（cmd下面运行nginx.exe，关闭cmd下面运行nginx -s stop）


这样子根据客户端IP做负载均衡的同步策略已基本可满足需求，但是考虑到客户端多网卡或者客户端访问不同的服务器时产生session不同步的问题，需要使用memcached做session同步策略，后续我会跟上配置文档。

附：以下是来自于互联网的三中方法：
1、不用session，通过cookie等方式绕过session 。
      貌似这种方式还是会存在问题，假如客户端禁用cookie怎么办。
2、应用服务器自行实现共享
    如单点登录，采用中央认证服务器；或者memcache来存放后端服务器需要使用的公共数据。我曾经就有程序采用本地ehcache+memcache来缓存数据，其中ehcache缓存一些与他机无关的数据，memcache缓存一些公共数据，但这样往往也容易出现问题。
3、ip_hash方式解决session共享  
        nginx中的ip_hash技术能够将某个ip的请求定向到同一台后端，这样一来这个ip下的某个客户端和某个后端就能建立起稳固的session，ip_hash是在upstream配置中定义的， 配置方式样例：
upstream backend {  
  server 127.0.0.1:8080 ;  
  server 127.0.0.1:9090 ;  
   ip_hash;  
}  
 ip_hash是容易理解的，但是因为仅仅能用ip这个因子来分配后端，因此ip_hash是有缺陷的，不能在一些情况下使用：
     (1)/ nginx不是最前端的服务器。ip_hash要求nginx一定是最前端的服务器，否则nginx得不到正确ip，就不能根据ip作hash。譬如使用 的是squid为最前端，那么nginx取ip时只能得到squid的服务器ip地址，用这个地址来作分流是肯定错乱的。
      (2)/ nginx的后端还有其它方式的负载均衡。假如nginx后端又有其它负载均衡，将请求又通过另外的方式分流了，那么某个客户端的请求肯定不能定位到同一 台session应用服务器上。这么算起来，nginx后端只能直接指向应用服务器，或者再搭一个squid，然后指向应用服务器。最好的办法是用 location作一次分流，将需要session的部分请求通过ip_hash分流，剩下的走其它后端去。
      (3) upstream_hash（这种方式没有尝试过）  

下面是从网络上整理的关于nginx与apache的对比：

1、nginx与apache优缺点对比

nginx相对于apache的优点： 
(1)轻量级，同样起web 服务，比apache占用更少的内存及资源 
(2)抗并发，nginx 处理请求是异步非阻塞的，而apache 则是阻塞型的，在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能 
(3)高度模块化的设计，编写模块相对简单 
(4)社区活跃，各种高性能模块出品迅速啊 
apache 相对于nginx 的优点： 
(1)rewrite：比nginx 的rewrite 强大 
(2)动态页面：模块超多，基本想到的都可以找到 
(3)少bug ，nginx 的bug 相对较多 
(4)超稳定 

存在就是理由，一般来说，需要性能的web 服务，用nginx 。如果不需要性能只求稳定，那就apache 吧。 后者的各种功能模块实现得比前者，例如ssl 的模块就比前者好，可配置项多。这里要注意一点，epoll(freebsd 上是 kqueue )网络 IO 模型是nginx 处理性能高的根本理由，但并不是所有的情况下都是epoll 大获全胜的，如果本身提供静态服务的就只有寥寥几个文 件，apache 的select 模型或许比epoll 更高性能。当然，这只是根据网络IO 模型的原理作的一个假设，真正的应用还是需要实测了再说 的。 

2、作为 Web 服务器：相比 Apache，Nginx 使用更少的资源，支持更多的并发连接，体现更高的效率，这点 使 Nginx 尤其受到虚拟主机提供商的欢迎。在高连接并发的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品: Nginx在美国是做虚拟主机生 意的老板们经常选择的软件平台之一. 能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应, 感谢Nginx为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型. Nginx 作为负载均衡服务器: Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP 程序对外进行服务, 也可以支持作为 HTTP代理 服务器对外进行服务. Nginx采用C进行编写, 不论是系统资源开销还是CPU使用效率都比 Perlbal 要好很多. 
作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器（最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器）, Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验. Nginx 是 一个安装非常的简单 , 配置文件非常简洁（还能够支持perl语法）, Bugs 非常少的服务器: Nginx 启动特别容易, 并且几乎可以做到 7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动. 你还能够不间断服务的情况下进行软件版本的升级 . 

3、Nginx 配置简洁, Apache 复杂 
Nginx 静态处理性能比 Apache 高 3倍以上 
Apache 对 PHP 支持比较简单，Nginx 需要配合其他后端用 
Apache 的组件比 Nginx 多 
现在 Nginx 才是 Web 服务器的首选 

4、最核心的区别在于apache是同步多进程模型，一个连接对应一个进程；nginx是异步的，多个连接（万级别）可以对应一个进程 

5、nginx处理静态文件好,耗费内存少.但无疑apache仍然是目前的主流,有很多丰富的特性.所以还需要搭配着来.当然如果能确定nginx就适合需求,那么使用nginx会是更经济的方式. 
apache有先天不支持多核心處理負載雞肋的缺點，建議使用nginx做前端，後端用apache。大型網站建議用nginx自代的集群功能

6、 从个人过往的使用情况来看，nginx的负载能力比apache高很多。最新的服务器也改用nginx了。而且nginx改完配置能-t测试一下配置有没有问题，apache重启的时候发现配置出错了，会很崩溃，改的时候都会非常小心翼翼现在看有好多集群站，前端nginx抗并发，后端apache集群， 配合的也不错。

7、nginx处理动态请求是鸡肋，一般动态请求要apache去做，nginx只适合静态和反向。 

8、從我個人的經驗來看，nginx是很不錯的前端服務器，負載性能很好，在老奔上開nginx，用webbench模擬10000個靜態文件請求毫不吃力。apache對php等語言的支持很好，此外apache有強大的支持網路，發展時間相對nginx更久.

9、 Nginx优于apache的主要两点：
(1).Nginx本身就是一个反向代理服务器 
(2).Nginx支持7层负载均衡；其他的当然，Nginx可能会比 apache支持更高的并发，但是根据NetCraft的统计,2011年4月的统计数据，Apache依然占有62.71%，而Nginx是 7.35%，因此总得来说，Aapche依然是大部分公司的首先，因为其成熟的技术和开发社区已经也是非常不错的性能。 

10、你对web server的需求决定你的选择。大 部分情况下nginx都优于APACHE，比如说静态文件处理、PHP-CGI的支持、反向代理功能、前端Cache、维持连接等等。在 Apache+PHP（prefork）模式下，如果PHP处理慢或者前端压力很大的情况下，很容易出现Apache进程数飙升，从而拒绝服务的现象。 

11、可以看一下nginx lua模块：https://github.com/chaoslaw...apache比nginx多的模块，可直接用lua实现apache是最流行的，why？大多数人懒得更新到nginx或者学新事物 

12、对于nginx，我喜欢它配置文件写的很简洁，正则配置让很多事情变得简单运行效率高，占用资源少，代理功能强大，很适合做前端响应服务器 

13、Apache在处理动态有优势，Nginx并发性比较好，CPU内存占用低，如果rewrite频繁，那还是Apache吧


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