Nginx反向代理与负载均衡：节点服务器单/多虚拟机配置+实验环境搭建+原理解析

.说明
常见的集群架构及相关软件，可以参考下面的导图：

互联网企业常用的是负载均衡集群和高可用性集群，负载均衡集群强调“分担”，通过一定的调度算法，可以实现用多个节点服务器来分担用户的访问请求和数据流量；高可用性集群强调“高可用”，即一个节点失效了，它的任务可以立刻转移到另一个备份的节点上（即一般通过设置主备来实现）。显然因为负载均衡集群使用多个节点来分担服务，即使其中一个节点失效了，其它节点也可以继续工作，因此它也具有高可用性。
下面介绍的是Nginx负载均衡的配置，同时也给出了实验环境。

1.实验环境说明
本次实验的测试环境使用的宿主机操作系统为Windows 7，在Vmware虚拟机安装CentOS 6.5（3台），说明如下：

主机类型	操作系统	IP地址	作用
宿主机	Windows 7	10.0.0.1/24（VMnet8的IP地址）	远程3台虚拟机，进行配置，同时也作为后面测试使用的客户端
虚拟机1: lb01	CentOS 6.5	10.0.0.7/24	负载均衡服务器lb01，将请求分担到Web节点服务器中
虚拟机2: web01	CentOS 6.5	10.0.0.9/24	Web节点服务器web01
虚拟机3: web02	CentOS 6.5	10.0.0.10/24	Web节点服务器web02

而当使用NAT的方式进行上网时虚拟机、宿主机之间的网络连接关系可如下所示：

wKioL1i8uLvBJKr4AABzByftaZ4557.png

关于为什么网络拓扑结构是这样的，这里不展开说明，可以参考博主的另一篇博文《在实践中深入理解VMware虚拟机的上网模式NAT模式》，这篇文章深入地分析了VMware虚拟机使用NAT模式上网时的网络结构细节，相信看完这篇文章后，这里搭建Nginx的实验环境也就很容易理解了。
所以首先，应该是自己先配置好网络环境，让宿主机跟我们的虚拟机可以通信，实际上，如果理解了VMware虚拟机上网方式的原理，同时对CentOS的网络配置也很熟悉，这一步是可以很轻松完成的，这里就不给出过程了，这里所用的IP地址跟上面的图示是一样的。
这里，对于Nginx的负载均衡，希望达到的效果逻辑如下：

wKiom1i8uWmSSgZLAABNqTHI_cs056.png

当用户访问我们的Web Server时，实际上请求是先到达Nginx负载均衡器，这就是一个反向代理的过程了，然后Nginx负载均衡器再将请求按照一定的调度算法分发给相应的节点服务器。
在整个实验环境中，我们假定web01和web02提供bbs.xpleaf.org的网站内容服务，Nginx在web01和web02前面作为反向代理服务器与负载均衡服务器，当用户访问bbs.xpleaf.org时，Nginx负载均衡器会把请求分发到web01和web02节点服务器上，由节点服务器返回实际的内容数据。

2.配置与测试实战：节点服务器单虚拟机场景

这里使用的Nginx的版本为：1.6.3，关于Nginx的安装与基本配置，这里不再做说明，可以参考博主前面关于Nginx的博文，同样也是给出了详细的实验环境，可以去实践一下。

下面在每台web服务器上，我们只配置了一个虚拟机，即bbs.xpleaf.org。

（1）web01配置与测试

web01作为节点服务器，配置它的虚拟机域名为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

检查配置文件与启动

[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

本机上进行测试

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

bbs.xpleaf.org node1 10.0.0.9

（2）web02配置与测试

web02作为节点服务器，配置它的虚拟机域名为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

检查配置文件与启动

[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

本机上进行测试

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

bbs.xpleaf.org node2 10.0.0.10

（3）lb01配置

配置文件内容

[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

检查配置文件与启动

[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负载均衡效果测试

可以通过命令行的方式在lb01上进行测试，如下：