nginx之正向代理、反向代理和负载均衡（重点）

一、nginx的两种代理方式

1、七层代理（http协议）

2、四层代理（tcp/udp流量转发）

二、四层代理和七层代理

（一）四层代理：基于tcp/udp协议的ip和端口转发数据包

1、四层代理无法获取http请求中的url信息，只能对tcp/udp的数据包进行转发，对请求没有任何操作和处理

（二）七层代理：代理的是http的请求和响应

1、客户端请求代理服务器，由代理服务器转达客户端的http请求，转发到后端的服务器（可以是单台、或一组）

2、后端的web server再把响应送到代理服务器，最后再到客户

（三）四层代理和七层代理的区别（重点）

1、七层代理

（1）七层代理走的是用户态，需要对http的请求进行处理和解析，解析过程中，可以根据请求头和请求体的内容进行流量控制、内容过滤

（2）七层代理转发速度比较慢，但是提供的功能更高级，用户的体验更好

（3）七层代理可以对IP和端口进行转发，也可以对域名进行代理

2、四层代理

（1）四层代理走的是内核，是基于IP和端口号，只负责将流量（IP和端口）转发到后端服务器，不对请求做任何处理，只是负责转发

（2）四层代理速度较快，但无法提供更高级的功能，只是转发

（3）四层代理只能对IP和端口进行转发

3、选择场景

（1）需要对http请求进行控制和处理，只能选择七层代理（最常见的代理方式）

（2）只需要转发tcp/udp数据包（流量），可以选择四层代理，也可以选择七层代理

4、模块

（1）七层代理的模块：只能写在http模块的全局配置中（upstream）

①upstream：用于处理http请求，支持反向代理、负载均衡，缓存功能

②在upstream模块中可以配置多个服务器

（2）四层代理的模块：只能写在全局模块当中的单独配置（stream）

①stream代理是无谓协议，只管流量

（四）四层代理和七层代理的配置

1、四层代理的配置：只能写在全局配置当中（stream）

stream  {

   upstream test {

   server 20.0.0.12;

   server 20.0.0.14;

#默认轮询

#加权轮询

#最小连接数

}

server {

listen  80；

proxy_pass http://test

}

}

2、七层代理的配置

（1）正向代理

location {

proxy_pass http://20.0.0.12;

}

（2）反向代理

①在http的全局配置中定义upstream模块、负载均衡的算法配置在upstream模块中

upstream yyy {

least_conn;

ip_hash；

url_hash；

server 20.0.0.12 weight;

server 20.0.0.13 weight;

}

②在server块的location中，指定代理服务器的方法

location {

proxy_pass http://yyy；

}

三、正向代理和反向代理

（一）正向代理

1、都是通过代理服务器访问，明确指向后端服务器，一般都是一对一

2、客户端也是访问代理服务器，代理服务器转发请求，客户端只代理服务器的地址，而后端的web server的IP地址客户端也不知道

（二）反向代理

1、代理服务器转发http请求，但是客户端不知道访问的是哪一台服务器

2、都是通过代理服务器访问，一个代理服务器会有多台后端服务器供代理服务器进行转发请求，一对多

3、只有一对多才涉及负载均衡的算法问题

（三）正向代理的配置方法（类似vpn、加速器）

nginx1作为客户端、nginx2和nginx3作为代理服务器

通过20.0.0.11直接访问20.0.0.12

（四）反向代理的配置：客户端通过代理服务器访问，但后端有多台（企业架构都是反向代理）

四、负载均衡算法

（一）rr(round robin)：轮询（负载均衡最简单的算法）

1、含义：请求轮流分配到后端服务器，是默认算法，可以不加

2、特点：默认算法，每发起一次都是新的请求，在服务器上没有缓存

3、适用场景：服务器处理能力相近，而且对访问量比较小的网站适用

（二）加权轮询：weight（建立在默认轮询算法之上）

1、含义：为后端服务器设置不同的权重，通过权重分发客户端的请求

2、特点：

（1）处理能力强的服务器可以分配的权重值要高一些

（2）轮询次数基本上按照权重进行分配，服务器上也没有缓存

（3）有可能导致权重高的服务器被频繁的请求响应，权重低的可能闲置，这时会和另外一种算法配合使用——最少连接数算法

3、适用场景：中大型网站可以使用加权轮询

（三）最小连接数算法：会把请求发送到连接数量较小的后端服务器（least_conn）

1、特点：

（1）最小连接数算法可以单独使用，但是一般都是结合加权轮询一起使用，避免所以的请求都发送到处理能力强的服务器，可以提高整个集群的稳定性

2、适用场景：中型网站、大型网站，日常访问可以满足

（四）ip_hash

1、含义：根据客户端的IP地址解析出一个hash值，然后将请求值发送到对应的后端服务器，下一次用户再访问时，同一客户端的请求将会被分配到同一台服务器

2、特点：

（1）ip_hash第一次访问之后，后续的访问是有缓存的

（2）如果后端服务器的数量发生变化，可能会进行重新分配，请求的后端服务器可能会发生变化（后端服务器数量变少一定会变化；后端服务器的数量增加，请求的地址未必发生变化）

（3）缩容的情况：业务量比较少，不需要那么多后端服务器，才会缩容，一般只会扩不会缩

3、适用场景：ip_hash适用于高并发，请求不会跳转，请求的是缓存（用于：把请求的客户端地址，转发到固定的服务器）

（五）url_hash：

1、含义：根据请求的url地址计算hash值，然后将请求发送到相应的后端服务器。相同的url地址请求会被分配到相同的服务器

2、特点：

（1）url_hash访问之后，后续都是访问缓存，可以降低后端服务器的压力

（2）url地址发生变化，或者后端服务器数量也发生变化，可能会变更后端服务器的地址

3、适用场景：url_hash和ip_hash可以结合在一起使用，可以适用于并发较高的场景

五、基于域名的反向代理

nginx1作为客户端、nginx2和nginx3作为代理服务器

（一）客户端配置

（二）代理服务器配置

六、配置四层的反向代理（全局模块中配置；基于ip和端口）

负载均衡算法，有些是无法在四层代理使用的：

1、四层代理中可以使用加权轮询、最小连接数算法实现负载均衡

2、但是ip_hash和url_hash这两种算法不可以在stream中使用，只有http协议可以请求和处理，四层不能对请求进行任何处理，只是转发数据包。因此、只有http七层代理可以处理请求地址和请求的url