Nginx入門到實戰（3）負載均衡和緩存服務

負載均衡與緩存服務也是屬於 nginx 的實用場景之一，由於模塊相對重要，因此沒有一同放入 Nginx入門到實戰（2）場景實現篇 文章中，將其單獨提取出來

1、負載均衡

負載均衡的實現方法就是咱們上章介紹的反向代理 。將客戶的請求經過 nginx 分發（反向代理）到一組多臺不一樣的服務器上

這一組服務器咱們稱爲 服務池（upstream server），池內的每個服務器稱爲一個 單元，服務池內將對每個單元進行請求輪訓，實現負載均衡

#配置
語法：upstream name ...
默認：——
位置：http

upstream #自定義組名 {
    server x1.baidu.com;    #能夠是域名
    server x2.baidu.com;    
    #server x3.baidu.com    
                            #down         不參與負載均衡
                            #weight=5;    權重，越高分配越多  
                            #backup;      預留的備份服務器
                            #max_fails    容許失敗的次數
                            #fail_timeout 超過失敗次數後，服務暫停時間
                            #max_coons    限制最大的接受的鏈接數
                            #根據服務器性能不一樣，配置適合的參數
    
    #server 106.xx.xx.xxx;        能夠是ip
    #server 106.xx.xx.xxx:8080;   能夠帶端口號
    #server unix:/tmp/xxx;        支出socket方式
}

假設咱們有三臺服務器，而且假設它們的IP地址，前端負載均衡服務器A（127.0.0.1），後臺服務器B（127.0.0.2），後臺服務器C（127.0.0.3）

新建文件 proxy.conf，內容以下，上一章介紹的反向代理配置

proxy_redirect default;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 60;
proxy_buffer_size 32k;
proxy_buffering on;
proxy_buffers 4 128k;
proxy_busy_buffers_size 256k;
proxy_max_temp_file_size 256k;

#服務器A的配置
http {
    ...
    upstream xxx {
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
    }
    server {
        liseten 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://xxx     #upstream 對應自定義名稱
            include proxy.conf;  
        }
    }
}

#服務器B、服務器C的配置
server {
    liseten 80;
    server_name localhost;
    location / {
         index  index.html
    }
}

調度算法

• 輪訓：按時間順序逐一分配到不一樣的後端服務器
• 加權輪訓：weight值越大，分配到的概率越高
• ip_hash：每一個請求按訪問IP的hash結果分配，這樣來自同一個IP固定訪問一個後端服務器
• least_conn：最少連接數，哪一個機器鏈接數少就分發給誰
• url_hash：按照訪問的URL的hash結果來分配請求，每個URL定向到同一個後端服務器
• hash關鍵數值：hash自定義key

ip_hash 配置

upstream xxx {
        ip_hash;
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
  }

ip_hash存在缺陷，當前端服務器再多一層時，將獲取不到用戶的正確IP，獲取的將是前一個前端服務器的IP，所以 nginx1.7.2版本推出了 url_hash

url_hash 配置

upstream xxx {
        hash $request_uri;
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
  }

2、緩存服務

1. 緩存類型

• 服務端緩存：緩存存儲在後端服務器，如redis,memcache
• 代理緩存：緩存存儲在代理服務器或者中間件上，它的內容是從後端服務器獲取的，可是保存在本身本地
• 客戶端緩存：緩存在瀏覽器內的

2. nginx 代理緩存
客戶端請求nginx，nginx查看本地是否有緩存數據，如有直接返回給客戶端，若沒有再去後端服務器請求

http {          
    proxy_cache_path    /var/www/cache #緩存地址
                        levels=1:2 #目錄分級
                        keys_zone=test_cache:10m #開啓的keys空間名字:空間大小(1m能夠存放8000個key)
                        max_size=10g #目錄最大大小(超過期，不經常使用的將被刪除)
                        inactive=60m #60分鐘內沒有被訪問的緩存將清理
                        use_temp_path=pff; #是否開啓存放臨時文件目錄，關閉默認存儲在緩存地址 
                                         
    server {
        ...
        location / {
            proxy_cache test_cache;    #開啓緩存對應的名稱，在keys_zone命名好
            proxy_cache_valid 200 304 12h;    #狀態碼爲200 304的緩存12小時
            proxy_cache_valid any 10m;    #其餘狀態緩存10小時
            proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;    #設置key值
            add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status";
        }     
    }                    
}

當有個特定請求咱們不須要緩存的時候，在上面配置的內容中加入如下配置

server {
    ...
    if ($request_uri ~ ^/(login|register) ) {    #當請求地址有login或register時
        set $nocache = 1;    #設置一個自定義變量爲true
    }  
    location / {
        proxy_no_cache $nocache $arg_nocache $arg_comment;
        proxy_no_cache $http_pragma $http_authoriztion;
    }
}

3. 分片請求

早期版本 nginx 對大文件的分片請求不支持緩存，1.9版本後slice模塊實現了這個功能
前端發起請求，nginx去獲取這個請求文件的大小，若超過咱們的定義slice的大小，會進行切片，分割成多個小的請求去請求後端，到前端就成爲一個一個獨立的緩存文件

優點：每一個子請求收到的數據都會造成獨立文件，一個請求中斷了，其餘請求不受影響，本來狀況請求中斷，再次請求文件將從頭開始，而開啓分片請求，就接下去獲取未請求的小文件

劣勢：當文件很大或者slice很小時，可能會致使文件描述符耗盡等狀況

語法：   slice size;    #當大文件請求時，設置size爲每一個小文件的大小
 默認：   slice 0;
 位置：   http/server/location