nginx 负载均衡

封面图 • 2025-09-24 • NGINX

Nginx 是一个高性能的 HTTP 和反向代理服务器，也常用于实现 **负载均衡**（Load Balancing）。通过负载均衡，可以将客户端请求分发到多个后端服务器上，从而提高系统的可用性、可靠性和性能。

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## ✅ 一、Nginx 负载均衡的基本原理

负载均衡的核心是 **将请求分配给多个后端服务器**，常见的分配方式有：

- **轮询（Round Robin）**：默认方式，依次轮流分配请求。
- **加权轮询（Weighted Round Robin）**：根据服务器权重分配请求。
- **IP 哈希（IP Hash）**：根据客户端 IP 分配请求，确保同一 IP 请求始终到同一后端。
- **最少连接数（Least Connections）**：将请求分配给当前连接数最少的服务器。
- **哈希（Hash）**：基于某些参数（如 cookie、URL 等）进行哈希分配。

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## ✅ 二、配置 Nginx 负载均衡

### 1. 配置文件结构

```nginx
http {
    upstream backend {
        # 定义后端服务器列表
        server 192.168.1.10:8080 weight=3;   # 权重为3
        server 192.168.1.11:8080;
        server 192.168.1.12:8080 backup;     # 备用服务器
        server 192.168.1.13:8080;

# 可选配置
        keepalive 32;                       # 长连接
        ip_hash;                            # 使用 IP 哈希
        least_conn;                         # 最少连接数
    }

server {
        listen 80;
        location / {
            proxy_pass http://backend;
            # 其他 proxy 设置...
        }
    }
}
```

### 2. 参数说明

| 参数 | 说明 |
|------|------|
| `server` | 后端服务器地址和端口 |
| `weight` | 权重值，数值越大，分配的请求越多 |
| `backup` | 标记为备用服务器，仅在其他服务器宕机时使用 |
| `ip_hash` | 使用 IP 哈希分配请求 |
| `least_conn` | 最少连接数分配 |
| `keepalive` | 长连接数，减少 TCP 握手开销 |

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## ✅ 三、常见负载均衡算法

### 1. **轮询（Round Robin）**
默认方式，按顺序分配请求。

```nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.10;
    server 192.168.1.11;
}
```

### 2. **加权轮询（Weighted Round Robin）**
根据权重分配请求。

```nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.10 weight=3;
    server 192.168.1.11 weight=1;
}
```

### 3. **IP 哈希（IP Hash）**
保证同一个客户端 IP 总是访问同一个后端服务器。

```nginx
upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.10;
    server 192.168.1.11;
}
```

### 4. **最少连接数（Least Connections）**
将请求分配给当前连接数最少的服务器。

```nginx
upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.10;
    server 192.168.1.11;
}
```

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## ✅ 四、健康检查（Health Check）

Nginx 本身不支持自动健康检查，但可以通过以下方式实现：

### 1. 使用 `proxy_next_upstream`（不推荐）
```nginx
location / {
    proxy_pass http://backend;
    proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
}
```

### 2. 第三方模块（如 `nginx-upstream-check-module`）

可以使用第三方模块实现更精细的健康检查，例如：

```nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.10:8080;
    server 192.168.1.11:8080;

check interval=3000 rise=2 fall=3 timeout=1000 type=http;
    check_http_path /health;
    check_http_expect_alive http_2xx;
}
```

> 注意：需要编译安装带有 `nginx-upstream-check-module` 模块的 Nginx。

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## ✅ 五、负载均衡的优缺点

### ✅ 优点：
- 提高系统可用性
- 分散流量压力，提升性能
- 易于扩展（增加或移除后端服务器）

### ❌ 缺点：
- 需要维护多台后端服务器
- 配置复杂度增加
- 可能引入延迟（如哈希分配）

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## ✅ 六、示例：完整 Nginx 配置

```nginx
http {
    upstream myapp {
        server 192.168.1.10:8080 weight=3;
        server 192.168.1.11:8080;
        server 192.168.1.12:8080 backup;
        ip_hash;
    }

server {
        listen 80;
        location / {
            proxy_pass http://myapp;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}
```

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## ✅ 七、总结

| 功能 | 说明 |
|------|------|
| 负载均衡 | Nginx 支持多种算法（轮询、加权、IP 哈希等） |
| 健康检查 | 可通过模块实现 |
| 高可用 | 支持备份服务器 |
| 简单易用 | 配置灵活，适合中小型项目 |

如果你有具体的场景（比如 Web 应用、微服务、SSL、HTTPS 等），我可以帮你定制更详细的配置方案。欢迎继续提问！