Nginx如何实现负载均衡以及Session共享教程详解

最近迷上了Nginx,真实麻雀虽小,五脏俱全..功能实在强大..

nginx不单能够做为强大的web服务器，也能够做为一个反向代理服务器，并且nginx还能够按照调度规则实现动态、静态页面的分离，能够按照轮询、ip哈希、URL哈希、权重等多种方式对后端服务器作负载均衡，同时还支持后端服务器的健康检查。

若是只有一台服务器时,这个服务器挂了,那么对于网站来讲是个灾难.所以，这时候的负载均衡就会大显身手了,它会自动剔除挂掉的服务器.

下面简单的介绍下我使用Nginx作负载的体会

下载---安装Nginx这些不介绍了,前篇有介绍.

windows和Linux下配置Nginx负载的写法同样,故不分开介绍.

Nginx负载均衡一些基础知识:

nginx 的 upstream目前支持 4 种方式的分配 1)、轮询（默认） 每一个请求按时间顺序逐一分配到不一样的后端服务器，若是后端服务器down掉，能自动剔除。 2)、weight 指定轮询概率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的状况。 2)、ip_hash 每一个请求按访问ip的hash结果分配，这样每一个访客固定访问一个后端服务器，能够解决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）

配置：

在http节点里添加: 定义负载均衡设备的 Ip及设备状态
upstream myServer {
server 127.0.0.1:9090 down; server 127.0.0.1:8080 weight=2; server 127.0.0.1:6060; server 127.0.0.1:7070 backup; } 在须要使用负载的Server节点下添加 proxy_pass http://myServer; upstream 每一个设备的状态: 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 ：容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： 其它全部的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。因此这台机器压力会最轻。

Nginx还支持多组的负载均衡,能够配置多个upstream 来服务于不一样的Server.

配置负载均衡比较简单,可是最关键的一个问题是怎么实现多台服务器之间session的共享

下面有几种方法(如下内容来源于网络,第四种方法没有实践.)

1. 不使用session，换做cookie

能把session改为cookie，就能避开session的一些弊端，在从前看的一本J2EE的书上，也指明在集群系统中不能用session，不然惹出祸端来就很差办。若是系统不复杂，就优先考虑可否将session去掉，改动起来很是麻烦的话，再用下面的办法。

2. 应用服务器自行实现共享

asp.net能够用数据库或memcached来保存session，从而在asp.net自己创建了一个session集群，用这样的方式能够令 session保证稳定，即便某个节点有故障，session也不会丢失，适用于较为严格但请求量不高的场合。可是它的效率是不会很高的，不适用于对效率 要求高的场合。 以上两个办法都跟nginx没什么关系，下面来讲说用nginx该如何处理：

3. ip_hash

nginx中的ip_hash技术可以将某个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创建起稳固的session，ip_hash是在upstream配置中定义的： upstream backend { server 127.0.0.1:8080 ; server 127.0.0.1:9090 ; ip_hash; } ip_hash是容易理解的，可是由于仅仅能用ip这个因子来分配后端，所以ip_hash是有缺陷的，不能在一些状况下使用： 1/ nginx不是最前端的服务器。ip_hash要求nginx必定是最前端的服务器，不然nginx得不到正确ip，就不能根据ip做hash。譬如使用的是squid为最前端，那么nginx取ip时只能获得squid的服务器ip地址，用这个地址来做分流是确定错乱的。 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，将请求又经过另外的方式分流了，那么某个客户端的请求确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，而后指向应用服务器。最好的办法是用location做一次分流，将须要session的部分请求经过ip_hash分流，剩下的走其它后端去。

4. upstream_hash

为了解决ip_hash的一些问题，可使用upstream_hash这个第三方模块，这个模块多数状况下是用做url_hash的，可是并不妨碍将它用来作session共享： 假如前端是squid，他会将ip加入x_forwarded_for这个http_header里，用upstream_hash能够用这个头作因子，将请求定向到指定的后端： 可见这篇文档：www.sudone.com/nginx/nginx… 在文档中是使用http_x_forwarded_for; 这样就改为了利用x_forwarded_for这个头做因子，在nginx新版本中可支持读取cookie值，因此也能够改为： hash $cookie_jsessionid; 假如在php中配置的session为无cookie方式，配合nginx本身的一个userid_module模块就能够用nginx自发一个cookie，可参见userid模块的英文文档： wiki.nginx.org/NginxHttpUs… 另可用姚伟斌编写的模块upstream_jvm_route：code.google.com/p/nginx-ups…

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blog.csdn.net/chao_1990/a…

共享session应用场景，基于分布式，session的原理大体以下(以tomcat为例)，

tomcat有一套本身的session管理机制，每次建立链接的时候都会经过客户端传过来的jsessionid从session链接池中得到sessionId对应的session，若是存在，那么直接从池中得到session链接信息，若是没有经过程序中设置判断是否建立一个新的session信息保存到池中。

nginx贡献session的方式，大致上有ip_hash(nginx自带)，redis共享session，基于cookie，基于db(各类关系型数据库和非关系型数据库)。

一、基于cookie

简单、方便，每次经过判断cookie中的用户状态信息判断用户的登陆状态；可是用户信息要存在客户端，存在安全隐患，除非有至关安全的加密措施，若是加密码负载，也会 增长运算的成本。

二、基于db(各类关系型数据库和非关系型数据库)

登陆信息存储到db中，虽然安全，但每次须要验证用户的登陆状态是都须要从db中进行IO操做，并发量高是势必会增长数据库的负载。

三、基于redis+cookie共享session

此种方式将将用户的登陆信息存储到redis中，由于是基于内存的读取，所以效率不会是响应效率的瓶颈，cookie中存储着jsessionid，不须要加密或处理，只须要存储redis中的key保存统一客户经过cookie中的key能够准确的登陆信息或是其余有效的信息，此种方式，cookie的存储不须要加密计算成本，其次redis将信息存储到缓存中，存取效率高，后面会详细介绍此种方式实现过程。

四、基于ip_hash

此种方式配置最为简单，可是有必定的局限性，其原理就是同一个ip的全部请求都会被nginx进行ip_hash进行计算，经过结果定位到指定的后台服务器即一个用户若是ip不变，那么每次请求其实请求的都是同一后台服务器；首先最外层的代理要保证源ip在请求 的过程不会被修改，若是你的架构里在最外层方式不仅仅是nginx服务，而是相似于请求分发的服务服务器，那么意味着一我的的请求可能被定位到不一样的服务器上，那么ip_hash就没有意义了。

五、基于tomcat容器session

此种方式在根本上实现共享session，他的实际状况是经过tomcat管理配置将一个tomct下的session复制到其余的tomcat的session池中，实现真实上的session共享；此种方式须要兼容tomcat配置及须要对其进行扩展，依赖性太强。

已实现的共享方式：

首先配置3个web容器，tomcat1(3301)，tomcat2(3302)、tomcat3(3303)

一、ip_hash

nginx的配置这里再也不说明，主要说明ip_hash的配置，简直是简单到节点

1. upstream backend {
2. ip_hash;
3. server localhost:3301 max_fails=2 fail_timeout=30s ;
4. server localhost:3302 max_fails=2 fail_timeout=30s ;
5. server localhost:3303 max_fails=2 fail_timeout=30s ;
6. }

nginx的配置文件nginx.conf引入upstram数据,启动便可。

验证：

过访问web应用，例如http://localhost:8080/login.jsp登陆后存储session信息，每次访问这个页面都须要验证session的状态，页面实现的是tomcat1表示，此ip的请求被转发到了tomcat1的服务器上，不管怎么刷新页面，页面显示的都是tomcat1，此时停掉tomcat1，再次刷新页面，页面显示的是tomcat2或是tomcat3的登陆页面，此时表示nginx负载目的已经达到，可是session没有共享；局限性显而易见。

二、redis+cookie共享session

原理实现：

1）、登陆成功时，将还有redis的key保存到cookie中，将登陆用户的信息保存到redis中；

2）、配置拦截器，拦截须要验证登陆状态的请求，从cookie中得到redis的key，从redis中得到当前cookie对应的用户信息，对其登陆状态进行验证。

验证：

取消nginx的ip_hash配置，登陆web，例如例如http://localhost:8080/login.jsp登陆后存储session信息，首页显示tomcat1，此时不须要关闭任何tomcat，直接不停的刷新主页就会发现主页的再tomcat一、tocmat二、tomcat3之间来回切换，表示session已正常共享。我的认为此种方式是比较推荐的。

观点：

从功能的核心来看，其目的就是共享session，究其缘由就是客户端和服务之间须要一个惟一的值来创建关联关系，此值就是sessionId，不管请求哪一个网站经过工具查看cookie都会有发现，有jsessionid的值，此值在于服务器创建链接之后是基本不会变的(后台主动建立新的session)。及时上面的描述的共享方式5，基于session链接池的session管理，也是要依赖sessionid的，经过查看tomcatsession管理的源码，不难发现其也是经过cookie得到的sessionid，那么若是客户端请强制禁用了cookie，该如何得到jsessionId? 以前查阅过资源(未亲自证明)，当浏览器禁用cookie后，请求的地址会被重定向，重定向后会在请求的url中拼接上jsessionid，这个容器就能得到sessionid，也就能够验证session 状态；此种场景有待证明。

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