【Nginx】upstream与proxy_pass实现反向代理配置教程

一、Nginx的反向代理与负载均衡

Nginx反向代理是Nginx中最核心的一个功能。关于正向和反向代理的区别在于正向代理需要在客户端配置代理服务器地址，而反向代理则需要在服务器端配置代理服务器地址。正向代理是代理客户端访问服务器，反向代理是代理服务器接受客户端请求并转发到内部服务器。更通俗一点来说，正向代理时用户和代理服务器属于一家人，反向代理时代理服务器和后端的服务属于一家人。反向代理结合负载均衡可以实现流量分发，提高性能和稳定性。比如前端是一台Nginx作为负载均衡的分发器，后端是多台Apache搭建的Web Server，当访问流量很大时，就让Nginx分发请求给后端多台服务器，让它们分工响应

二、Nginx负载均衡模块——ngx_http_upstream_module

要实现Nginx负载均衡需要用到ngx_http_upstream_module模块和proxy_pass模块。其中ngx_http_upstream_module模块只能定义在nginx.conf的http字段中，该模块定义了需要反向代理的服务器池，然后进行负载均衡，最终再由proxy_pass模块进行反向代理。代理方式支持fastcgi_pass、memcached_pass、uwsgi等。

1、ngx_http_upstream_module中upstream常用参数

server：负载均衡后端服务器的IP或域名，不写端口的话默认是80。高并发场景用域名，再通过DNS进行负载均衡 

weight：后端服务器权重，默认为1，权重越大接收的请求越多。例：weight=5

max_fails：检查节点的健康状态并允许请求失败的次数，达到该次数就将节点下线。默认为1，0表示禁止失败尝试。例：max_fails=2

fail_timeout：max_fails失败次数达到限制后暂停该节点服务的时间，默认是10秒。例：fail_timeout=10s

backup：热备配置，当服务池中所有服务器均出现问题后会自动上线backup服务器

down：标志服务器不可用，不参与负载均衡。这个参数通常配合IP_HASH使用

max_conns：限制最大连接数，通常对后端服务器硬件不一致的情况进行配置

keepalive：限制空闲长连接的最大数量

keepalive_timeout：空闲长连接的最长保持时间

keepalive_requests：每个长连接最多可以处理的请求数

2、upstream配置示例

upstream linuxe_backend {
  server 192.168.1.110 down;  #该节点不可用
  server 192.168.1.120 backup;  #其他节点挂了后该节点自动上线
  server 192.168.1.130 max_failes=1 fail_timeout=10s weight-5;
  server backend1.linuxe.cn 8080 weight=3
  keepalive 32;  #最多允许32个长连接
  keepalive_timeout 30s;  #每个长连接保持30秒
  keepalive_requests 100;  #每个长连接允许100个请求
}

3、upstream负载均衡的算法

轮询算法（默认算法）：每个请求会依次分配给后端不同的应用程序服务器，不理会后端服务器的实际压力。如下面代码，当用户访问www.myserver.com站点时，Nginx会负载平衡分配给后端的三个服务器。使用ab做压力测试可以看到在加了负载均衡后Time per request（每个请求平均消耗时间）降低、Request per second（每秒请求数）提升。如果没有配置upstream模块而只使用proxy_pass模块，可以实现反向代理的作用。

http {        #upstream模块包含在http模块下
    upstream  myserver{        #定义upstream名字，下面会引用
        server 192.168.1.100;        #指定后端服务器地址
        server 192.168.1.110;        #指定后端服务器地址
        server 192.168.1.120;        #指定后端服务器地址
    }
    server {
        listen 80;
        server name www.myserver.com;
        location / {
            proxy_pass http://myserver;        #引用upstream
        }
    }
}

加权负载均衡：权重越大的服务器，被分配到的次数就会越多，通常用于后端服务器性能不一致的情况。在下面代码中，每3个请求都分配给192.168.1.100，然后第4个请求会分配给192.168.1.110，如此循环下去

http {      
    upstream  myserver{        
        server 192.168.1.100 weight=3;        #指定后端服务器地址，权重为3
        server 192.168.1.110;      
    }
    server {
        listen 80;
        server name www.myserver.com;
        location / {
            proxy_pass http://myserver;        
        }
    }
}

IP HASH：当同IP进行重复访问时会被指定到上次访问到的服务器，可以解决动态网站SESSION共享问题。如果需要将客户与后端一台服务器“绑定”起来，可以使用ip-hash负载平衡。这样可以确保来自相同客户机的请求总是指向相同的服务器除非该服务器不可用。

upstream myserver {
    ip_hash;        #采用IP HASH算法
    server 192.168.1.100;
    server 192.168.1.110;
    server 192.168.1.120;
}

基于URL的HASH：当客户端多次访问同一个地址时分配到固定的节点

upstream myserver {
    hash $request_uri;    
    server 192.168.1.100;
    server 192.168.1.110;
    server 192.168.1.120;
}

最少连接数轮询：哪个节点当前的连接数少就分配给哪个节点处理

least_conn;

三、Nginx反向代理模块——proxy_pass

1、proxy_pass语法示例

#将/test的请求转发到127.0.0.1的81端口
location = /test {
  proxy_pass http://127.0.0.1:81
}

2、proxy_pass模块常用指令

proxy_pass：指定需要反向代理的服务器地址，可以是一个upstream池

proxy_next_upstream：如果后端服务器不可用的话自动将请求转发到另一台服务器，默认为on，还可以设置为timeout或者http状态码

proxy_method：修改用户的method请求

proxy_http_version：修改用户的http协议版本

proxy_set_header：修改用户header头部，如客户端真实IP信息，也是配置较多的选项

proxy_set_body：修改用户包体信息

proxy_send_timeout：默认60S

proxy_connect_timeout：默认60S，Nginx与后端服务器连接超时时间

server {
  listen 80;
  server_name linxue.cn;
  location / {
    proxy_pass http://192.168.94.10:8080;
    proxy_method PUT;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header test "var modify by nginx";
  }
}

3、proxy_pass“/”的常见误区。不带"/"的话不会修改用户的URL，用户请求的是什么URL就返回什么URL；带"/"则相反，会将location指定的URL从用户URL删除掉

#下面的配置，当用户请求/bbs/abc/test.html时最终返回http://127.0.0.1:8080/bbs/abc/test.html
location /bbs/ {
  proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
}

#当用户请求/bbs/abc/test.html时最终返回http://127.0.0.1:8080/abc/test.html
location /bbs/ {
  proxy_pass http://127.0.0.1:8080/;
}

#示例3
location /test {
  proxy_pass http://127.0.0.1:81;  #如果这里写http://127.0.0.1:81/则是将uri /test/替换为了/
}

四、Nginx高可用的实现

利用backup标签可以实现高可用，当所有节点挂掉后backup服务器会自动接管服务，当有任意一台节点恢复后backup也会自动放弃服务

http {      
    upstream  myserver{        
        server 192.168.1.100 
        server 192.168.1.110 backup;   
    }
    server {
        listen 80;
        server name www.myserver.com;
        location / {
            proxy_pass http://myserver;        
        }
    }
}

从上面多个配置示例来看Nginx的upstream模块相当于是建立一个服务池，把后端的服务器都放在池子里，而proxy模块则是从这个池子里调用这些服务器。

五、线上配置示例：

#先在nginx.conf中定义一组upstream
upstream pre-cloud_Backend {
         server pre-cloud.website.com:8080;
         ip_hash;
         check interval=5000 rise=1 fall=3 timeout=30000;
         check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;  #tengine的健康检查模块
 }

#conf.d/下定义一个文件					 
server{
        listen 80;
        server_name cloud.website.com;
        limit_conn perserver 10000;

        location / {
        proxy_next_upstream error timeout http_503 http_504 http_502;  #如果请求当前节点触发了这里指定的条件就将请求转发到下一个机器
        proxy_connect_timeout 500s;
        proxy_read_timeout 500s;
        proxy_send_timeout 500s;
        proxy_set_header Host $http_host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
        proxy_pass http://pre-cloud_Backend;
        }
}