Nginx四層負(fù)載均衡基本概訴

1、Nginx四層負(fù)載均衡基本概訴

(1) 什么是四層負(fù)載均衡

四層負(fù)載均衡基于傳輸層協(xié)議包來封裝的（如：TCP/IP），那我們前面使用到的七層指的是應(yīng)用層，它的封裝在四層基礎(chǔ)之上，無論四層還是七層都指的是OSI網(wǎng)絡(luò)模型。

(2) 四層負(fù)載均衡應(yīng)用場景

1.四層負(fù)載可以保證7層負(fù)載的高可用：四層+七層來做負(fù)載均衡，四層可以保證七層的負(fù)載均衡的高可用性，如：nginx就無法保證自己的服務(wù)高可用，需要依賴LVS或者keepaive。

2、端口映射（端口轉(zhuǎn)發(fā)）：如：TCP協(xié)議的負(fù)載均衡，有些請求是TCP協(xié)議的（mysql，ssh），或者說這些請求只需要使用四層進(jìn)行端口的轉(zhuǎn)發(fā)就可以了，所以使用四層負(fù)載均衡。

(3) 四層+七層構(gòu)建大規(guī)模集群架構(gòu)使用場景

(4) 四層負(fù)載均衡總結(jié)

1、四層負(fù)載均衡僅能轉(zhuǎn)發(fā)TCP/IP協(xié)議、UDP協(xié)議、通常用來轉(zhuǎn)發(fā)端口，如：tcp/22、udp/53

2、四層負(fù)載均衡可以用來解決七層負(fù)載均衡端口限制問題；（七層負(fù)載均衡最大使用65535個端口）

3、四層負(fù)載均衡可以解決七層負(fù)載均衡高可用問題;（多臺后端七層負(fù)載均衡能同時的使用）

4、四層的轉(zhuǎn)發(fā)效率比七層的高得多，但僅支持tcp/ip協(xié)議，不支持http和https協(xié)議；

5、通常大并發(fā)場景通常會選擇使用在七層負(fù)載均衡前面增加四層負(fù)載均衡

2、Nginx四層負(fù)載均衡實(shí)戰(zhàn)

(1) Nginx四層負(fù)載語法

Syntax: listen address:port [ssl] [udp] [proxy_protocol] [fastopen=number] [backlog=number] [rcvbuf=size] [sndbuf=size] [bind] [ipv6only=on|off] [reuseport] [so_keepalive=on|off|[keepidle]:[keepintvl]:[keepcnt]];
    Default: —
    Context: server

#示例
    worker_processes auto;

    error_log /var/log/nginx/error.log info;

    events {
        worker_connections  1024;
    }
 
    #在events層下面，http層上面配置stream
    # stream配置多的時候，直接配置include更加簡潔
 
 stream {
 #1.定義虛擬資源池
     upstream backend {
         hash $remote_addr consistent;
         server backend1.example.com:12345 weight=5;
         server 127.0.0.1:12345  max_fails=3 fail_timeout=30s;
         server unix:/tmp/backend3;
      }

     upstream dns {
         server 192.168.0.1:53535;
         server dns.example.com:53;
      }
    #2.調(diào)用虛擬資源池
     server {
         listen 12345;
         proxy_connect_timeout 1s;
         proxy_timeout 3s;
         proxy_pass backend;
      }

     server {
         listen 127.0.0.1:53 udp reuseport;
         proxy_timeout 20s;
          proxy_pass dns;
      }

     server {
         listen [::1]:12345;
         proxy_pass unix:/tmp/stream.socket;
      }
    }

(2) Nginx四層負(fù)載均衡前期準(zhǔn)備

① 環(huán)境規(guī)劃

主機(jī)名        應(yīng)用環(huán)境      IP地址
    Nginx-5        Nginx+PHP   192.168.2.5
    Nginx-6        Nginx+PHP   192.168.2.6
    MySQL-7          MySQL     192.168.2.7
    7-Proxy1-8       Nginx     192.168.2.8
    7-Proxy2-9       Nginx     192.168.2.9
    4-Proxy1-10      Nginx     192.168.2.10

② 搭建第二臺七層proxy服務(wù)器 7-Proxy2-9

#1、準(zhǔn)備對應(yīng)的www用戶
[root@7-Proxy2-9 ~]# groupadd -g666 www
[root@7-Proxy2-9 ~]# useradd -u666 -g666 www

#2、在7-Proxy2-9上面安裝Nginx
[root@7-Proxy2-9 ~]# cat /etc/yum.repos.d/nginx.repo 
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0       
enabled=1
[root@7-Proxy2-9 ~]#  yum install nginx -y

#3、在7-Proxy2-9上面拷貝7-Proxy1-8的所有nginx相關(guān)配置即可。
[root@7-Proxy2-9 ~]# scp -rp root@192.168.2.8:/etc/nginx /etc/

#4、啟動nginx
[root@7-Proxy2-9 conf.d]# nginx -t
[root@7-Proxy2-9 conf.d]# systemctl start nginx
[root@7-Proxy2-9 conf.d]# systemctl enable nginx
#注：注銷7-Proxy1-8的域名解析，換成7-Proxy2-9，再訪問網(wǎng)站是否游泳，成功即可。

③ 搭建四層proxy服務(wù)器 4-Proxy1-10

#1、準(zhǔn)備對應(yīng)的www用戶
[root@4-Proxy1-10 ~]# groupadd -g666 www
[root@4-Proxy1-10 ~]# useradd -u666 -g666 www

#2、在4-Proxy1-10上面安裝Nginx
[root@4-Proxy1-10 ~]# cat /etc/yum.repos.d/nginx.repo 
[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0       
enabled=1
[root@4-Proxy1-10 ~]#  yum install nginx -y
#3、查看是否有四層模塊
[root@4-Proxy1-10 ~]# nginx -V
configure arguments: --prefix=/etc/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --modules-path=/usr/lib64/nginx/modules --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock --http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp --user=nginx --group=nginx --with-compat --with-file-aio --with-threads --with-http_addition_module --with-http_auth_request_module --with-http_dav_module --with-http_flv_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_mp4_module --with-http_random_index_module --with-http_realip_module --with-http_secure_link_module --with-http_slice_module --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_sub_module --with-http_v2_module --with-mail --with-mail_ssl_module
`--with-stream`(這個四層負(fù)載模塊是nginx>=1.9.0才有) --with-stream_realip_module --with-stream_ssl_module --with-stream_ssl_preread_module --with-cc-opt='-O2 -g -pipe -Wall -Wp,-D_FORTIFY_SOURCE=2 -fexceptions -fstack-protector-strong --param=ssp-buffer-size=4 -grecord-gcc-switches -m64 -mtune=generic -fPIC' --with-ld-opt='-Wl,-z,relro -Wl,-z,now -pie'

#4、啟動nginx
[root@4-Proxy1-10 conf.d]# nginx -t
[root@4-Proxy1-10 conf.d]# systemctl start nginx
[root@4-Proxy1-10 conf.d]# systemctl enable nginx

(3) Nginx四層負(fù)載均衡實(shí)戰(zhàn)

① 需求

1.通過訪問負(fù)載均衡的5555端口，實(shí)際是后端的Nginx-5的22端口在提供服務(wù)。
 2.通過訪問負(fù)載均衡的6666端口，實(shí)際是后端的mysql-7的3306端口在提供服務(wù)。

② 4-Proxy1-10配置

#如果監(jiān)聽了80端口，要刪除/etc/nginx/conf.d/default.conf
[root@4-Proxy1-10 ~]# rm -f /etc/nginx/conf.d/default.conf   #刪除http的80端口
#配置四層負(fù)載均衡（這里采用文件方式，后面直接用include就行）
[root@4-Proxy1-10 ~]# mkdir -p /etc/nginx/conf.c
[root@4-Proxy1-10 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
# 在events層下面，http層上面配置include
include  /etc/nginx/conf.c/*.conf;

# 編寫四層代理配置
[root@4-Proxy1-10 ~]# cd /etc/nginx/conf.c/
[root@4-Proxy1-10 conf.c]# cat stream.conf 
stream {
    #1.定義虛擬資源池
    upstream ssh {
        server 192.168.2.5:22;
    }

    upstream mysql {
        server 192.168.2.7:3306;
    }
    #2.調(diào)用虛擬資源池
    server {
        listen 5555;
        proxy_connect_timeout 1s;
        proxy_timeout 300s;
        proxy_pass ssh;
    }
    server {
        listen 6666;
        proxy_connect_timeout 1s;
        proxy_timeout 300s;
        proxy_pass mysql;
    }
}
[root@4-Proxy1-10 conf.c]# systemctl restart nginx
#1.打開訪問 Nginx-5、Nginx-6、7-Proxy1-8、7-Proxy2-9和4-Proxy1-10的訪問日志
#2.可以用ssh 192.168.2.10：5555 登入到Nginx-5 
#3.可以用navicat 登入192.168.2.10：6666登入到mysql-7上 
#4.命令tail -f /var/log/nginx/access.log查看到是分?jǐn)偟?span id="llxdwok"    class="hljs-number">7-Proxy1-8、7-Proxy2-9上
#5.可以正常訪問wordpress、wecenter、eduSoho
#6.4-Proxy1-10上并沒有產(chǎn)生日志

(4) nginx四層負(fù)載均衡記錄日志

① 四層負(fù)載均衡日志必須配置在stream模塊

[root@4-Proxy1-10 ~]# cat /etc/nginx/conf.c/tcp_proxy.conf
stream {

#定義日志的格式
log_format  proxy '$remote_addr $remote_port - [$time_local] $status $protocol '
                  '"$upstream_addr" "$upstream_bytes_sent" "$upstream_connect_time"' ;

    #調(diào)用日志，使用proxy格式
    access_log /var/log/nginx/tcp_proxy.log proxy;

......其他配置省略......

#查看日志 tail -f /var/log/nginx/tcp_proxy.log 可以看見日志
}