最近在研究分布式系統(tǒng)架構(gòu)方面的知識，包括負(fù)載均衡，數(shù)據(jù)庫讀寫分離，分布式緩存redis等。本篇先從負(fù)載均衡服務(wù)架構(gòu)入手，關(guān)于負(fù)載均衡百度百科的定義如下：負(fù)載均衡，英文名稱為Load Balance，其意思就是分?jǐn)偟蕉鄠€操作單元上進(jìn)行執(zhí)行，例如Web服務(wù)器、FTP服務(wù)器、企業(yè)關(guān)鍵應(yīng)用服務(wù)器和其它關(guān)鍵任務(wù)服務(wù)器等，從而共同完成工作任務(wù)。

我的解釋：一項(xiàng)任務(wù)交由一個開發(fā)人員處理總會有上限處理能力，這時可以考慮增加開發(fā)人員來共同處理這項(xiàng)任務(wù)，多人處理同一項(xiàng)任務(wù)時就會涉及到調(diào)度問題，即任務(wù)分配，這和多線程理念是一致的。nginx在這里的角色相當(dāng)于任務(wù)分配者。

閱讀目錄

nginx安裝
站點(diǎn)搭建及配置
問題分析
總結(jié)
一、nginx安裝

    Nginx是一款輕量級的Web 服務(wù)器/反向代理服務(wù)器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務(wù)器，并在一個BSD-like 協(xié)議下發(fā)行。由俄羅斯的程序設(shè)計(jì)師Igor Sysoev所開發(fā)，供俄國大型的入口網(wǎng)站及搜索引擎Rambler（俄文：Рамблер）使用。其特點(diǎn)是占有內(nèi)存少，并發(fā)能力強(qiáng)，事實(shí)上nginx的并發(fā)能力確實(shí)在同類型的網(wǎng)頁服務(wù)器中表現(xiàn)較好，中國大陸使用nginx網(wǎng)站用戶有：百度、新浪、網(wǎng)易、騰訊等。

　 最新版本的nginx版本為1.9.3，我這下載的是window版本的，一般實(shí)際場景都是安裝在linux系統(tǒng)下的，由于linux系統(tǒng)目前正在摸索中這里就不介紹。官方下載地址：nginx-1.9.3.zip 。下載完成之后解壓運(yùn)行nginx.exe就啟動了nginx了，啟動后會在進(jìn)程里面看到nginx。

   要實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡需要修改conf/nginx.conf的配置信息，修改配置信息之后重新啟動nginx服務(wù)，可以通過nginx -s reload指令實(shí)現(xiàn)。這里我們使用 Ants 提供的一個批處理來操作。

將nginx.bat文件放到nginx.exe相同文件夾下，直接運(yùn)行就行了。文章結(jié)尾會提供本文用到的所有文件。

二、站點(diǎn)搭建及配置

1.搭建兩個iis站點(diǎn)

 站點(diǎn)下只有一個簡單的index頁面，用來輸出當(dāng)前服務(wù)器信息。由于我沒有兩臺機(jī)器，所以將兩個站點(diǎn)都部署到本機(jī)了，分別綁定了8082和9000兩個端口。

 protected void Page_Load(object sender, EventArgs e)
 {
  Label0.Text = "請求開始時間："+DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
  Label1.Text = "服務(wù)器名稱：" + Server.MachineName;//服務(wù)器名稱 
  Label2.Text = "服務(wù)器IP地址：" + Request.ServerVariables["LOCAL_ADDR"];//服務(wù)器IP地址 
  Label3.Text = "HTTP訪問端口：" + Request.ServerVariables["SERVER_PORT"];//HTTP訪問端口"
  Label4.Text = ".NET解釋引擎版本：" + ".NET CLR" + Environment.Version.Major + "." + Environment.Version.Minor + "." + Environment.Version.Build + "." + Environment.Version.Revision;//.NET解釋引擎版本 
  Label5.Text = "服務(wù)器操作系統(tǒng)版本：" + Environment.OSVersion.ToString();//服務(wù)器操作系統(tǒng)版本 
  Label6.Text = "服務(wù)器IIS版本：" + Request.ServerVariables["SERVER_SOFTWARE"];//服務(wù)器IIS版本 
  Label7.Text = "服務(wù)器域名：" + Request.ServerVariables["SERVER_NAME"];//服務(wù)器域名 
  Label8.Text = "虛擬目錄的絕對路徑：" + Request.ServerVariables["APPL_RHYSICAL_PATH"];//虛擬目錄的絕對路徑 
  Label9.Text = "執(zhí)行文件的絕對路徑：" + Request.ServerVariables["PATH_TRANSLATED"];//執(zhí)行文件的絕對路徑 
  Label10.Text = "虛擬目錄Session總數(shù)：" + Session.Contents.Count.ToString();//虛擬目錄Session總數(shù) 
  Label11.Text = "虛擬目錄Application總數(shù)：" + Application.Contents.Count.ToString();//虛擬目錄Application總數(shù) 
  Label12.Text = "域名主機(jī)：" + Request.ServerVariables["HTTP_HOST"];//域名主機(jī) 
  Label13.Text = "服務(wù)器區(qū)域語言：" + Request.ServerVariables["HTTP_ACCEPT_LANGUAGE"];//服務(wù)器區(qū)域語言 
  Label14.Text = "用戶信息：" + Request.ServerVariables["HTTP_USER_AGENT"];
  Label14.Text = "CPU個數(shù)：" + Environment.GetEnvironmentVariable("NUMBER_OF_PROCESSORS");//CPU個數(shù) 
  Label15.Text = "CPU類型：" + Environment.GetEnvironmentVariable("PROCESSOR_IDENTIFIER");//CPU類型 
  Label16.Text = "請求來源地址：" + Request.Headers["X-Real-IP"];
 }

2.修改nginx配置信息

  修改nginx監(jiān)聽端口，修改http server下的listen節(jié)點(diǎn)值，由于本機(jī)80端口已經(jīng)被占用，我改為監(jiān)聽8083端口。

   listen       8083;

  在http節(jié)點(diǎn)下添加upstream（服務(wù)器集群），server設(shè)置的是集群服務(wù)器的信息，我這里搭建了兩個站點(diǎn)，配置了兩條信息。

 #服務(wù)器集群名稱為Jq_one
 upstream Jq_one {
 　　server 127.0.0.1:9000; 
 　　server 127.0.0.1:8082; 
 }

 在http節(jié)點(diǎn)下找到location節(jié)點(diǎn)修改

location / {
  root html;
  index index.aspx index.html index.htm; #修改主頁為index.aspx
 #其中jq_one 對應(yīng)著upstream設(shè)置的集群名稱
 proxy_pass  http://Jq_one; 
 #設(shè)置主機(jī)頭和客戶端真實(shí)地址，以便服務(wù)器獲取客戶端真實(shí)IP
 proxy_set_header Host  $host; 
 proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; 
 proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
 }

修改完成配置文件以后記得重啟nginx服務(wù)，最終完整配置文件信息如下

3.運(yùn)行結(jié)果

  訪問http://127.0.0.1:8083/index.aspx ，多訪問幾次，著重關(guān)注標(biāo)紅部分。

可以看到，我們的請求被分發(fā)到了8082站點(diǎn)和9000站點(diǎn)，并且第一次是8082站點(diǎn)第二次9000。出現(xiàn)這樣的結(jié)果證明我們負(fù)載均衡搭建成功了。 嘗試關(guān)閉其中的9000站點(diǎn)，然后刷新頁面發(fā)現(xiàn)輸出的http端口一直是8082，也就是說其中一個站點(diǎn)掛了，只要還有一個站點(diǎn)是好的，我們的還是可以服務(wù)。

四、問題分析

  雖然我們搭建好了負(fù)載均衡站點(diǎn)，但是還存在以下問題。

  1.如果站點(diǎn)使用了session，請求平均分配到兩個站點(diǎn)，那么必然存在session共享問題，該如何解決？

使用數(shù)據(jù)庫保存session信息
使用nginx將同一ip的請求分配到固定服務(wù)器，修改如下。ip_hash會計(jì)算ip對應(yīng)hash值，然后分配到固定服務(wù)器

　　upstream Jq_one{
 　　server 127.0.0.1:8082 ;
 　　 server 127.0.0.1:9000 ;
 　　ip_hash;
　　}

搭建一臺Redis服務(wù)器，對session的讀取都從該Redis服務(wù)器上讀取。后面的文章將介紹分布式緩存Redis的使用
  2.管理員更新站點(diǎn)文件，該怎么操作，現(xiàn)在還只有兩臺服務(wù)器，可以手工將文件更新到兩臺服務(wù)器，如果是10臺呢，那么手工操作必然是不可行的

多服務(wù)器站點(diǎn)更新可以使用GoodSync 文件同步程序，會自動檢測文件的修改新增，然后同步到其它服務(wù)器上。在linux下可以使用rsync
  3.站點(diǎn)中的文件上傳功能會將文件分配到不同的服務(wù)器，文件共享問題如何解決。

使用文件服務(wù)器將所有文件存儲到該服務(wù)器上，文件操作讀取寫入都在該服務(wù)器上。這里同樣會存在一個問題，文件服務(wù)器存在讀寫上限。
  4.負(fù)載的服務(wù)器配置不一樣，有的高有的低可不可以讓配置高的服務(wù)器處理請求多一些

這里講一下，負(fù)載均衡有好幾種算法  輪轉(zhuǎn)法，散列法， 最少連接法，最低缺失法，最快響應(yīng)法，加權(quán)法。我們這里可以使用加權(quán)法來分配請求。

 upstream Jq_one{
 　　server 127.0.0.1:8082 weight=4;
 　　 server 127.0.0.1:9000 weight=1;
　　}

     通過weight設(shè)置每臺服務(wù)器分配請求站的權(quán)重，值越高分配的越多。

 5.由于請求是經(jīng)過nginx轉(zhuǎn)發(fā)過來的，可以在代碼里面獲取到用戶請求的實(shí)際ip地址嗎？

答案是肯定的，在localtion節(jié)點(diǎn)設(shè)置如下請求頭信息   

 #設(shè)置主機(jī)頭和客戶端真實(shí)地址，以便服務(wù)器獲取客戶端真實(shí)IP
 proxy_set_header Host  $host; 
 proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; 
 proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

    代碼里面通過Request.Headers["X-Real-IP"]，就能獲取到真實(shí)ip

 6.nginx實(shí)現(xiàn)靜態(tài)文件(image,js,css)緩存

在server節(jié)點(diǎn)下添加新的localtion

 #靜態(tài)資源緩存設(shè)置
 location ~ \.(jpg|png|jpeg|bmp|gif|swf|css)$
 { 
  expires 30d;
  root /nginx-1.9.3/html;#root: #靜態(tài)文件存在地址，這里設(shè)置在/nginx-1.9.3/html下
  break;
 } 

    這是index頁面的代碼 <li><img src="/images/1.jpg"/></li>

總結(jié)

　　通過nginx我們實(shí)現(xiàn)了一個簡單的負(fù)載均衡，實(shí)際情況比這復(fù)雜很多。比如nginx服務(wù)器掛了，那我們的站點(diǎn)就直接掛了，正確的通過keepalived組件來搭建多臺nginx服務(wù)提供服務(wù)。本篇只做為分布式系統(tǒng)的開篇，后續(xù)會陸續(xù)推出Redis緩存，數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)分布式架構(gòu)的文章，敬請期待！