Nginx四层负载均衡

目录

• Nginx四层负载均衡概述
  • Nginx如何配置四层负载均衡
  • 使用nginx四层负载均衡实现tcp的转发

Nginx四层负载均衡概述

什么是四层负载均衡

四层负载均衡是基于传输层协议包来封装的（如：TCP/IP），那我们前面使用到的七层是指的应用层，他的组装在四层的基础之上，无论四层还是七层都是指的OSI网络模型。

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四层负载均衡应用场景

1、四层+七层来做负载均衡，四层可以保证七层的负载均衡的高可用性；如：nginx就无法保证自己的服务高可用，需要依赖LVS或者keepalive。

2、如：tcp协议的负载均衡，有些请求是TCP协议的（mysql、ssh），或者说这些请求只需要使用四层进行端口的转发就可以了，所以使用四层负载均衡。

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四层 + 七层构建大规模集群架构使用场景



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四层负载均衡总结

1、四层负载均衡仅能转发TCP/IP协议、UDP协议、通常用来转发端口，如：tcp/22、udp/53；
2、四层负载均衡可以用来解决七层负载均衡端口限制问题；（七层负载均衡最大使用65535个端口号）
3、四层负载均衡可以解决七层负载均衡高可用问题；（多台后端七层负载均衡能同事的使用）
4、四层的转发效率比七层的高得多，但仅支持tcp/ip协议，不支持http和https协议；
5、通常大并发场景通常会选择使用在七层负载前面增加四层负载均衡。

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nginx四层负载均衡场景实践

Nginx如何配置四层负载均衡

1、通过访问负载均衡的5555端口，实际是后端的web01的22端口在提供服务；

2、通过访问负载均衡的6666端口，实际是后端的mysql的3306端口在提供服务。

先配置两台lb负载均衡

[root@lb02 ~]# cat /etc/yum.repos.d/nginx.repo 
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key

#在lb02上安装nginx
[root@lb02 yum.repos.d]# yum install -y nginx

#在lb02上同步lb01的所有nginx相关配置
[root@lb02 ~]# scp -r root@172.16.1.5:/etc/nginx /etc/


#启动nginx
[root@lb02 conf.d]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@lb02 conf.d]# systemctl enable nginx
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service to /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
[root@lb02 conf.d]# nginx

1.创建存放四层负载均衡配置文件的目录

[root@lb03 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
events {
        ....
}
include /etc/nginx/conf.c/*.conf;
http {
        .....
}

[root@lb03 ~]# mkdir /etc/nginx/conf.c

2.配置四层负载均衡

[root@lb03 conf.c]# cat lb_domain.conf 
stream {
    upstream lb {
            server 172.16.1.5:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
            server 172.16.1.6:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    }

    server {
            listen 80;
            proxy_connect_timeout 3s;
            proxy_timeout 3s;
            proxy_pass lb;
    }
}
[root@lb03 conf.c]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@lb03 conf.c]# nginx -s reload

#配置本机hosts解析后浏览器访问并查看nginx日志

3.四层负载均衡开启日志

#四层负载均衡是没有access的日志的，因为在nginx.conf的配置中，access的日志格式是配置在http下的，而四层复杂均衡配置实在http以外的；

#如果需要日志则需要配置在stream下面
[root@web03 conf.c]# cat lb_domain.conf 
stream {
    log_format  proxy '$remote_addr $remote_port - [$time_local] $status $protocol '
                  '"$upstream_addr" "$upstream_bytes_sent" "$upstream_connect_time"' ;
    access_log /var/log/nginx/proxy.log proxy;
    upstream lb {
            server 172.16.1.5:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
            server 172.16.1.6:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    }

    server {
            listen 80;
            proxy_connect_timeout 3s;
            proxy_timeout 3s;
            proxy_pass lb;
    }
}

域名解析到lb03上，再次登录

查看日志：

[root@lb03 ~]# tail -f /var/log/nginx/proxy.log

541055 - lb03 - TCP - 10.0.0.1 - 1656 - 80 - 75.856 - 200 - 28/Aug/2019:03:22:50 +0800
344557 - lb03 - TCP - 10.0.0.1 - 1658 - 80 - 75.850 - 200 - 28/Aug/2019:03:22:50 +0800
284545 - lb03 - TCP - 10.0.0.1 - 1654 - 80 - 75.957 - 200 - 28/Aug/2019:03:22:50 +0800
225560 - lb03 - TCP - 10.0.0.1 - 1659 - 80 - 75.858 - 200 - 28/Aug/2019:03:22:50 +0800

使用nginx四层负载均衡实现tcp的转发

请求负载均衡 5555    --->     172.16.1.7:22;
请求负载均衡 6666    --->     172.16.1.51:3306;

配置nginx四层负载均衡实现tcp的转发

[root@lb4-01 ~]# cat /etc/nginx/conf.c/lb_domain.conf 
stream {
    log_format  proxy '$remote_addr $remote_port - [$time_local] $status $protocol '
                      '"$upstream_addr" "$upstream_bytes_sent" "$upstream_connect_time"' ;
    access_log /var/log/nginx/proxy.log proxy;

#定义转发ssh的22端口
    upstream ssh_7 {
            server 10.0.0.7:22;
    }
#定义转发mysql的3306端口
    upstream mysql_51 {
            server 10.0.0.51:3306;
    }
    server {
            listen 5555;
            proxy_connect_timeout 3s;
            proxy_timeout 300s;
            proxy_pass ssh_7;
    }

    server {
            listen 6666;
            proxy_connect_timeout 3s;
            proxy_timeout 3s;
            proxy_pass mysql_51;
    }
}

使用本地连接

ssh root@10.0.0.4 5555
会自动跳转到端口所指定的服务器上

输入密码

自动连接到5555端口指定的服务器，跳转到web01