Nginx 负载均衡详解

提示

核心：将客户端请求均匀分配到多个后端服务器（比如：nodejs、php、java 等后端服务器），以此提升系统吞吐量、可靠性和容灾能力 本质：在 Nginx 服务器（作为反向代理）和后端业务服务器（如 Tomcat、Node.js）之间，建立一层请求分发机制，避免单台服务器过载，并实现故障自动切换。

实现原理

通过 http 块中的 upstream 模块定义后端服务器集群，再在 server 块的 location 中通过 proxy_pass 指向该集群，即可开启负载均衡。

http {
    # 1. 定义后端服务器集群（名称可自定义，如 my_server_group）
    upstream my_server_group {
        # 后端服务器地址+端口，weight 为权重（默认1，值越大分配到的请求越多）
        server 192.168.1.101:8080 weight=5;
        server 192.168.1.102:8080 weight=3;
        server 192.168.1.103:8080; # 权重默认为1
    }

    # 2. 定义前端监听（客户端请求入口）
    server {
        listen 80; # Nginx 监听端口
        server_name localhost; # 访问域名

        # 3. 匹配请求并转发到后端集群
        location / {
            proxy_pass http://my_server_group; # 指向 upstream 定义的集群名称
            # 可选：设置反向代理的基础头信息
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        }
    }
}

策略一：默认的轮询

将每个请求按照请求的先后顺序平均分配到不同的服务器上

http {
    upstream mypros {
        server 192.168.76.100:80;
        server 192.168.76.129:80;
    }
  
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
  
        location / {
            proxy_pass http://mypros; 
            proxy_set_header Host $proxy_host;
        }
    }
}

策略二：权重轮询

设置轮询的访问几率，当接受到四个请求时，会分配给 101 服务器1个请求，分配给 102 服务器3个请求

upstream my_server_group {
    server 192.168.1.101:8080 weight=1;
    server 192.168.1.102:8080 weight=3;
}

策略三：ip哈希轮询

按照客户端IP进行分配，同一个ip只能访问同一台终端服务器，解决 session 跨域不共享的问题

upstream my_server_group {
    ip_hash; # 开启IP哈希策略
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
}

策略四：最少连接轮询

将请求转发给连接数较少的服务器上

upstream my_server_group {
    least_conn; # 开启最少连接策略
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
}

策略五：最短时间轮询

按照服务器端的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

upstream my_server_group {
    fair; # 开启最短时间轮询
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
}

策略六：url 哈希轮询

按照访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，需要配合缓存用

upstream my_server_group {
    hash $request_uri; # 开启 url 哈希
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
}

高级特性：健康检查与容错

为避免将请求转发到故障服务器，Nginx 提供健康检查机制，自动剔除故障节点，恢复后重新加入集群。

upstream my_server_group {
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    # 健康检查核心参数
    max_fails 3;    # 允许请求失败的最大次数（默认1）,超过则服务器被标记为 “不可用”。
    fail_timeout 10s; # 服务器被标记为 “不可用” 后，将在该时间内不再接收请求，过了这个时间重新尝试（默认10s）
    proxy_next_upstream error timeout invalid_header; # 定义哪些情况会触发 “放弃当前服务器，转发到下一台”，常见值包括 error（连接错误）、timeout（请求超时）、invalid_header（响应头无效）。
}

注意

1. 后端服务需无状态：除 IP 哈希场景外，后端服务器不能存储会话信息（如登录态），否则请求分配到不同服务器会导致会话丢失。建议使用 Redis 等工具统一存储会话。
2. 权重配置需合理：根据服务器性能（CPU、内存、带宽）调整 weight，避免性能差的服务器承担过高负载。
3. 监控与日志：开启 Nginx 访问日志（access_log）和错误日志（error_log），便于排查负载不均衡或后端故障问题。
4. 动静分离结合：可将静态资源（图片、CSS、JS）由 Nginx 直接处理，动态请求（如接口）转发到后端服务器，进一步提升性能。