Nginx 四種分配方式——session處理

https://blog。csdn。net/lyj1101066558/article/details/54346110

最近迷上了Nginx,真實麻雀雖小,五臟俱全。。功能實在強大。。

nginx不單可以作為強大的web伺服器,也可以作為一個反向代理伺服器,而且nginx還可以按照排程規則實現動態、靜態頁面的分離,可以按照輪詢、ip雜湊、URL雜湊、權重等多種方式對後端伺服器做負載均衡,同時還支援後端伺服器的健康檢查。

如果只有一臺伺服器時,這個伺服器掛了,那麼對於網站來說是個災難。因此,這時候的負載均衡就會大顯身手了,它會自動剔除掛掉的伺服器。

下面簡單的介紹下我使用Nginx做負載的體會

下載——-安裝Nginx這些不介紹了,前篇有介紹。

windows和Linux下配置Nginx負載的寫法一樣,故不分開介紹。

Nginx負載均衡一些基礎知識:

nginx 的 upstream目前支援 4 種方式的分配

1)、輪詢(預設)

每個請求按時間順序逐一分配到不同的後端伺服器,如果後端伺服器down掉,能自動剔除。

2)、weight

指定輪詢機率,weight和訪問比率成正比,用於後端伺服器效能不均的情況。

2)、ip_hash

每個請求按訪問ip的hash結果分配,這樣每個訪客固定訪問一個後端伺服器,可以解決session的問題。

3)、fair(第三方)

按後端伺服器的響應時間來分配請求,響應時間短的優先分配。

4)、url_hash(第三方)

配置:

在http節點裡新增:

#定義負載均衡裝置的 Ip及裝置狀態

upstream myServer {

server 127。0。0。1:9090 down;

server 127。0。0。1:8080 weight=2;

server 127。0。0。1:6060;

server 127。0。0。1:7070 backup;

}

在需要使用負載的Server節點下新增

proxy_pass http://myServer;

upstream 每個裝置的狀態:

down 表示單前的server暫時不參與負載

weight 預設為1。weight越大,負載的權重就越大。

max_fails :允許請求失敗的次數預設為1。當超過最大次數時,返回proxy_next_upstream 模組定義的錯誤

fail_timeout:max_fails 次失敗後,暫停的時間。

backup: 其它所有的非backup機器down或者忙的時候,請求backup機器。所以這臺機器壓力會最輕。

Nginx還支援多組的負載均衡,可以配置多個upstream 來服務於不同的Server。

配置負載均衡比較簡單,但是最關鍵的一個問題是怎麼實現多臺伺服器之間session的共享

下面有幾種方法(以下內容來源於網路,第四種方法沒有實踐。)

1) 不使用session,換作cookie

能把session改成cookie,就能避開session的一些弊端,在從前看的一本J2EE的書上,也指明在集群系統中不能用session,否則惹出禍端來就不好辦。如果系統不復雜,就優先考慮能否將session去掉,改動起來非常麻煩的話,再用下面的辦法。

2) 應用伺服器自行實現共享

asp。net可以用資料庫或memcached來儲存session,從而在asp。net本身建立了一個session叢集,用這樣的方式可以令 session保證穩定,即使某個節點有故障,session也不會丟失,適用於較為嚴格但請求量不高的場合。但是它的效率是不會很高的,不適用於對效率 要求高的場合。

以上兩個辦法都跟nginx沒什麼關係,下面來說說用nginx該如何處理:

3) ip_hash

nginx中的ip_hash技術能夠將某個ip的請求定向到同一臺後端,這樣一來這個ip下的某個客戶端和某個後端就能建立起穩固的session,ip_hash是在upstream配置中定義的:

upstream backend {

server 127。0。0。1:8080 ;

server 127。0。0。1:9090 ;

ip_hash;

}

ip_hash是容易理解的,但是因為僅僅能用ip這個因子來分配後端,因此ip_hash是有缺陷的,不能在一些情況下使用:

1/ nginx不是最前端的伺服器。ip_hash要求nginx一定是最前端的伺服器,否則nginx得不到正確ip,就不能根據ip作hash。譬如使用的是squid為最前端,那麼nginx取ip時只能得到squid的伺服器ip地址,用這個地址來作分流是肯定錯亂的。

2/ nginx的後端還有其它方式的負載均衡。假如nginx後端又有其它負載均衡,將請求又透過另外的方式分流了,那麼某個客戶端的請求肯定不能定位到同一臺session應用伺服器上。這麼算起來,nginx後端只能直接指向應用伺服器,或者再搭一個squid,然後指向應用伺服器。最好的辦法是用location作一次分流,將需要session的部分請求透過ip_hash分流,剩下的走其它後端去。

4) upstream_hash

為了解決ip_hash的一些問題,可以使用upstream_hash這個第三方模組,這個模組多數情況下是用作url_hash的,但是並不妨礙將它用來做session共享:

假如前端是squid,他會將ip加入x_forwarded_for這個http_header裡,用upstream_hash可以用這個頭做因子,將請求定向到指定的後端:

可見這篇文件:http://www。sudone。com/nginx/nginx_url_hash。html

在文件中是使用$request_uri做因子,稍微改一下:

hash $http_x_forwarded_for;

這樣就改成了利用x_forwarded_for這個頭作因子,在nginx新版本中可支援讀取cookie值,所以也可以改成:

hash $cookie_jsessionid;

假如在php中配置的session為無cookie方式,配合nginx自己的一個userid_module模組就可以用nginx自發一個cookie,可參見userid模組的英文文件:

http://wiki。nginx。org/NginxHttpUserIdModule

另可用姚偉斌編寫的模組upstream_jvm_route:http://code。google。com/p/nginx-upstream-jvm-route/

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https://blog。csdn。net/chao_1990/article/details/54405759

共享session應用場景,基於分散式,session的原理大致如下(以tomcat為例),

tomcat有一套自己的session管理機制,每次建立連線的時候都會透過客戶端傳過來的jsessionid從session連線池中獲得sessionId對應的session,如果存在,那麼直接從池中獲得session連線資訊,如果沒有透過程式中設定判斷是否建立一個新的session資訊儲存到池中。

nginx貢獻session的方式,大體上有ip_hash(nginx自帶),redis共享session,基於cookie,基於db(各種關係型資料庫和非關係型資料庫)。

1、基於cookie

簡單、方便,每次透過判斷cookie中的使用者狀態資訊判斷使用者的登入狀態;但是使用者資訊要存在客戶端,存在安全隱患,除非有相當安全的加密措施,如果加密碼負載,也會 增加運算的成本。

2、基於db(各種關係型資料庫和非關係型資料庫)

登入資訊儲存到db中,雖然安全,但每次需要驗證使用者的登入狀態是都需要從db中進行IO操作,併發量高是勢必會增加資料庫的負載。

3、基於redis+cookie共享session

此種方式將將使用者的登入資訊儲存到redis中,因為是基於記憶體的讀取,因此效率不會是響應效率的瓶頸,cookie中儲存著jsessionid,不需要加密或處理,只需要儲存redis中的key儲存統一客戶透過cookie中的key可以準確的登入資訊或是其他有效的資訊,此種方式,cookie的儲存不需要加密計算成本,其次redis將資訊儲存到快取中,存取效率高,後面會詳細介紹此種方式實現過程。

4、基於ip_hash

此種方式配置最為簡單,但是有一定的侷限性,其原理就是同一個ip的所有請求都會被nginx進行ip_hash進行計算,透過結果定位到指定的後臺伺服器即一個使用者如果ip不變,那麼每次請求其實請求的都是同一後臺伺服器;首先最外層的代理要保證源ip在請求 的過程不會被修改,如果你的架構裡在最外層方式不單單是nginx服務,而是類似於請求分發的服務伺服器,那麼意味著一個人的請求可能被定位到不同的伺服器上,那麼ip_hash就沒有意義了。

5、基於tomcat容器session

此種方式在根本上實現共享session,他的實際情況是透過tomcat管理配置將一個tomct下的session複製到其他的tomcat的session池中,實現真實上的session共享;此種方式需要相容tomcat配置及需要對其進行擴充套件,依賴性太強。

已實現的共享方式:

首先配置3個web容器,tomcat1(3301),tomcat2(3302)、tomcat3(3303)

1、ip_hash

nginx的配置這裡不再說明,主要說明ip_hash的配置,簡直是簡單到節點

upstream backend {

ip_hash;

server localhost:3301 max_fails=2 fail_timeout=30s ;

server localhost:3302 max_fails=2 fail_timeout=30s ;

server localhost:3303 max_fails=2 fail_timeout=30s ;

}

nginx的配置檔案nginx。conf引入upstram資料,啟動即可。

驗證:

過訪問web應用,例如http://localhost:8080/login。jsp登入後儲存session資訊,每次訪問這個頁面都需要驗證session的狀態,頁面實現的是tomcat1表示,此ip的請求被轉發到了tomcat1的伺服器上,無論怎麼重新整理頁面,頁面顯示的都是tomcat1,此時停掉tomcat1,再次重新整理頁面,頁面顯示的是tomcat2或是tomcat3的登入頁面,此時表示nginx負載目的已經達到,但是session沒有共享;侷限性顯而易見。

2、redis+cookie共享session

原理實現:

1)、登入成功時,將還有redis的key儲存到cookie中,將登入使用者的資訊儲存到redis中;

2)、配置攔截器,攔截需要驗證登入狀態的請求,從cookie中獲得redis的key,從redis中獲得當前cookie對應的使用者資訊,對其登入狀態進行驗證。

驗證:

取消nginx的ip_hash配置,登入web,例如例如http://localhost:8080/login。jsp登入後儲存session資訊,首頁顯示tomcat1,此時不需要關閉任何tomcat,直接不停的重新整理主頁就會發現主頁的再tomcat1、tocmat2、tomcat3之間來回切換,表示session已正常共享。個人認為此種方式是比較推薦的。

觀點:

從功能的核心來看,其目的就是共享session,究其原因就是客戶端和服務之間需要一個唯一的值來建立關聯關係,此值就是sessionId,無論請求哪個網站透過工具檢視cookie都會有發現,有jsessionid的值,此值在於伺服器建立連線以後是基本不會變的(後臺主動建立新的session)。及時上面的描述的共享方式5,基於session連線池的session管理,也是要依賴sessionid的,透過檢視tomcatsession管理的原始碼,不難發現其也是透過cookie獲得的sessionid,那麼如果客戶端請強制禁用了cookie,該如何獲得jsessionId? 之前查閱過資源(未親自證實),當瀏覽器禁用cookie後,請求的地址會被重定向,重定向後會在請求的url中拼接上jsessionid,這個容器就能獲得sessionid,也就可以驗證session 狀態;此種場景有待證實。