Nginx四层负载均衡的配置指南

一、四层负载均衡介绍

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什么是四层负载均衡

所谓四层负载均衡，也就是主要通过报文中的目标地址和端口，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。

以常见的TCP为例，负载均衡设备在接收到第一个来自客户端的SYN 请求时，选择一个最佳的服务器，并对报文中目标IP地址进行修改(改为后端服务器IP），直接转发给该服务器。TCP的连接建立，即三次握手是客户端和服务器直接建立的，负载均衡设备只是起到一个类似路由器的转发动作。在某些部署情况下，为保证服务器回包可以正确返回给负载均衡设备，在转发报文的同时可能还会对报文原来的源地址进行修改。

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；

2.负载均衡可以做端口转发

3.数据库读写分离

四层负载均衡特点

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时的使用）

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。

二、四层负载均衡环境搭建

环境准备

lb4和lb02搭建Nginx

# 配置yum源[nginx-stable]name=nginx stable repobaseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/gpgcheck=1enabled=1gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.keymodule_hotfixes=true# 安装Nginx[root@lb02 ~]# yum install nginx -y[root@lb4 ~]# yum install nginx -y# 创建用户[root@lb02 ~]# groupadd www -g 666 && useradd www -u 666 -g 666 -s /sbin/nologin -M[root@lb4 ~]# groupadd www -g 666 && useradd www -u 666 -g 666 -s /sbin/nologin -M# 配置nginx[root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf user www;[root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf user www;# 启动Nginx[root@lb4 ~]# systemctl start nginx && systemctl enable nginx && systemctl status nginx[root@lb02 ~]# systemctl start nginx && systemctl enable nginx && systemctl status nginx

将lb01配置同步到lb02

[root@lb01 ~]# scp /etc/nginx/conf.d/* 172.16.1.5:/etc/nginx/conf.d/[root@lb01 ~]# scp /etc/nginx/proxy_params 172.16.1.5:/etc/nginx/

测试lb02的负载均衡

[root@lb02 ~]# nginx -t && systemctl restart nginx#配置hosts测试10.0.0.5 linux.wp.com三、配置四层负载均衡

四层负载均衡语法

Syntax: stream { ... }Default: —Context: main#示例：四层负载均衡stream模块跟http模块在同一级别，不能配置在http里面stream { upstream backend { server backend1.example.com:12345 weight=5; server 127.0.0.1:12345 max_fails=3 fail_timeout=30s; } server { listen 12345; proxy_connect_timeout 1s; proxy_timeout 3s; proxy_pass backend; }}

配置nginx主配置文件

[root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf#注释http层所有内容user www;worker_processes 1;error_log /var/log/nginx/error.log warn;pid /var/run/nginx.pid;events { worker_connections 1024;}#添加一个包含文件include /etc/nginx/conf.c/*.conf;#http {# include /etc/nginx/mime.types;# default_type application/octet-stream;# log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '# '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '# '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';# access_log /var/log/nginx/access.log main;# sendfile on;# #tcp_nopush on;# keepalive_timeout 65;# #gzip on;# include /etc/nginx/conf.d/*.conf;#}

配置四层负载均衡

#创建目录[root@lb4 ~]# mkdir /etc/nginx/conf.c#配置[root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/conf.c/linux.lb4.com.confstream { upstream lbserver { server 10.0.0.4:80; server 10.0.0.5:80; } server { listen 80; proxy_pass lbserver; proxy_connect_timeout 1s; proxy_timeout 3s; }}# 启动Nginx[root@lb4 ~]# nginx -t && systemctl start nginx# 配置hosts访问10.0.0.6 linux.lb4.com

四层负载均衡配置日志

#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，而四层负载均衡配置是在http以外的；#如果需要日志则需要配置在stream下面[root@lb4 ~]# vim /etc/nginx/conf.c/linux.lb4.com.confstream { 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 lbserver { server 10.0.0.4:80; server 10.0.0.5:80; } server { listen 80; proxy_pass lbserver; proxy_connect_timeout 1s; proxy_timeout 3s; }}#查看所有web服务器日志[root@web01 ~]# tail -f /var/log/nginx/access.log[root@web02 ~]# tail -f /var/log/nginx/access.log四、四层负载端口转发

请求负载均衡的5555端口，跳转到web01的22端口

#简单配置stream { server { listen 5555; proxy_pass 172.16.1.7:22; }}#一般配置stream { upstream ssh_7 { server 10.0.0.7:22; } server { listen 5555; proxy_pass ssh_7; }}# 测试[D:\~]$ ssh root@10.0.0.6:5555成功跳转

请求负载均衡的6666端口，跳转至172.16.1.51:3306

stream { upstream db_51 { server 172.16.1.51:3306; } server { listen 6666; proxy_pass db_51; }}

数据库从库的负载均衡

stream { upstream dbserver { server 172.16.1.51:3306; server 172.16.1.52:3306; server 172.16.1.53:3306; server 172.16.1.54:3306; server 172.16.1.55:3306; server 172.16.1.56:3306; } server { listen 5555; proxy_pass dbserver; }}总结

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