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实践：在CentOS7.3部署 keepalived 高可用nginx（负载均衡）

2017-11-28 1759
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本文涉及的产品
网络型负载均衡 NLB，每月750个小时 15LCU
应用型负载均衡 ALB，每月750个小时 15LCU
传统型负载均衡 CLB，每月750个小时 15LCU
简介：

背景:

既然有了Lvs+keepalived这样高性能的组合，那为何还要有Nginx+keepalived呢，keepalived的初衷就是为了Lvs而设计的，我们都知道Lvs是一个四层的负载均衡设备，虽然有着高性能的优势，但同时它却没有后端服务器的健康检查机制，keepalived为lvs设计了一系列的健康检查机制TCP_CHECK,UDP_CHECK,HTTP_GET等。同时lvs也可以自己写健康检查脚脚本。或者结合ldirectory来实现后端检测。但是固LVS始终无法摆脱它是一个四层设备，无法对上层协议进行解析。Nginx不一样,Nginx是一个七层的设备可以对七层协议进行解析，可以对一些请求进行过滤，还可以对请求结果进行缓存。这些都是Nginx独有的优势。但是keepalived并没有为Nginx提供健康检测。需要自己去写一些脚步来进行健康检测。关于keepalived+lvs的构建可参考我的另一篇博文:

http://ljohn.blog.51cto.com/11932290/1980547


更新：2017.11.28

笔者写了一个Ansible-role 一键部署《keppalived+nginx 高可用集群》

https://github.com/Ljohn001/Ansible-roles/tree/master/Ansible-keepalived-nginx-role

CentOS6.9,CentOS7.4 经过反复测试没毛病。正真实现一件就搞定，都准备放弃脚本投奔Ansible了。


废话不多说开始构建 keppalived+nginx 高可用集群

1、首先还是要准备环境

四台机器（CentOS7.3）

192.168.0.56 ---> proxy1 (nginx)

192.168.0.57 ---> proxy2 (nginx)

192.168.0.58 ---> web1 (httpd)

192.168.0.59 ---> web1 (httpd)

拓扑

spacer.gif b99635652a623d2b48bcb4da7f1fe025.jpg

注：

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1、这里需要保持4台机器时间同步
# ntpdate IP(ntp时钟服务器自行搭建不多介绍)
* /5  * * * * root  /usr/sbin/ntpdate  192.168.1.99 &> /dev/null ;hwclock -w
2、为了操作的方便后面配置对所有参与机器进行免密处理
# ssh-keygen -t rsa -P '' -f "/root/.ssh/id_rsa"
# for i in 56 57 58 59;do ssh-copy-id -i .ssh/id_rsa.pub root@192.168.0.$i;done


2、配置realserver(web1和web2)

a、安装web程序

注意这里的realserver 可以是任何web容器（tomcat、jetty、httpd、nginx..）,因为是学习，所以这里使用httpd来演示

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#yum install httpd -y
#systemctl restart httpd
# netstat -nultp| grep httpd##确保httpd启动
tcp6       0      0 :::80                   :::*                    LISTEN      4619 /httpd
配置页面
web1：
# echo "<h1>The page from web1(58)</h1>" > /var/www/html/index.html
web2：
# echo "<h1>The page from web1(59)</h1>" > /var/www/html/index.html

b、设置VIP及内核参数

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#编写脚本如下：
# cat setka.sh
#!/bin/bash
vip=192.168.0.100
case  $1  in
start)
echo  1 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo  1 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo  2 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
echo  2 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
ifconfig  lo:0 $vip broadcast $vip netmask 255.255.255.255 up
;;
stop)
ifconfig  lo:0 down
echo  0 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_ignore
echo  0 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore
echo  0 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
echo  0 >  /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_announce
;;
esac
 
# bash setka.sh start   #运行该脚本设置相关内核参数及VIP地址。
# cat /proc/sys/net/ipv4/conf/lo/arp_ignore   #内核参数设置成功
1
# cat /proc/sys/net/ipv4/conf/all/arp_announce
2
# ifconfig lo:0   #VIP设置成功
lo:0      Link encap:Local Loopback
inet addr:192.168.137.10  Mask:255.255.255.255
UP LOOPBACK RUNNING  MTU:65536  Metric:1
# scp setka.sh root@192.168.0.59:/root  #拷贝一份给web2并执行
setka.sh                                                                                         100%  547     0.5KB /s    00:00

3、配置nginx proxy1和2 负载均衡

a、两台proxy都安装nginx

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yum  install  -y nginx

b、配置nginx proxy

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vim  /etc/nginx/nginx .conf
upstream backserver {
server 192.168.0.58:80 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 192.168.0.59:80 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=3s;
}
server {
listen       80;
server_name  localhost;
location / {
root   html;
index  index.html index.htm;
proxy_pass http: //backserver ;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

复制一份至另一台proxy(nginx)

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# scp /etc/nginx/nginx.conf root@192.168.0.57:/etc/nginx/nginx.conf
# systemctl restart nginx；ssh 192.168.0.57 ‘systemctl restart nginx’

c、测试访问

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# for i in {1..10};do curl http://192.168.0.56;done
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
# for i in {1..10};do curl http://192.168.0.57;done
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >

#注：这里可以看出，每台proxy(nginx) 都完成了负载均衡配置,且实现了负载均衡调度。细心的同学发现后端real server 配置的权重1：2，调度大致请求调度返回也为1：2

4、配置keepalived 高可用nginx

a、每台proxy安装httpd 和keepalived

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# yum install -y httpd keepalived

每台proxy 配置Sorry页面，这里一旦后端服务器同时无法访问，会自动调用本地的httpd服务

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# echo "<h1>Sorry,Under maintances(56).</h1>" >/var/www/html/index.html
# echo "<h1>Sorry,Under maintances(57).</h1>" >/var/www/html/index.html
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# 编辑各个proxy 的 nginx.conf，添加在upstream下添加
server 127.0.0.1:8080 backup;
或者： # sed -i '/server 192.168.0.59:80 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=3s;/a\server 127.0.0.1:8080 backup;' /etc/nginx/nginx.conf

b、编辑配置文件

proxy1:

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# cat /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File  for  keepalived
global_defs {
notification_email {
root@localhost     #定义邮箱报警的邮箱地址
}
notification_email_from root@localhost  #定义发送报警信息的地址
smtp_server 127.0.0.1  #定义发送邮件的邮件服务器地址
smtp_connect_timeout 30  #定义发送邮件的超时时间
router_id ha_nginx  #全局标识
}
vrrp_script chk_nginx {     #定义检查nginx服务的脚本
script  "/etc/keepalived/chk_nginx.sh"   #脚本重启nginx,如果进程还是无法检测到，则强制停止keepalived
interval 2  #检查的间隔时间
weight -2  #检查失败的话权重减2
fall 2  #检查失败2次才认为是真正的检查失败
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 100   #备用机器的keepalived的权重要小于这个权重，并且当nginx服务挂掉后100-2要小于备用机器的权重。
advert_int 1
smtp_alert  #比较重要 定义使用邮件发送，不然上面的邮件定义都是没有用的，使用了这个当状态发生改变就会发送邮件报警
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
track_script {     #定义使用哪个脚本来检查。
chk_nginx
}
virtual_ipaddress {
192.168.0.100 /16  dev ens33 label ens33:1
}
}

##拷贝配置文件至proxy2

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# scp /etc/keepalived/keepalived.conf root@192.168.0.57:/etc/keepalived/keepalived.conf

proxy2：

修改keepalived.conf 如下两个参数：

state BACKUP

priority 99

#这里贴出我实验的配置

# cat /etc/keepalived/keepalived.conf

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! Configuration File  for  keepalived
global_defs {
notification_email {
root@localhost     #定义邮箱报警的邮箱地址
}
notification_email_from root@localhost  #定义发送报警信息的地址
smtp_server 127.0.0.1  #定义发送邮件的邮件服务器地址
smtp_connect_timeout 30  #定义发送邮件的超时时间
router_id ha_nginx  #全局标识
}
vrrp_script chk_nginx {     #定义检查nginx服务的脚本
script  "/etc/keepalived/chk_nginx.sh"  #脚本重启nginx,如果进程还是无法检测到，则强制停止keepalived
interval 2  #检查的间隔时间
weight -2  #检查失败的话权重减2
fall 2  #检查失败2次才认为是真正的检查失败
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 99   #备用机器的keepalived的权重要小于这个权重，并且当nginx服务挂掉后100-2要小于备用机器的权重。
advert_int 1
smtp_alert  #比较重要 定义使用邮件发送，不然上面的邮件定义都是没有用的，使用了这个当状态发生改变就会发送邮件报警
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
track_script {     #定义使用哪个脚本来检查。
chk_nginx
}
virtual_ipaddress {
192.168.0.100 /16  dev ens33 label ens33:1
}
}

c、nginx检测脚本

#脚本先判断是否有nginx进程，然后如果没有，则会重启nginx,如果进程还是无法检测到，则强制停止keepalived，启用备用节点的作为master。

#该脚本可以有效防止HA脑裂，发现无发启动nginx尝试重启，不行再将keepalived关闭，彻底移除此节点。

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#cat /etc/keepalived/chk_nginx.sh
#!/bin/bash
N=` ps  -C nginx --no-header| wc  -l`
if  [ $N - eq  0 ]; then
systemctl restart keepalived
sleep  1
if  [ ` ps  -C nginx --no-header| wc  -l` - eq  0 ]; then
systemctl stop keepalived
fi
fi

d、启动keepalived及nginx

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# systemctl restart nginx;ssh 192.168.0.57 'systemctl restart nginx'
# systemctl restart keepalived.service;ssh 192.168.0.57 'systemctl restart keepalived.service'

5、测试

1、查看地址是否在proxy1上：

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# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
link /loopback  00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1 /8  scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1 /128  scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link /ether  00:0c:29:d6:84:65 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
  inet 192.168.0.56 /24  brd 192.168.0.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
   inet 192.168.0.100 /16  scope global ens33:1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::20c:29ff:fed6:8465 /64  scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

测试网页是否能够打开。

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# for i in {1..5};do curl http://192.168.0.100;done
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >

这里能够正常访问，测试通过。

2、关闭主节点的keepalived测试VIP是否能够漂移至备用节点

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[root@node2 keepalived] # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
link /loopback  00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1 /8  scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1 /128  scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link /ether  00:0c:29:7c:92:ae brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.0.57 /24  brd 192.168.0.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
  inet 192.168.0.100 /16  scope global ens33:1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::20c:29ff:fe7c:92ae /64  scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

查看VIP是否能正常访问

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# for i in {1..5};do curl http://192.168.0.100;done
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >

这里能够正常访问，测试通过。

5、由于我们配置的抢占模式，一旦主节点恢复，则VIP会直接漂回去。

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[root@node1 ~] # systemctl  start  keepalived
[root@node1 ~] # ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
link /loopback  00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
inet 127.0.0.1 /8  scope host lo
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 ::1 /128  scope host
valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
link /ether  00:0c:29:d6:84:65 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
inet 192.168.0.56 /24  brd 192.168.0.255 scope global ens33
valid_lft forever preferred_lft forever
   inet 192.168.0.100 /16  scope global ens33:1
valid_lft forever preferred_lft forever
inet6 fe80::20c:29ff:fed6:8465 /64  scope link
valid_lft forever preferred_lft forever

测试VIP访问

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# for i in {1..5};do curl http://192.168.0.100;done
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(58)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >
<h1>The page from web1(59)< /h1 >

VIP地址又被主节点抢回来，服务正常访问，通过测试


最后我们来看下一下备用节点的在主节点keepalived关闭时，系统到底做了什么

##查看日志，观察VIP漂移的整个过程

1、传递MASTER的状态

2、设置自己为MASTER状态，

3、设置VIP 虚拟地址

4、发送ARP广播地址 ，地址为：192.168.0.100 #告诉大家我现在叫MASTER，对外提供服务了。

备用节点上/var/log/messages：

Nov 13 16:46:02 localhost Keepalived_vrrp[12348]: VRRP_Instance(VI_1) Transition to MASTER STATE

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: VRRP_Instance(VI_1) Entering MASTER STATE

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: VRRP_Instance(VI_1) setting protocol VIPs.

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: Sending gratuitous ARP on ens33 for 192.168.0.100

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: VRRP_Instance(VI_1) Sending/queueing gratuitous ARPs on ens33 for 192.168.0.100

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: Sending gratuitous ARP on ens33 for 192.168.0.100

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: Sending gratuitous ARP on ens33 for 192.168.0.100

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: Sending gratuitous ARP on ens33 for 192.168.0.100

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: Sending gratuitous ARP on ens33 for 192.168.0.100

Nov 13 16:46:03 localhost Keepalived_vrrp[12348]: Remote SMTP server [127.0.0.1]:25 connected.

FAQ：

Q：再/var/log/messages日志中发现：Unable to access script `killall`

A：因为centos7精简安装，没有killall命令，需要安装一下

# yum install psmisc -y

至此在CentOS7.3上完成了：keepalived 高可用nginx，有兴趣的同学可以玩一下，有什么问题，还请批评指正。




本文转自 ljohnmail 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/ljohn/1981369，如需转载请自行联系原作者
文章标签：
负载均衡
应用服务中间件
nginx
测试技术
Web App开发
负载均衡
关键词：
部署负载均衡
负载均衡实践
Nginx负载均衡
实践负载均衡
keepalived负载均衡
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一文读懂什么是Nginx？它能否实现IM的负载均衡？
Nginx（及其衍生产品）是目前被大量使用的服务端反向代理和负载均衡方案，从某种意义上来讲，Nginx几乎是低成本、高负载Web服务端代名词。 如此深入人心的Nginx，很多人也想当然的认为，在IM或消息推送等场景下是否也能使用Nginx来解决负载均衡问题？ 另外，即时通讯网的论坛和QQ群里也经常有人问起，Nginx是否能支持TCP、UDP、WebSocket的负载
jsjsjjs
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CiiLii西里网
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1月前
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负载均衡 算法 应用服务中间件
Nginx长连接负载均衡详细说明以及案例
本文详细介绍了Nginx长连接负载均衡的配置与原理。长连接（Keepalive）允许客户端和服务器保持连接，减少建立和关闭连接的开销。Nginx支持多种负载均衡算法，如轮询、IP哈希等。通过在Nginx配置文件中使用`upstream`模块和`keepalive`指令，可以实现长连接负载均衡，从而提高系统的性能和响应速度。示例配置展示了如何设置后端服务器组、长连接数及HTTP/1.1协议，确保连接复用，降低延迟。
CiiLii西里网
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游客cjle3qpbn6lw6
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1月前
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负载均衡 应用服务中间件 nginx
如何使用nginx实现负载均衡？
如何使用nginx实现负载均衡？
游客cjle3qpbn6lw6
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穿过生命散发芬芳
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3月前
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存储 弹性计算 负载均衡
活动实践 | ALB 实现跨地域负载均衡
本方案通过阿里云的云企业网（CEN）、转发路由器（TR）、专有网络（VPC）、云服务器（ECS）和应用型负载均衡（ALB），实现跨地域的应用负载均衡。它扩展了系统的吞吐能力，提升了可用性和安全性。用户可通过资源编排服务（ROS）一键部署，并进行负载测试验证。清理资源也简便快捷。
穿过生命散发芬芳
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蓝易云
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4月前
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负载均衡 Ubuntu 应用服务中间件
nginx修改网站默认根目录及发布（linux、centos、ubuntu）openEuler软件源repo站点
通过合理配置 Nginx，我们可以高效地管理和发布软件源，为用户提供稳定可靠的服务。
蓝易云
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蓝易云
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4月前
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弹性计算 负载均衡 网络协议
ECS中实现nginx4层7层负载均衡和ALB/NLB原SLB负载均衡
通过本文的介绍，希望您能深入理解并掌握如何在ECS中实现Nginx四层和七层负载均衡，以及如何使用ALB和NLB进行高效的负载均衡配置，以提高系统的性能和可靠性。
蓝易云
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我是快乐的嘟嘟
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5月前
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缓存 负载均衡 算法
如何配置Nginx反向代理以实现负载均衡？
如何配置Nginx反向代理以实现负载均衡？
我是快乐的嘟嘟
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WangBai
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4月前
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负载均衡 算法 应用服务中间件
Nginx的负载均衡
Nginx 是一款高性能的Web服务器与反向代理服务器，支持负载均衡功能，能有效提升系统性能与可靠性。其负载均衡策略包括基于轮询和权重的分配方法，以及IP哈希、最小连接数等算法，可根据实际需求灵活选择。
WangBai
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Echo_Wish
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4月前
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负载均衡 前端开发 应用服务中间件
负载均衡指南：Nginx与HAProxy的配置与优化
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Echo_Wish
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