最近在研究分布式系統架構方面的知識，包括負載均衡，數據庫讀寫分離，分布式緩存redis等。本篇先從負載均衡服務架構入手，關于負載均衡百度百科的定義如下：負載均衡，英文名稱為Load Balance，其意思就是分攤到多個操作單元上進行執行，例如Web服務器、FTP服務器、企業關鍵應用服務器和其它關鍵任務服務器等，從而共同完成工作任務。
我的解釋：一項任務交由一個開發人員處理總會有上限處理能力，這時可以考慮增加開發人員來共同處理這項任務，多人處理同一項任務時就會涉及到調度問題，即任務分配，這和多線程理念是一致的。nginx在這里的角色相當于任務分配者。
閱讀目錄
nginx安裝
站點搭建及配置
問題分析
總結
一、nginx安裝
Nginx是一款輕量級的Web 服務器/反向代理服務器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務器，并在一個BSD-like 協議下發行。由俄羅斯的程序設計師Igor Sysoev所開發，供俄國大型的入口網站及搜索引擎Rambler（俄文：Рамблер）使用。其特點是占有內存少，并發能力強，事實上nginx的并發能力確實在同類型的網頁服務器中表現較好，中國大陸使用nginx網站用戶有：百度、新浪、網易、騰訊等。
最新版本的nginx版本為1.9.3，我這下載的是window版本的，一般實際場景都是安裝在linux系統下的，由于linux系統目前正在摸索中這里就不介紹。官方下載地址：nginx-1.9.3.zip 。下載完成之后解壓運行nginx.exe就啟動了nginx了，啟動后會在進程里面看到nginx。
要實現負載均衡需要修改conf/nginx.conf的配置信息，修改配置信息之后重新啟動nginx服務，可以通過nginx -s reload指令實現。這里我們使用 Ants 提供的一個批處理來操作。
將nginx.bat文件放到nginx.exe相同文件夾下，直接運行就行了。文章結尾會提供本文用到的所有文件。
二、站點搭建及配置
1.搭建兩個iis站點
站點下只有一個簡單的index頁面，用來輸出當前服務器信息。由于我沒有兩臺機器，所以將兩個站點都部署到本機了，分別綁定了8082和9000兩個端口。
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protected void Page_Load(object sender, EventArgs e){ Label0.Text = "請求開始時間："+DateTime.Now.ToString("yyyy-MM-dd HH:mm:ss"); Label1.Text = "服務器名稱：" + Server.MachineName;//服務器名稱 Label2.Text = "服務器IP地址：" + Request.ServerVariables["LOCAL_ADDR"];//服務器IP地址 Label3.Text = "HTTP訪問端口：" + Request.ServerVariables["SERVER_PORT"];//HTTP訪問端口" Label4.Text = ".NET解釋引擎版本：" + ".NET CLR" + Environment.Version.Major + "." + Environment.Version.Minor + "." + Environment.Version.Build + "." + Environment.Version.Revision;//.NET解釋引擎版本 Label5.Text = "服務器操作系統版本：" + Environment.OSVersion.ToString();//服務器操作系統版本 Label6.Text = "服務器IIS版本：" + Request.ServerVariables["SERVER_SOFTWARE"];//服務器IIS版本 Label7.Text = "服務器域名：" + Request.ServerVariables["SERVER_NAME"];//服務器域名 Label8.Text = "虛擬目錄的絕對路徑：" + Request.ServerVariables["APPL_RHYSICAL_PATH"];//虛擬目錄的絕對路徑 Label9.Text = "執行文件的絕對路徑：" + Request.ServerVariables["PATH_TRANSLATED"];//執行文件的絕對路徑 Label10.Text = "虛擬目錄Session總數：" + Session.Contents.Count.ToString();//虛擬目錄Session總數 Label11.Text = "虛擬目錄Application總數：" + Application.Contents.Count.ToString();//虛擬目錄Application總數 Label12.Text = "域名主機：" + Request.ServerVariables["HTTP_HOST"];//域名主機 Label13.Text = "服務器區域語言：" + Request.ServerVariables["HTTP_ACCEPT_LANGUAGE"];//服務器區域語言 Label14.Text = "用戶信息：" + Request.ServerVariables["HTTP_USER_AGENT"]; Label14.Text = "CPU個數：" + Environment.GetEnvironmentVariable("NUMBER_OF_PROCESSORS");//CPU個數 Label15.Text = "CPU類型：" + Environment.GetEnvironmentVariable("PROCESSOR_IDENTIFIER");//CPU類型 Label16.Text = "請求來源地址：" + Request.Headers["X-Real-IP"];} |
2.修改nginx配置信息
修改nginx監聽端口，修改http server下的listen節點值，由于本機80端口已經被占用，我改為監聽8083端口。
listen 8083;
在http節點下添加upstream（服務器集群），server設置的是集群服務器的信息，我這里搭建了兩個站點，配置了兩條信息。
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#服務器集群名稱為Jq_oneupstream Jq_one { server 127.0.0.1:9000; server 127.0.0.1:8082; } |
在http節點下找到location節點修改
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location / { root html; index index.aspx index.html index.htm; #修改主頁為index.aspx #其中jq_one 對應著upstream設置的集群名稱 proxy_pass http://Jq_one; #設置主機頭和客戶端真實地址，以便服務器獲取客戶端真實IP proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; } |
修改完成配置文件以后記得重啟nginx服務，最終完整配置文件信息如下
3.運行結果
訪問http://127.0.0.1:8083/index.aspx ，多訪問幾次，著重關注標紅部分。
可以看到，我們的請求被分發到了8082站點和9000站點，并且第一次是8082站點第二次9000。出現這樣的結果證明我們負載均衡搭建成功了。 嘗試關閉其中的9000站點，然后刷新頁面發現輸出的http端口一直是8082，也就是說其中一個站點掛了，只要還有一個站點是好的，我們的還是可以服務。
四、問題分析
雖然我們搭建好了負載均衡站點，但是還存在以下問題。
1.如果站點使用了session，請求平均分配到兩個站點，那么必然存在session共享問題，該如何解決？
使用數據庫保存session信息
使用nginx將同一ip的請求分配到固定服務器，修改如下。ip_hash會計算ip對應hash值，然后分配到固定服務器
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upstream Jq_one{ server 127.0.0.1:8082 ; server 127.0.0.1:9000 ; ip_hash;} |
搭建一臺Redis服務器，對session的讀取都從該Redis服務器上讀取。后面的文章將介紹分布式緩存Redis的使用
2.管理員更新站點文件，該怎么操作，現在還只有兩臺服務器，可以手工將文件更新到兩臺服務器，如果是10臺呢，那么手工操作必然是不可行的
多服務器站點更新可以使用GoodSync 文件同步程序，會自動檢測文件的修改新增，然后同步到其它服務器上。在linux下可以使用rsync
3.站點中的文件上傳功能會將文件分配到不同的服務器，文件共享問題如何解決。
使用文件服務器將所有文件存儲到該服務器上，文件操作讀取寫入都在該服務器上。這里同樣會存在一個問題，文件服務器存在讀寫上限。
4.負載的服務器配置不一樣，有的高有的低可不可以讓配置高的服務器處理請求多一些
這里講一下，負載均衡有好幾種算法 輪轉法，散列法， 最少連接法，最低缺失法，最快響應法，加權法。我們這里可以使用加權法來分配請求。
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upstream Jq_one{ server 127.0.0.1:8082 weight=4; server 127.0.0.1:9000 weight=1; } |
通過weight設置每臺服務器分配請求站的權重，值越高分配的越多。
5.由于請求是經過nginx轉發過來的，可以在代碼里面獲取到用戶請求的實際ip地址嗎？
答案是肯定的，在localtion節點設置如下請求頭信息
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#設置主機頭和客戶端真實地址，以便服務器獲取客戶端真實IPproxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; |
代碼里面通過Request.Headers["X-Real-IP"]，就能獲取到真實ip
6.nginx實現靜態文件(image,js,css)緩存
在server節點下添加新的localtion
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#靜態資源緩存設置location ~ \.(jpg|png|jpeg|bmp|gif|swf|css)${ expires 30d; root /nginx-1.9.3/html;#root: #靜態文件存在地址，這里設置在/nginx-1.9.3/html下 break;} |
這是index頁面的代碼 <li><img src="/images/1.jpg"/></li>
總結
通過nginx我們實現了一個簡單的負載均衡，實際情況比這復雜很多。比如nginx服務器掛了，那我們的站點就直接掛了，正確的通過keepalived組件來搭建多臺nginx服務提供服務。本篇只做為分布式系統的開篇，后續會陸續推出Redis緩存，數據庫實現分布式架構的文章，敬請期待！
