架構WEB服務 Nginx之六四層負載均衡

目錄什麼是四層負載均衡?

四層負載均衡是基於傳輸層協議包來封裝的（如：tcp/ip），那我們前面使用到的七層是指的應用層，他的組裝在四層的基礎之上，無論四層還是七層都是指的osi網路模型。

四層負載均衡應用場景

1、四層+七層來做負載均衡，四層可以保證七層的負載均衡的高可用性；如：nginx就無法保證自己的服務高可用，需要依賴lvs或者keepalive。

2、如：tcp協議的負載均衡，有些請求是tcp協議的（mysql、ssh），或者說這些請求只需要使用四層進行埠的**就可以了，所以使用四層負載均衡。

四層+七層構建大規模集群架構使用場景

四層負載均衡總結

1、四層負載均衡僅能**tcp/ip協議、udp協議、通常用來**埠，如：tcp/22、udp/53；

2、四層負載均衡可以用來解決七層負載均衡埠限制問題；（七層負載均衡最大使用65535個埠號）

3、四層負載均衡可以解決七層負載均衡高可用問題；（多台後端七層負載均衡能同時的使用）

4、四層的**效率比七層的高得多，但僅支援tcp/ip協議，不支援http和https協議；

5、通常大併發場景通常會選擇使用在七層負載前面增加四層負載均衡。

7.四層負載（主）出現單點故障，再加一台四層負載（備份）。

首先水平擴充套件lb，新建一台和lb01配置一樣的lb02

lb02安裝nginx

[root@lb02 ~]# cat >/etc/yum.repos.d/nginx.repo 
[root@lb02 ~]# scp -r [email protected]:/etc/nginx /etc/

lb02啟動nginx並加入開機自啟

[root@lb02 ~]# systemctl start nginx
[root@lb02 ~]# systemctl enable nginx

lb配置四層負載均衡建立存放四層負載均衡配置檔案的目錄，並加入主配置檔案/etc/nginx/nginx.conf

[[email protected] ~]# mkdir /etc/nginx/conf.c

配置四層負載均衡，並過載

[[email protected] ~]# cat > /etc/nginx/conf.c/lb_domain.conf 在c:\windows\system32\drivers\etc\hosts

檔案中修改為10.0.0.4 php.oldboy.com blog.oldboy.com使用瀏覽器訪問頁面測試成功!

配置四層負載均衡開啟日誌

四層負載均衡預設是沒有access的日誌的，因為在nginx.conf的配置中，access的日誌格式是配置在http下的，而四層複雜均衡配置實在http以外的；

如果需要日誌則需要在stream下面配置：

[[email protected] ~]# cat > /etc/nginx/conf.c/lb_domain.conf 使用proxy protocol獲取真實客戶端ip

使用架構四層負載均衡-->七層負載均衡-->web伺服器，web伺服器訪問日誌記錄的客戶端ip$remote_addr是七層負載均衡的，**的客戶端ip$http_x_forwarded_for是四層負載均衡的

[root@web01 ~]# tail -1 /var/log/nginx/access.log

proxy protocol是haproxy的作者willy tarreau於2023年開發和設計的乙個internet協議，通過為tcp新增乙個很小的頭資訊，來方便的傳遞客戶端資訊（協議棧、源ip、目的ip、源埠、目的埠等)，在網路情況複雜又需要獲取使用者真實ip時非常有用。其本質是在三次握手結束後由**在連線中插入了乙個攜帶了原始連線四元組資訊的資料報。

注意：proxy protocol的接收端必須在接收到完整有效的 proxy protocol 頭部後才能開始處理連線資料。因此對於伺服器的同乙個監聽埠，不存在相容帶proxy protocol包的連線和不帶proxy protocol包的連線。如果伺服器接收到的第乙個資料報不符合proxy protocol的格式，那麼伺服器會直接終止連線。

lb配置：

注意：x-forwarded-for會自動附加$remote_addr變數，這裡設定proxy_set_header x-forwarded-for $proxy_protocol_addr;會使web伺服器收到的$http_x_forwarded_for的值變為$proxy_protocol_addr,$remote_addr

過載nginx服務：

[[email protected] ~]# systemctl reload nginx
[root@lb01 ~]# systemctl reload nginx
[root@lb02 ~]# systemctl reload nginx

瀏覽器訪問測試：

[[email protected] ~]# tail -1 /var/log/nginx/proxy.log
10.0.0.1:1762 - [22/sep/2020:15:06:13 +0800] 200 tcp "172.16.1.5:80" "2197" "0.001"
[root@lb01 ~]# tail -20 /var/log/nginx/access.log | grep thumbnail.png
[root@web01 ~]# tail -20 /var/log/nginx/access.log | grep thumbnail.png

要求：通過訪問負載均衡的5555埠，實際是後端的web01的22埠提供服務；

10.0.0.4:5555 ---> 172.16.1.7:22;

通過訪問負載均衡的6666埠，實際是後端的mysql的3306埠提供服務。

10.0.0.4:6666 ---> 172.16.1.51:3306;

實現配置：

[[email protected] ~]#cat > /etc/nginx/conf.c/lb_domain.conf <測試：使用xshell連線10.0.0.4:5555實際是連線172.16.1.7:22
使用sqlyog連線10.0.0.4:6666實際是連線172.16.1.51:3306

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