Ngnix 负载均衡
  PVcilKyJJTzb 2023年11月02日 48 0

Ngnix 是一款轻量级的 Web 服务器/反向代理服务器,工作在七层 Http 协议的负载均衡系统。具有高性能、高并发、低内存使用等特点。是一个轻量级的 Http 和反向代理服务器。Nginx 使用 epoll and kqueue 作为开发模型。能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应。

操作系统:Liunx,Windows(Linux、FreeBSD、Solaris、Mac OS X、AIX 以及 Microsoft Windows)

开发语言:C

并发性能:官方支持每秒 5 万并发,实际国内一般到每秒 2 万并发,有优化到每秒 10 万并发的。具体性能看应用场景。

1.1. Ngnix 特点

1.模块化设计:良好的扩展性,可以通过模块方式进行功能扩展。

2.高可靠性:主控进程和 worker 是同步实现的,一个 worker 出现问题,会立刻启动另一个 worker。

3.内存消耗低:一万个长连接(keep-alive),仅消耗 2.5MB 内存。

4.支持热部署:不用停止服务器,实现更新配置文件,更换日志文件、更新服务器程序版本。

5.并发能力强:官方数据每秒支持 5 万并发;

6.功能丰富:优秀的反向代理功能和灵活的负载均衡策略

1.2. Ngnix 功能

基本功能

  • 支持静态资源的 web 服务器。
  • http,smtp,pop3 协议的反向代理服务器、缓存、负载均衡;
  • 支持 FASTCGI(fpm)
  • 支持模块化,过滤器(让文本可以实现压缩,节约带宽),ssl 及图像大小调整。
  • 内置的健康检查功能
  • 基于名称和 ip 的虚拟主机
  • 定制访问日志
  • 支持平滑升级
  • 支持 KEEPALIVE
  • 支持 url rewrite
  • 支持路径别名
  • 支持基于 IP 和用户名的访问控制。
  • 支持传输速率限制,支持并发数限制。

扩展功能

性能

Nginx 的高并发,官方测试支持 5 万并发连接。实际生产环境能到 2-3 万并发连接数。10000 个非活跃的 HTTP keep-alive 连接仅占用约 2.5MB 内存。三万并发连接下,10 个 Nginx 进程,消耗内存 150M。淘宝 tengine 团队测试结果是“24G 内存机器上,处理并发请求可达 200 万”。

1.3. Ngnix 架构

Nginx 的基本工作模式

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一个 master 进程,生成一个或者多个 worker 进程。但是这里 master 是使用 root 身份启动的,因为 nginx 要工作在 80 端口。而只有管理员才有权限启动小于低于 1023 的端口。master 主要是负责的作用只是启动 worker,加载配置文件,负责系统的平滑升级。其它的工作是交给 worker。那么当 worker 被启动之后,也只是负责一些 web 最简单的工作,而其他的工作都是有 worker 中调用的模块来实现的。

模块之间是以流水线的方式实现功能的。流水线,指的是一个用户请求,由多个模块组合各自的功能依次实现完成的。比如:第一个模块只负责分析请求首部,第二个模块只负责查找数据,第三个模块只负责压缩数据,依次完成各自工作。来实现整个工作的完成。

他们是如何实现热部署的呢?其实是这样的,我们前面说 master 不负责具体的工作,而是调用 worker 工作,他只是负责读取配置文件,因此当一个模块修改或者配置文件发生变化,是由 master 进行读取,因此此时不会影响到 worker 工作。在 master 进行读取配置文件之后,不会立即的把修改的配置文件告知 worker。而是让被修改的 worker 继续使用老的配置文件工作,当 worker 工作完毕之后,直接当掉这个子进程,更换新的子进程,使用新的规则。

Nginx 支持的 sendfile 机制

Sendfile 机制,用户将请求发给内核,内核根据用户的请求调用相应用户进程,进程在处理时需要资源。此时再把请求发给内核(进程没有直接 IO 的能力),由内核加载数据。内核查找到数据之后,会把数据复制给用户进程,由用户进程对数据进行封装,之后交给内核,内核在进行 tcp/ip 首部的封装,最后再发给客户端。这个功能用户进程只是发生了一个封装报文的过程,却要绕一大圈。因此 nginx 引入了 sendfile 机制,使得内核在接受到数据之后,不再依靠用户进程给予封装,而是自己查找自己封装,减少了一个很长一段时间的浪费,这是一个提升性能的核心点。

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以上内容摘自网友发布的文章,简单一句话是资源的处理,直接通过内核层进行数据传递,避免了数据传递到应用层,应用层再传递到内核层的开销。

目前高并发的处理,一般都采用 sendfile 模式。通过直接操作内核层数据,减少应用与内核层数据传递。

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最后一次编辑于 2023年11月08日 0

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