負荷分散の基礎知識とnginxを使用した負荷分散の簡単な例

Nginx は、一般的に 7 層の負荷分散に使用できます。この記事では、負荷分散に関する基本的な知識と、負荷分散に nginx を使用する簡単な例を紹介します。

レイヤー 4 負荷分散とレイヤー 7 負荷分散

7 層負荷分散や 4 層負荷分散についてよく話されますが、これは実際には ISO OSI ネットワークモデルの層の名前によって決まります。nginx は http プロトコルを使用してアプリケーション層で負荷分散操作を実行するため、7 層負荷分散と呼ばれます。 TCP 層での LVS などの負荷分散操作は、4 層負荷分散と呼ばれます。一般的に言えば、負荷分散には次のカテゴリがあります。

共通ソフトウェアサポート

一般的な負荷分散アルゴリズム

一般的な負荷分散アルゴリズムには次のようなものがあります。

負荷分散のデモ例: 通常のポーリング

次に、nginx を使用して通常のポーリングを実行する方法を示します。

準備

2 つのサービスがそれぞれポート 7001/7002 で起動され、異なる情報が表示されます。デモンストレーションの便宜上、tornado を使用してミラーが作成されます。Docker コンテナの起動時に異なるパラメータが渡され、サービスの違いが表示されます。

[root@kong ~]# docker run -d -p 7001:8080 liumiaocn/tornado:latest python /usr/local/bin/daemon.py "ユーザーサービス1: 7001"
ddba0abd24524d270a782c3fab907f6a35c0ce514eec3159357bded09022ee57
[root@kong ~]# docker run -d -p 7002:8080 liumiaocn/tornado:latest python /usr/local/bin/daemon.py "ユーザーサービス1: 7002"
95デッド795e19f675891bfcd44e5ea622c95615a95655d1fd346351eca707951
[root@kong ~]# 
[root@kong ~]# curl http://192.168.163.117:7001
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7001
[root@kong ~]# 
[root@kong ~]# curl http://192.168.163.117:7002
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7002
[root@kong ~]#

nginxを起動する

[root@kong ~]# docker run -p 9080:80 --name nginx-lb -d nginx 
9d53c7e9a45ef93e7848eb3f4e51c2652a49681e83bda6337c89a3cf2f379c74
[root@kong ~]# docker ps |grep nginx-lb
9d53c7e9a45e nginx "nginx -g 'daemon ..." 11 秒前 10 秒前に起動 0.0.0.0:9080->80/tcp nginx-lb
[root@kong ~]#

nginx コードスニペット

次のnginxコードスニペットを準備し、nginxの/etc/nginx/conf.d/default.confに追加します。

http {
アップストリーム nginx_lb {
  サーバー 192.168.163.117:7001;
  サーバー 192.168.163.117:7002;
}
サーバー{
  聞く 80;
  サーバー名 www.liumiao.cn 192.168.163.117;
  位置 / {
    proxy_pass http://nginx_lb;
  }
}

default.conf を変更する方法

これは、コンテナに vim をインストールし、ローカルで変更してから docker cp 経由で渡すか、sed で直接変更することで実現できます。コンテナにvimをインストールする場合は、次の方法を使用します

[root@kong ~]# docker exec -it nginx-lb sh
# apt-getアップデート
...省略 #apt-get install vim
...省略

修正前

# cat デフォルト.conf
サーバー{
  聞く 80;
  server_name ローカルホスト;
  #文字セット koi8-r;
  #access_log /var/log/nginx/host.access.log メイン;
  位置 / {
    ルート /usr/share/nginx/html;
    インデックス index.html index.htm;
  }
  #エラーページ 404 /404.html;
  # サーバーのエラーページを静的ページ /50x.html にリダイレクトします
  #
  エラーページ 500 502 503 504 /50x.html;
  場所 = /50x.html {
    ルート /usr/share/nginx/html;
  }
  # PHP スクリプトを 127.0.0.1:80 で listen している Apache にプロキシします
  #
  #場所 ~ \.php$ {
  # プロキシパス http://127.0.0.1;
  #}
  # PHP スクリプトを 127.0.0.1:9000 で待機している FastCGI サーバーに渡します
  #
  #場所 ~ \.php$ {
  #ルートhtml;
  ＃fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
  # fastcgi_index インデックス.php;
  # fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;
  #fastcgi_params を含めます。
  #}
  # Apacheのドキュメントルートが.htaccessファイルへのアクセスを拒否する
  # nginxのものと一致します
  #
  #場所 ~ /\.ht {
  # すべて拒否;
  #}
}
#

後

# cat デフォルト.conf
アップストリーム nginx_lb {
  サーバー 192.168.163.117:7001;
  サーバー 192.168.163.117:7002;
}
サーバー{
  聞く 80;
  サーバー名 www.liumiao.cn 192.168.163.117;
  #文字セット koi8-r;
  #access_log /var/log/nginx/host.access.log メイン;
  位置 / {
    nginx を /usr/share/html にコピーします。
    #インデックス index.html index.htm;
    proxy_pass http://nginx_lb;
  }
  #エラーページ 404 /404.html;
  # サーバーのエラーページを静的ページ /50x.html にリダイレクトします
  #
  エラーページ 500 502 503 504 /50x.html;
  場所 = /50x.html {
    ルート /usr/share/nginx/html;
  }
  # PHP スクリプトを 127.0.0.1:80 で listen している Apache にプロキシします
  #
  #場所 ~ \.php$ {
  # プロキシパス http://127.0.0.1;
  #}
  # PHP スクリプトを 127.0.0.1:9000 で待機している FastCGI サーバーに渡します
  #
  #場所 ~ \.php$ {
  #ルートhtml;
  ＃fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
  # fastcgi_index インデックス.php;
  # fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;
  #fastcgi_params を含めます。
  #}
  # Apacheのドキュメントルートが.htaccessファイルへのアクセスを拒否する
  # nginxのものと一致します
  #
  #場所 ~ /\.ht {
  # すべて拒否;
  #}
}
#

nginxコンテナを再起動します

[root@kong ~]# docker nginx-lbを再起動します
nginx-lb
[root@kong ~]#

結果を確認する

ポーリングが順番に実行されていることがはっきりとわかります。

[root@kong ~]# curl http://localhost:9080
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7001
[root@kong ~]# curl http://localhost:9080
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7002
[root@kong ~]# curl http://localhost:9080
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7001
[root@kong ~]# curl http://localhost:9080
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7002
[root@kong ~]#

負荷分散デモの例: 加重ラウンドロビン

これを基に、加重ポーリングでは重みを追加するだけで済みます。

default.conf を変更する

default.confを次のように変更します

# cp default.conf default.conf.org
# vi デフォルト.conf
# diff default.conf default.conf.org
2,3c2,3
< サーバー 192.168.163.117:7001 重み = 100;
< サーバー 192.168.163.117:7002 重み = 200;
---
> サーバー 192.168.163.117:7001;
> サーバー 192.168.163.117:7002;
#

nginxコンテナを再起動します

[root@kong ~]# docker nginx-lbを再起動します
nginx-lb
[root@kong ~]#

結果を確認する

投票結果は 1/3 と 2/3 の割合に従って行われていることがわかります。

[root@kong ~]# curl http://localhost:9080
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7001
[root@kong ~]# curl http://localhost:9080
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7002
[root@kong ~]# curl http://localhost:9080
こんにちは、サービス:ユーザーサービス1:7002
[root@kong ~]#

要約する

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