nginx四层负载

什么是四层负载均衡

OSI七层模型中，四层是传输层，传输层使用端口到端口的通信方式

四层负载均衡，就是在传输层做端口的转发（端口映射）

端口转发
本机起一个端口映射到另外一台服务器的端口，使得访问本机的IP+端口即访问另外一台服务器的对应端口应用

四层负载应用场景

1、四层+七层来做负载均衡，四层可以保证七层的负载均衡的高可用性；如：nginx就无法保证自己的服务高可用，需要依赖LVS或者keepalive。

2、如：tcp协议的负载均衡，有些请求是TCP协议的（mysql、ssh），或者说这些请求只需要使用四层进行端口的转发就可以了，所以使用四层负载均衡。

nginx四层负载

负载均衡软件：

• nginx
  • 四层负载（nginx 1.9版本以后有stream模块，才可以做四层负载）
  • stream
  • 七层负载
  • upstream
• LVS
  • 四层负载
• HAproxy
  • 四层负载
  • 七层负载

四层负载均衡配置

环境准备

主机名	WANIP	LANIP	角色	应用
lb01	10.0.0.5	172.16.1.5	七层负载	nginx
lb02	10.0.0.6	172.16.1.6	四层负载	nginx
web01	10.0.0.7	172.16.1.7	web网站	nginx、php
web02	10.0.0.8	172.16.1.8	web网站	nginx、php
db01	10.0.0.51	172.16.1.51	数据库	MariaDB

部署四层负载

# 1.添加nginx官方源
[root@lb02 ~]# vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
module_hotfixes=true

# 2.安装nginx
[root@lb02 ~]# yum install -y nginx

# 3.配置四层负载 配置在http层外
[root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf 

stream {
    upstream backend {
        server 172.16.1.5:80;
    }
    server {
        listen 90;
        proxy_pass backend; ## 这里不需要加http//: 因为是直接通过ip和端口去访问
    }
}
http{
...
}

## 此时 当访问lb02(172.16.1.6)的90端口就是在访问lb01(172.16.1.5)的80端口

使用stream做端口转发

实现22端口转发

# 在10.0.0.6机器上开456端口，映射到10.0.0.8的22端口
ssh 10.0.0.6 -p 456

# 主配置文件，添加include
[root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;

error_log /var/log/nginx/error.log notice;
pid /var/run/nginx.pid;
events {
    ...
}

include /etc/nginx/stream.d/*.conf;

http {
    ...
}

# 创建stream.d文件夹
[root@lb02 ~]# mkdir /etc/nginx/stream.d

# 实现456映射22端口需求
[root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/stream.d/456_22.conf
stream {
    upstream web02_ssh {
        server 172.16.1.8:22;
    }
    server {
        listen 456;
        proxy_pass web02_ssh;
    }
}

## 如果是按照上面一步步做下来的 需要先删除上面部署四层负载里的stream 因为只能有一个stream
## 完成以后 检查语法加重启nginx 然后拿Xshell改456端口连接测试
[root@lb02 ~]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@lb02 ~]# systemctl reload nginx

映射数据库端口

[root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/stream.d/456_22.conf
stream {
        upstream db01_mysql {
                server 172.16.1.51:3306;
        }
        server {
                listen 3307;
                proxy_pass db01_mysql;
        }
}

# 检查语法加重启nginx 然后在web服务器上，安装数据库客户端命令：mysql 测试连接10.0.0.6:3307
[root@lb02 ~]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@lb02 ~]# systemctl reload nginx

[root@web01 ~]# yum install -y mariadb

## -h指定ip -P指定端口
[root@web01 ~]#  mysql -uroot -p123 -h10.0.0.6 -P3307
Welcome to the MariaDB monitor.  Commands end with ; or \g.
Your MariaDB connection id is 538
Server version: 5.5.68-MariaDB MariaDB Server

Copyright (c) 2000, 2018, Oracle, MariaDB Corporation Ab and others.

Type 'help;' or '\h' for help. Type '\c' to clear the current input statement.

MariaDB [(none)]>      连接成功

Redis端口转发

[root@lb02 ~]# vim /etc/nginx/stream.d/stream.conf
stream {
    upstream redis_6379 {
        server 172.16.1.51:6379;
    }

    server {
        listen 1111;
        proxy_pass redis_6379;
    }
}

# 检查语法加重启nginx 然后在web服务器上，安装redis命令： 测试连接10.0.0.6:1111
[root@lb02 ~]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@lb02 ~]# systemctl reload nginx

## 验证
[root@web01 ~]# yum install -y redis
[root@web01 ~]# redis-cli -h 10.0.0.6 -p 1111
10.0.0.6:1111>