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04 TCP 和 UDP 负载均衡

1. 配置反向代理⚓

在/etc/nginx/nginx.conf中创建顶级 stream {} 块：

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

对于旧版本的 nginx，还需要在该文件的头部引用模块：load_module /usr/lib64/nginx/modules/ngx_stream_module.so;。

在 stream 中写入一些包含 listen 指令的 server {} 虚拟服务块，并使用代理指令 proxy_pass （不要在该指令中指定协议 http/https）：

# cat /etc/nginx/conf.d/stream/load-balance.conf
upstream dns_servers {
    server 192.168.136.130:53;
    server 192.168.136.131:53;
}

server {
    listen 8080;
    # 不要指定协议，因为你已经在 listen 指令中指定过了
    proxy_pass 192.168.17.201:9001;
}

server {
    listen 5000 udp;
    # 不要指定协议，因为你已经在 listen 指令中指定过了
    proxy_pass dns_servers;
}

默认是 TCP 流量，所以不加 tcp 参数；若代理的是 UDP 流量，则需要添加 udp 参数。

若代理服务器有多个网络接口，那么你可以指定连接到后端服务器的 源地址，使用 proxy_bind 指令实现：

stream {
    # ...
    server {
        listen     127.0.0.1:12345;
        proxy_pass backend.example.com:12345;
        proxy_bind 127.0.0.1:12345;
    }
}

可选的，可以调整两个内存缓冲器的大小，NGINX 可以在其中防置来自客户端和上游连接的数据。使用proxy_buffer_size 指令控制：

stream {
    # ...
    server {
        listen            127.0.0.1:12345;
        proxy_pass        backend.example.com:12345;
        proxy_buffer_size 16k;
    }
}

1.1 stream 块中 upstream 块的负载均衡算法⚓

除了默认算法，这些算法指定指令必须位于 server 指令之前。

未详细说明的算法请参考 《HTTP 负载均衡》

1.1.1 Round Robin⚓

1.1.2 Least Connections⚓

1.1.3 Least Time (NGINX Plus only)⚓

用于计算最低平均等待时间的方法取决于 least_time 指令包含以下哪个参数：

  • connect – Time to connect to the upstream server
  • first_byte – Time to receive the first byte of data
  • last_byte – Time to receive the full response from the server

1.1.4 Hash⚓

upstream stream_backend {
    hash $remote_addr;
    server backend1.example.com:12345;
    server backend2.example.com:12345;
}

$remote_addr 是一个内置变量，更多内置变量参考：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html

该算法还可以被用于配置 session persistence。指定一个可选的一致性参数 consistent 以应用 ketama 一致性哈希方法：

hash $remote_addr consistent;

1.1.5 Random⚓

  • least_conn – The least number of active connections
  • least_time=connect (NGINX Plus) – The time to connect to the upstream server ($upstream_connect_time)
  • least_time=first_byte (NGINX Plus) – The least average time to receive the first byte of data from the server ($upstream_first_byte_time)
  • least_time=last_byte (NGINX Plus) – The least average time to receive the last byte of data from the server ($upstream_session_time)
random two least_time=last_byte;

2. 健康检测⚓

被动的健康检测参数 max_fails, fail_timeout, slow_start 同样也适用于 TCP 和 UDP，说明请参见 《HTTP 负载均衡》 的 服务器慢启动 章节。

只有 NGINX Plus 支持主动的健康检测，参考：

  • https://docs.nginx.com/nginx/admin-guide/load-balancer/tcp-health-check/#active-tcp-health-checks
  • https://docs.nginx.com/nginx/admin-guide/load-balancer/udp-health-check/#hc_active