Nginx负载均衡自带健康检测详解

         Nginx自带针对后端节点健康检查功能比较简单，由ngx_http_upstream_module和ngx_http_proxy_module模块的相关指令来完成，通过一定重试机制保证容错和负载均衡。请求到后端节点出现故障时，才会切换到健康节点来提供访问，实际上nginx自带模块不算是健康检查的功能，

简单案列分析

upstream backend {
    server 192.168.1.225:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.226:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.227:8080 backup;
}
server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_next_upstream    error timeout  http_500 http_502 http_503 http_504 invalid_header;
        proxy_connect_timeout 1s;
        proxy_read_timeout 60s;
        proxy_send_timeout 30s;
        # ....其他
    }
}

weight：      

轮询权值Weight值越大，分配到的访问机率越高；默认值为1。

max_fails：   

①与后端服务器尝试失败次数，为0则认为服务端一直可用，根据fail_timeout定义时间内，失败的次数达到此处的2次，就认为此服务器不可用。

②不可用的后端在fail_timeout时间内与成功返回2次，则认为服务器恢复。

③何为与服务端通讯失败可通过指令proxy_next_upstream、fastcgi_next_upstream和memcached_next_upstream来配置，控制错误触发的尝试其他节点。

④默认配置时，http_404状态不被认为是失败的尝试。

fail_timeout：

默认值 10s，有两层含义，一是此处30s 时间内最多容许 2 次失败；二是在经历了 2 次失败以后，30s时间内不分配请求来试探到这台服务器。

backup：

备份机器。当其他所有的非backup机器出现故障的时候，才会请求backup机器。

max_conns：

限制同时连接到某台后端服务器的连接数，默认为0即无限制，还是保持默认吧。

proxy_next_upstream说明

这个指令属于ngx_http_proxy_module模块的，指定后端返回什么样的异常响应时，才会将请求转发给其他节点。 

语法:  proxy_next_upstream error | timeout | invalid_header | http_500 | http_502 | http_503 | http_504 | http_403 | http_404 | http_429 | non_idempotent | off ...;

定义将请求传递到下一个服务器去重试的情况：

error             # 与服务器建立连接，向其传递请求或读取响应头时发生错误;

timeout           # 在与服务器建立连接，向其传递请求或读取响应头时发生超时;

invalid_header     # 服务器返回空的或无效的响应;

http_500          # 服务器返回代码为500的响应;

non_idempotent    # 当请求类型为（POST，LOCK，PATCH）时，后端检测不会因失败而重试其他后端;   启用此选项是允许重试此类请求;（慎重，POST后端处理慢而超时，而去重试了下一机，可造成重复POST了订单风险）

off               # 禁用将请求传递去重试下一个服务器。

此时，还可以通过调节ngx_http_proxy_module 模块中的下面三个指令，调整值来发现不健康节点，进而将请求往健康节点转移。proxy模块默认的读取超时时间是60s。

proxy_connect_timeout : 后端服务器连接的超时时间，发起握手包seq等候seq+ack响应的超时时间。

proxy_read_timeout :    定义从后端服务器读取响应超时，排队之中等候处理（超时重试可能引发重复请求）

proxy_send_timeout :    定义后端服务器数据回传时间，即规定时间之内后端服务器必须传完所有数据，否则nginx将断开这个连接。

proxy_connect_timeout 重点说明下:

情景1. 

在高速内网二层中：

1. 后端的服务器已经关机/断网，当number等于1s时，请求轮询到这机器时，请求建立通讯，共发2次ARP广播都没回应，就放弃了而去重试别的后端，（发了一次没回应马上发其他后端，再发一次没回应就放弃）。

2. 当number等于4-60s之间或不使用这指令，会连续发送4次ARP广播寻找它，都没回应才放弃而重试其他后端，前端页面卡住状态大概3秒，如果下一个后端也是这个断网状态，等待时间就累加了。

3. 如与后端服务器是经三层转发的内网，即使已经断网/关机，这三层网关（看实际环境）会很快回应找不到主机而重试其他后端。

4. 如后端的服务器仅端口程序虽然已经关闭，如tomcat进程退出，这还能与后端ARP通信和TCP握手通信，很快得到了回应seq+ack，而去重试别的，这前端页面不用等待长的时间。

情景2.

高延迟的网络中，并在非二层网络通信，因长时间得不到握手包seq+ack回应，是真实地受number值影响重试时间。

总结： 就怕那些死机，断网的，所以proxy_connect_timeout 指令存在还是有必要的，值不要过高。

值得注意的案列，可以根据业务的需求配置，

proxy_connect_timeout 2s;

proxy_read_timeout 60s;

proxy_send_timeout 30s;

proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_404;

三个时间，同时还设置了proxy_next_upstream保证服务器的高可用；

因结算系统高峰时存在处理缓慢，在结算的时候处理时间过长了，导致超过了以上值时间，导致upstream超时，转到下一台web服务器处理了，但是之前的进程还在跑，所以结算了多次；

处理:

1.针对部分结算的接口，考虑将proxy_next_upstream设置为off

2.其他接口依然设置为proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_404;保证服务器的高可用。

下面还有一个参数影响重试次数，0表示不限制：

语法     proxy_next_upstream_tries number;                            例子     proxy_next_upstream_tries 0;

    1.当number等于1时，表示只负载一台机器，超时也返回，不去重试其他，如果成功即获得成功的响应；再下一请求的轮询到不健康的，那也是返回超时或错误信息了；

    2.当存在多台后端，实际只有一台是正常健康，如number为2，则表示如第一请求遇到异常后端超时或错误会去轮询重试下一台机，这台依然不行时，那直接返回了，不再去重试其他后端；

    3.因自带的健康检测是基于请求失败次数来确定后端的剔除，所以即使重试第二台遇上健康的，其他都判定为不健康剔除了，但下一个时间请求也会去检测不健康那些，当number数比后端不健康数少，就呵呵了；

总结 

自带后端健康判断满足一定的业务需求，如果后端有不健康节点，负载均衡器依然会先把该请求转发给该不健康节点，过程经历尝试max_fails次，再判断为不健康后端，这样就会浪费一次转发，可能会造成响应时间过久。

最后

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