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使用 nginx 实现后端 HTTP 服务器的故障转移(failover)

一般情况下，nginx 的 upstream 通常的用途是实现负载均衡：

但是实际上，nginx 对 upstream 的多个设备可以设置不同的状态参数：

  • weight 默认为1. weight越大，负载的权重就越大;
  • max_fails : 允许请求失败的次数默认为1. 当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误;
  • fail_timeout: max_fails 次失败后，暂停的时间;
  • down 表示当前的server暂时不参与负载;
  • backup: 其它所有的非 backup 机器 down 或者忙的时候，请求 backup 机器(所以这台机器压力会最轻);

因此，upstream 同样可以用于配置 “故障转移”的服务器集群，一般用于这类场景：一般情况下优先使用服务器1，只有这台服务器出故障后才转移到其他的服务器（因为其他服务器性能、网络速度不如服务器1等原因），下面就是一个配置的例子： 

worker_processes 1;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    default_type  application/octet-stream;
    client_max_body_size 4m;
    
    keepalive_timeout 65;
    upstream backend_servers {
        server localhost:7001 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        # 下面两行 "backup" 只有在上面 "7001" 服务器失败后才会被访问(此时两台服务器会采用同样的权重进行负载均衡)
        server localhost:7002 max_fails=3 fail_timeout=30s backup;
        server localhost:7003 max_fails=3 fail_timeout=30s backup;
        # 如果为上面两行 "backup" 设定悬殊的 "weight" 参数，可以控制 failover 的顺序(比如设置只有 "7002" 宕机后才会访问到 "7003")
        #server localhost:7002 max_fails=3 fail_timeout=30s backup weight=2000000000;
        #server localhost:7003 max_fails=3 fail_timeout=30s backup weight=1;
    }

    server {
        listen 8001;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://backend_servers;
        }
    }
}

附件 test-http-server.py​ 和 nginx.conf​ 是用于测试的 Python HTTP 服务器和 nginx 配置：

  • 首先依次通过如下命令启动 3 台后端 HTTP 服务器： 
    python test-http-server.py 7001
python test-http-server.py 7002
python test-http-server.py 7003
  • 然后使用如下命令启动 nginx 服务器： 
    # 启动 nginx
nginx -c `pwd`/nginx.conf
# 停止 nginx
nginx -c `pwd`/nginx.conf -s quit
  • 通过浏览器访问类似这样的 URL: http://localhost:8001/TEST/001
    • 正常结果应该是 localhost 7001;
    • 如果停止相应的服务器，可以看到浏览器上的输出切换到后续其他服务器(输出 localhost 7002、localhost 7003)

nginx 反向代理功能介绍及在Windows下使用的Portable版本

想做一个公网访问内网的反向代理，但是在公网机器上的 Apache 怎么也安装不上(那个机器已经安装了两个 Apache，不知道是不是这方面的原因)，于是就研究了一下如何使用 nginx 来实现反向代理。

搜索了一下资料，发现 nginx 似乎比 Apache 更好用，包括：

  • 配置的方式类似 json，比较容易阅读；
  • 运行简单，Windows 平台上的二进制文件本身就是解压即可运行，够 “Portable”；
  • 在网上找到了使用 ​Windows Service Wrapper 将 nginx 转为一个 Windows 服务的方法，经试验简单有效，见 ​Nginx Windows Service。

nginx 自然在其 ​官网 上 ​下载，本文使用的是 ​Stable version, nginx/Windows-1.2.7;

winsw(Windows Service Wrapper)原来 host 在 ​https://kenai.com/，不过Oracle 收购 Sun 之后这个网站似乎受到一些影响，目前已经转到了 github 上: ​https://github.com/kohsuke/winsw/ (是用 C# 编写的，呵呵), 其二进制文件可以在 ​Nginx Windows Service 文中提到的地点 ​http://download.java.net/maven/2/com/sun/winsw/winsw/ 下载(似乎是一个 maven 的仓库?);

本文附件中的 “PortableNgnix​” 只是简单的将解压后的 nginx Windows 程序和 winsw 合并在一起而已，其中包含一个简单的 proxy 写法示例(将 http://localhost/main/browser/AdminShells/ 反向代理连接到 http://thinkbase.net/main/browser/AdminShells/ ): 

#user  nobody;
worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  logs/access.log  main;

    keepalive_timeout  65;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        location /main/browser/AdminShells/ {
                proxy_pass              http://thinkbase.net/main/browser/AdminShells/;
                proxy_redirect          off;
                proxy_set_header        X-Real-IP       $remote_addr;
                proxy_set_header        X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}

其实很多时候还有更简单的写法，比如下面这个反向代理 svn 服务器的例子： 

#user  nobody;
worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  logs/access.log  main;

    keepalive_timeout  65;

    server {
        listen       81;
        server_name  localhost;

        location / {
                proxy_pass              http://192.168.0.77:8080/;
                proxy_redirect          off;
                proxy_set_header        X-Real-IP       $remote_addr;
                proxy_set_header        X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}

使用 winsw 创建 Windows Service 的过程也很简单，附件 PortableNginx.7z​ 中的例子是假设 nginx 解压后在 D:\PortableNginx 目录下的情况: 

<service>
    <id>nginx-reverse-proxy</id>
    <name>nginx reverse proxy</name>
    <description>nginx reverse proxy</description>
    <executable>D:\PortableNginx\nginx\nginx.exe</executable>
    <logpath>D:\PortableNginx\nginx\logs</logpath>
    <logmode>roll</logmode>
    <depend></depend>
    <startargument>-p D:\PortableNginx\nginx -c D:\PortableNginx\nginx\proxy.conf</startargument>
    <stopargument>-p D:\PortableNginx\nginx -s stop</stopargument>
</service>

更多细节可以继续研究附件(参见其中的 readme.txt)，或者把附件解压后自己体验，下面是 winsw 产生的 Windows Servicce 以及 Service 运行时产生的相关文件截图，供参考： .