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http反向代理和负载均衡

admin
行业动态
2025-04-29
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HTTP反向代理转发请求至服务器，负载均衡分配流量至多服务器，二者结合提升性能

HTTP反向代理与负载均衡详解

HTTP反向代理

核心概念
反向代理服务器位于客户端与目标服务器之间，以代理身份接收客户端请求，转发至后端服务器后返回响应，客户端无需感知真实服务器存在,直接与代理服务器交互。
工作原理
- 客户端发起HTTP请求至反向代理服务器（如Nginx）。
- 反向代理根据配置（如路径、域名）将请求转发至后端服务器群组。
- 后端服务器处理请求并返回结果,反向代理将响应回传给客户端。
典型用途
- 隐藏真实服务器IP：增强安全性,避免直接暴露后端服务。
- 负载分发：作为流量入口,将请求均匀分配到多台服务器。
- 缓存加速：代理层可缓存静态资源（如CSS、JS）,减少后端压力。
- SSL终止：在代理层处理HTTPS加密,后端服务器仅需处理HTTP。
常见工具
| 工具 | 特点 |
|————|———————————————————————-|
| Nginx | 高性能、支持动态负载均衡、模块化扩展 |
| Apache | 成熟稳定，但性能略低于Nginx |
| HAProxy | 专业的负载均衡器，支持TCP/HTTP，高可用性强 |
| Cloudflare | 提供CDN与反向代理结合的全球分布式服务（需付费） |

负载均衡

核心概念
负载均衡通过算法将流量分配到多台服务器，避免单点过载,提升系统吞吐量和可用性。
负载均衡类型
| 分类方式 | 类型 | 说明 |
|—————-|———————|——————————————————————–|
| 部署位置 | 硬件负载均衡 | F5 BIG-IP等专用设备，性能高但成本昂贵 |
| | 软件负载均衡 | Nginx、HAProxy等，成本低且灵活 |
| | 云厂商负载均衡 | AWS ELB、阿里云SLB，集成健康检查与自动扩缩容 |
| 协议层 | 第4层（TCP） | 基于IP和端口分发，适用于数据库、游戏服务器等非HTTP场景 |
| | 第7层（HTTP/HTTPS） | 解析请求内容（如URL、Header），支持更精细的分流策略 |
主流算法
| 算法名称 | 策略描述 | 适用场景 |
|—————-|——————————|————————————————————————–|
| 轮询（Round Robin） | 按顺序循环分配请求 | 服务器性能相近的场景 |
| 加权轮询 | 为不同服务器设置权重 | 后端服务器性能差异较大的环境（如主库权重高于从库） |
| IP哈希 | 根据客户端IP计算哈希值分配 | 需要会话粘性的场景（如用户登录状态保持） |
| 最少连接数 | 将请求分配给当前连接数最少的服务器 | 后端处理时间差异大的场景（如文件上传服务） |
关键功能
- 健康检查：定期检测后端服务器状态（如TCP探针、HTTP状态码）,自动剔除故障节点。
- 会话保持：通过Cookie插入或IP哈希确保同一用户的请求始终路由到同一服务器。
- 熔断机制：当后端故障率过高时，暂时停止向其发送请求,防止雪崩效应。

反向代理与负载均衡的结合

典型架构
```
客户端 → [反向代理服务器] → [负载均衡器] → {后端服务器群组}
```
- 反向代理负责协议升级（如HTTPS）、静态资源缓存、安全防护（如WAF）。
- 负载均衡器专注流量分配，可集成健康检查、动态权重调整。

Nginx配置示例

# 反向代理配置（隐藏真实服务器）
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {
        proxy_pass http://backend_pool; # 转发至负载均衡池
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}
# 负载均衡池定义（轮询算法）
upstream backend_pool {
    server 192.168.1.101; # 后端服务器1
    server 192.168.1.102; # 后端服务器2
    server 192.168.1.103; # 后端服务器3
}