用Nginx+Redis实现session共享的均衡负载

原文地址:https://segmentfault.com/a/1190000004708640

前言
大学三年多，也做个几个网站和APP后端，老是被人问到，如果用户多了服务器会不会挂，总是很尴尬的回答：“哈哈，我们的用户还少，到了服务器撑不住的时候，估计都上市了吧”。说是这么说，但是对于有强迫症的我，这个问题一直回响在我脑海里，久久不散啊。如今大四下了，终于有时间来深入了解一下这个问题了。

貌似解决大访问量的方案有硬件和软件两个大类的方法，硬件一般比较贵，学生党就不去考虑了。还是想想怎么用软件解决吧。于是乎，Google，Baidu，balabala… 搜到最多的词就是“均衡负载”，搭配的一般都是Nginx。找到了方向，那就撸起袖子干活吧。

集群搭建
首先在vmware12中安装3台debain，命名为debian1,debian2，debian3。一路默认就好（其实并不好，后面会说）。

vmware有个问题，一旦窗口获得焦点，就自动关闭了小键盘，导致我设置root密码的时候输入为空（它也没提示）。后来我想用su命令才发现密码错误，输入空密码一样错误，就只有找回密码了。

对于debian来说，这样改：在grub界面光标指向待启动的系统，然后按 e 键进行编辑，如图：

在 quiet 后面加个1（注意要有空格），按F10，你就可以以root身份进入命令行界面的。

这时候就用passwd修改密码，然后reboot就可以了。

终于打开了，准备试试网络，发现无法访问外网，但是windows主机可以，如果一路默认的话不应该出现问题，最有可能就是杀毒软件把vmware的服务进程给关了（装了360…）。在windows中启动Vmware的DHCP服务

然后虚拟机要reboot一下来获取ip。好了，现在虚拟机可以访问外网了。

安装nginx，才发现根本连不上，一看才发现是老美的源，应该是一路默认惹的祸啊，修改为科大源（我为母校自豪，哈哈）。

vi /etc/apt/source.list
修改为：

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy main non-free contrib
deb http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy-proposed-updates main non-free contrib
deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy main non-free contrib
deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/debian/ wheezy-proposed-updates main non-free contrib

deb http://mirrors.ustc.edu.cn/debian-security/ wheezy/updates main non-free contrib
deb-src http://mirrors.ustc.edu.cn/debian-security/ wheezy/updates main non-free contrib
然后执行这个命令来更新： apt-get update

安装： apt-get install nginx

启动： /etc/init.d/nginx start

随便用一个虚拟机开启一个浏览器打开localhost,成功启动，如图：

vi用不惯安装vim： apt-get install vim 报错：

The following packages have unmet dependencies:
vim : Depends: vim-common (= 2:7.3.547-7) but 2:7.4.488-7 is to be installed
E: Unable to correct problems, you have held broken packages.
可见冲突了，解决方法：

先执行 apt-get remove vim-common 卸载vim-common

再进行安装vim，执行 apt-get install vim

找找nginx的根目录，我们打开配置文件（和Apache一样，配置文件模块化的，不是一个单独的nginx.conf）看一看

vim /etc/nginx/sites-enabled/default
中间有一行

root /usr/share/nginx/www;
这就是根目录啦

修改index.html来区分三台主机

用ipconfig 分别获得 ip 地址，在windows中访问

debian1 http://192.168.182.128/

debian2 http://192.168.182.129/

debian3 http://192.168.182.130/
基础尝试
先来一个小例子，以便对均衡负载产生一个直观的感受吧。

我们把debian1作为主服务器承担请求分发的任务，即外部访问的是debian1，然后debain1把请求发送给debian2或者debain3，如下图：

在debian1中修改配置文件 ：vim /etc/nginx/nginx.conf
在http配置项中加入如下

upstream site {
server 192.168.182.129:80;
server 192.168.182.130:80;
}

server{
listen 80;
location / {
proxy_pass http://site;
}
}
这是选择的轮询的模式保存重启nginx。

现在在windows中访问debian1，http://192.168.182.128/。多次刷新 可见如下两图依次出现：

说明发送给 debian1 的请求的确是均匀分配到 debian2和debian3了，亦即轮询。

session共享
上面的例子可以说简单到没有什么实用价值，大型网站一般不可能是纯静态的，一般都涉及到用户登录的问题，那么就涉及到session的问题了。你想用户在A登陆了，A记住了用户的登录状态，可是下一次用户请求被分配到B去了怎么办？显然不可能让用户再登陆一次。所以要实现session共享。一般有几个解决办法：

iphash,把特定ip发送给特定主机，就不存在session这个问题了，因为1个用户对应1台主机。但是某时刻当来自某个IP地址的请求特别多，那么将导致某台负载服务器的压力可能非常大，而其他负载服务器却空闲的不均衡情况，这就违背了我们负载均衡的初衷。
搭建redis集群或者memcached集群，用集群自带的同步方法来帮我们在不同的主机中同步session，这样就相当于把原来的一份session变成了N分session（有点浪费，哈哈），session的同步就依赖于NoSql集群的同步了。
不使用session，换作cookie。但是秉承着防御性编程的原则，我们不能相信用户输入，因为cookie可能被禁用，甚至篡改。
单独设置一个session服务器，负载服务器得到一个sessionid过后，去session服务器获得会话状态，然后根据状态来响应用户请求，如果会话状态为空，则在session服务器中设置一个会话状态，然后返回给用户一个sessionid。
我准备采用方案4，即用debian1作为分发服务器，同时作为session服务器（用redis实现），负载服务器每次都要向分发服务器请求用户的session对应的会话状态，以此决定响应方式。

php 环境搭建
在debain2，3中搭建php环境
先在2中修改命令 ：

apt-get update #更新源
apt-get install php5 #安装php5
apt-get install php5-cli #安装php5 命令行工具
apt-get install php5-fpm
最后一句就报错了：

The following packages have unmet dependencies:
gnupg : Depends: libreadline6 (>= 6.0) but it is not going to be installed
Recommends: gnupg-curl but it is not going to be installed
php5-fpm : Depends: libssl1.0.0 (>= 1.0.0) but it is not going to be installed
Depends: php5-common (= 5.4.45-0+deb7u2) but it is not going to be installed
Depends: ucf but it is not going to be installed
Depends: tzdata but it is not going to be installed
PreDepends: dpkg (>= 1.16.1~) but it is not going to be installed
搞了好久也没解决，还是换个fastcgi管理工具吧（回头再来啃一啃）：

apt-get install spawn-fcgi
启动spawn-fcgi：

/usr/bin/spawn-fcgi -a 127.0.0.1 -p 9000 -C 5 -u www-data -g www-data -f /usr/bin/php-cgi
说明：

-a : PHP FastCGI 绑定IP地址

-p : PHP FastCGI 指定端口

-u : PHP FastCGI 用户名

-g : PHP FastCGI 用户组

-f : 指向 PHP5 fastcgi
另外

vim /etc/rc.local
加入上述命令使得它开机自启

配置nginx的php选项（还是看官网比较好，不要到处乱搜）：

location ~ [^/].php(/|) {  
    fastcgi_split_path_info ^(.+?.php)(/.*);
if (!-f documentroot fastcgi_script_name) {
return 404;
}

fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
include fastcgi_params;

}
重启：/etc/init.d/nginx restart

在根目录中加入1.php