Nginx 的负载均衡有哪些策略？如何配置？

Nginx 负载均衡有哪些策略？如何配置？

Nginx 通过 upstream 模块实现负载均衡，内置 5 种策略，另有第三方扩展策略。面试核心答案：轮询（默认）、加权轮询、最少连接、IP 哈希、一致性哈希。

1. 轮询（Round Robin，默认）

按顺序依次分配请求，服务器性能相近时使用。

nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

2. 加权轮询（Weighted Round Robin）

权重越高分配越多，适用于服务器性能不均。

nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080 weight=3;
    server 192.168.1.101:8080 weight=1;
}

3. 最少连接（Least Connections）

将请求分给当前活动连接数最少的服务器，适用于请求处理时间差异大的场景。

nginx
upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

4. IP 哈希（IP Hash）

同一客户端 IP 始终分配到同一台服务器，实现会话保持。

nginx
upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

注意：ip_hash 在后端服务器增减时会导致大量请求重新分配，一致性哈希可解决此问题。

5. 一致性哈希（Hash）

基于指定 key（如 URI、Cookie）做哈希，consistent 参数启用一致性哈希算法，减少服务器变动时的映射抖动。

nginx
upstream backend {
    hash $request_uri consistent;
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

服务器状态参数

nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080 weight=3 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.101:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.102:8080 down;      # 永久下线
    server 192.168.1.103:8080 backup;    # 备用，主服务不可用时启用
    server 192.168.1.104:8080 max_conns=100;  # 最大并发连接数
}

策略选择速查

场景	推荐策略
服务器性能相近	轮询
服务器性能不均	加权轮询
请求处理时间差异大	最少连接
需要会话保持	IP 哈希 / 一致性哈希
需要缓存命中	一致性哈希（基于 URI）

完整配置示例

nginx
http {
    upstream backend {
        least_conn;
        server 192.168.1.100:8080 weight=3 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        server 192.168.1.101:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        server 192.168.1.103:8080 backup;
        keepalive 32;
    }

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}

健康检查

开源版 Nginx 仅支持被动健康检查（通过 max_fails / fail_timeout 判断），商业版 Nginx Plus 提供主动健康检查。

面试追问

Q：ip_hash 和一致性哈希的区别？ ip_hash 以客户端 IP 为 key，后端变动时映射大规模失效；一致性哈希通过虚拟环减少变动影响，且可自定义 key（URI、Cookie 等），灵活性更高。

Q：Nginx 负载均衡能做四层转发吗？ 能。使用 stream 模块可做 TCP/UDP 四层负载均衡，配置方式与 HTTP 的 upstream 类似。

Q：如何实现更精细的会话保持？ Nginx Plus 支持 sticky cookie 指令；开源版可配合一致性哈希 hash $cookie_jsessionid consistent 实现基于 Cookie 的会话粘滞。