Ubuntu LNMP如何进行负载均衡 - 问答

Ubuntu LNMP实现负载均衡的完整步骤

一、基础环境准备

在开始配置前，需确保所有服务器（负载均衡器+后端服务器）均满足以下条件：

系统为Ubuntu（推荐22.04及以上版本）；
已安装Nginx、PHP-FPM、MySQL（或MariaDB）；
所有服务器之间网络互通，防火墙开放必要端口（如80、443、3306）。

二、配置Nginx作为负载均衡器

Nginx是LNMP架构中最常用的负载均衡器，通过upstream模块定义后端服务器组，并将请求分发至各服务器。

1. 安装Nginx（若未安装）

sudo apt update
sudo apt install nginx

2. 编辑Nginx负载均衡配置

打开Nginx配置文件（通常为/etc/nginx/sites-available/default或/etc/nginx/nginx.conf），在http块中添加upstream模块，定义后端服务器组：

http {
    # 定义后端服务器组（示例为3台服务器）
    upstream backend {
        server 192.168.1.101:80;  # 后端服务器1
        server 192.168.1.102:80;  # 后端服务器2
        server 192.168.1.103:80;  # 后端服务器3
    }

    # 配置负载均衡服务器
    server {
        listen 80;
        server_name yourdomain.com;  # 替换为你的域名或IP

        location / {
            proxy_pass http://backend;  # 将请求转发至后端服务器组
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        }
    }
}

3. 选择负载均衡算法（可选）

Nginx支持多种负载均衡算法，默认为轮询（Round Robin）（按顺序分发请求）。可根据业务需求调整：

加权轮询（Weighted Round Robin）：为服务器分配权重（weight参数），权重越高，接收的请求越多（适合服务器性能不均衡的场景）。

upstream backend {
    server 192.168.1.101 weight=3;  # 权重3，接收3/5的请求
    server 192.168.1.102 weight=2;  # 权重2，接收2/5的请求
    server 192.168.1.103 weight=1;  # 权重1，接收1/5的请求
}

IP哈希（IP Hash）：根据客户端IP地址哈希，确保同一IP的请求始终发送至同一服务器（适合需要会话保持的场景，如电商购物车）。
```
upstream backend {
    ip_hash;  # 启用IP哈希
    server 192.168.1.101;
    server 192.168.1.102;
    server 192.168.1.103;
}
```

最少连接（Least Connections）：将请求发送至当前连接数最少的服务器（适合长连接场景，如视频直播）。

upstream backend {
    least_conn;  # 启用最少连接
    server 192.168.1.101;
    server 192.168.1.102;
    server 192.168.1.103;
}

4. 测试并重启Nginx

保存配置文件后，测试语法是否正确：

sudo nginx -t

若输出syntax is ok，则重启Nginx使配置生效：

sudo systemctl restart nginx

三、配置后端服务器（PHP-FPM）

若后端服务器运行PHP应用（如WordPress、Laravel），需确保PHP-FPM已正确配置，能接收Nginx转发的请求。

1. 安装PHP-FPM

sudo apt install php-fpm php-mysql

2. 编辑PHP-FPM配置

打开PHP-FPM池配置文件（通常为/etc/php/8.1/fpm/pool.d/www.conf，版本号根据实际安装调整）：

[www]
listen = /run/php/php8.1-fpm.sock  # 监听Unix套接字（推荐）或端口（如127.0.0.1:9000）
listen.owner = www-data
listen.group = www-data
pm = dynamic  # 动态调整进程数
pm.max_children = 10  # 最大子进程数（根据服务器内存调整）
pm.start_servers = 2  # 启动时的子进程数
pm.min_spare_servers = 1  # 最小空闲子进程数
pm.max_spare_servers = 3  # 最大空闲子进程数

3. 重启PHP-FPM

sudo systemctl restart php8.1-fpm

四、配置MySQL主从复制（可选，数据库层面负载均衡）

若应用需要处理大量数据库请求，可通过MySQL主从复制实现读写分离，减轻主库压力。

1. 主服务器配置

编辑主服务器MySQL配置文件（/etc/mysql/mysql.conf.d/mysqld.cnf）：

[mysqld]
server-id = 1  # 主库ID（唯一）
log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log  # 开启二进制日志
binlog_do_db = your_database  # 需要同步的数据库名

重启MySQL：

sudo systemctl restart mysql

创建复制用户并授权：

CREATE USER 'replicator'@'%' IDENTIFIED BY 'your_password';
GRANT REPLICATION SLAVE ON *.* TO 'replicator'@'%';
FLUSH PRIVILEGES;

查看主库二进制日志位置（用于从库配置）：

SHOW MASTER STATUS;

记录File（如mysql-bin.000001）和Position（如154）的值。

2. 从服务器配置

编辑从服务器MySQL配置文件：

[mysqld]
server-id = 2  # 从库ID（唯一，不能与主库重复）
relay_log = /var/log/mysql/mysql-relay-bin.log  # 开启中继日志
log_bin = /var/log/mysql/mysql-bin.log
binlog_do_db = your_database
read_only = 1  # 设置为只读（防止误操作）

重启MySQL：

sudo systemctl restart mysql

配置从库连接主库：

CHANGE MASTER TO
MASTER_HOST='主库IP',
MASTER_USER='replicator',
MASTER_PASSWORD='your_password',
MASTER_LOG_FILE='mysql-bin.000001',  # 主库记录的File值
MASTER_LOG_POS=154;  # 主库记录的Position值
START SLAVE;  # 启动复制

检查复制状态（Slave_IO_Running和Slave_SQL_Running应为Yes）：

SHOW SLAVE STATUS\G;

五、测试负载均衡

通过浏览器或命令行工具（如curl）访问负载均衡器的IP或域名，观察请求是否被分发至不同后端服务器：

curl http://yourdomain.com

若后端服务器配置了不同的页面内容（如index.php中输出服务器IP），可通过多次请求确认请求被分发至不同服务器。

六、高级优化（可选）

健康检查：通过Nginx的max_fails和fail_timeout参数排除故障服务器（如server 192.168.1.101 max_fails=3 fail_timeout=30s;，表示30秒内连续失败3次则暂时剔除）。
会话保持：若应用需要保持会话（如登录状态），可使用ip_hash算法或通过Redis实现分布式会话。
监控：使用Prometheus+Grafana监控Nginx、PHP-FPM、MySQL的性能指标（如QPS、连接数、响应时间），及时发现瓶颈。

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