Nginx 负载均衡策略

摘要：Nginx 的 upstream 支持多种调度算法：默认轮询、weight 加权、ip_hash 会话保持、least_conn 最少连接。本文给出每种算法的最小可运行配置、适用场景与验证方法，并说明开源版健康检查的取舍。

适用环境

bash

nginx -v                                    # 确认 Nginx 已安装
sudo nginx -T | grep -n 'upstream'          # 查看已有 upstream 定义

# 准备 3 个可区分的后端（返回不同主机名/端口）
for p in 8080 8081 8082; do
  (cd /tmp && python3 -m http.server $p >/dev/null 2>&1 &)
done

操作步骤

1. 默认轮询（round-robin）

nginx

upstream app_rr {
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
    server 127.0.0.1:8082;
}

适用于所有后端配置相同、请求无状态的场景，流量近似均分。

2. 加权轮询（weight）

nginx

upstream app_wrr {
    server 127.0.0.1:8080 weight=3;   # 约 3/6 流量
    server 127.0.0.1:8081 weight=2;   # 约 2/6
    server 127.0.0.1:8082 weight=1;   # 约 1/6，可用作灰度小流量
}

新旧机器混部时按性能配比；也可把 weight=1 的机器当作金丝雀节点。

3. ip_hash（会话保持）

nginx

upstream app_iphash {
    ip_hash;
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
    server 127.0.0.1:8082 down;       # down 表示永久下线，不参与调度
}

按客户端 IP 前三个字节哈希，同一 IP 固定打到同一后端。适用于后端本地保存会话、又不方便接入共享 Session 的遗留系统。

4. least_conn（最少连接）

nginx

upstream app_lc {
    least_conn;
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
}

把新请求给当前活跃连接最少的后端，适合长连接或请求耗时差异大的接口。

5. 被动健康检查参数

nginx

upstream app_rr {
    server 127.0.0.1:8080 max_fails=3 fail_timeout=10s;   # 10s 内失败 3 次摘除 10s
    server 127.0.0.1:8081 max_fails=3 fail_timeout=10s backup;  # backup：主节点全挂才启用
}

6. 应用并重载

bash

sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx

DANGER

ip_hash 与 weight 同时使用时权重会被忽略；且一旦用了 ip_hash，后端频繁扩容/缩容会导致大量会话重新分布。有状态服务请优先把 Session 外移到 Redis，而不是依赖 ip_hash。

验证

bash

# 1) 轮询：连续 6 次请求，观察后端访问日志是否交替出现
for i in $(seq 1 6); do curl -s -o /dev/null http://127.0.0.1/; done
sudo tail -n 6 /var/log/nginx/access.log | awk '{print $NF}'

# 2) 加权：统计 60 次请求落到各后端的次数（后端日志计数）
for i in $(seq 1 60); do curl -s -o /dev/null http://127.0.0.1/; done

# 3) ip_hash：同一来源 IP 多次请求，access.log 的 upstream 字段应固定
for i in $(seq 1 5); do curl -s -o /dev/null http://127.0.0.1/; done

# 4) 摘除验证：停掉一个后端再请求，应不再返回 502
sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx

常见坑

WARNING

ip_hash 在 Nginx 前面还挂了一层负载均衡或 CDN 时，$remote_addr 全都是代理的 IP，结果所有请求都打到同一台后端。此时应改用 hash $http_x_forwarded_for consistent;。

WARNING

backup 节点只有在所有主节点都不可用时才启用。如果你期待它"平时也分担流量"，那它不是 backup，应直接配成普通节点。

DANGER

max_fails=0 表示永不摘除故障节点。设置了它，后端挂掉会持续给用户返回 502，别把它和"不限制失败次数"搞混——要禁用检查就写 max_fails=0，要快速摘除就写小值如 max_fails=2 fail_timeout=5s。

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