nginx动态配置及服务发现那些事

迈不过友情╰ 2022-03-29 11:17 268阅读 0赞

标题, 《闲聊nginx动态配置及服务发现的那些事》 …

这次的准备闲聊关于nginx服务发现的话题, 按照我以往写文章的性子，估计会迁移一些主题. 毕竟单纯聊nginx和动态服务发现没啥意思，因我以前的文章有大量的涉及到。

该文章写的有些乱，欢迎来喷 ! 另外文章后续不断更新中，请到原文地址查看更新. http://xiaorui.cc/?p=3855

nginx upstream相关

我这里就不再精细的讲述nginx的源码, 毕竟我自己也只是粗略看了点nginx的底层代码. nginx的动态配置肯定是绕不过upstream模块的运作了，他主要的驱动是xxx\_pass，比如最常用的proxy\_pass, uwsgi\_pass。upstream相关配置结构的建立，并不一定是非要配置upstream这个指令才会去做，有时proxy\_pass直接就是跟一个ip地址或域名, 他其实隐式的调用upstream 。

那么一个具体的request过程如何跟upstream配置怎么关联起来的?

首先是通过peer.init函数指针初始化，然后根据round robbin算法选择ngx\_http\_upstream\_init\_round\_robin\_peer，每种算法锁出发的函数不一样，这是废话。 从配置上看，凡是请求到location /xxx的request请求，他们都关联到同一个upstream配置，但是既然大家公用一个结构，那么需不需要互斥呢？如果大家都要修改其中的某个成员…

实际上，nginx中一个请求不会中多个进程中同时处理，一个request生老病死都在一个worker内。 每个nginx worker都会监听自己相关的epoll fd事件。 当一个worker争取到了nginx listen fd accept的锁，那么他就可以接收新的request请求，这个请求的创建出的fd会压到他本进程的事件里。 我想说的是，他不会逃到worker里， 因为也没这个必要这么实现，跨多进程传递socket本身是个很蛋疼的实现.

nginx relaod相关

那么nginx upstrem阐述完了，我们再聊聊nginx -s reload.

当你增删改upstream配置的时候，如何让nginx不停服务的重载配置？ nginx -s reload. reload的实现相对好理解，-s的作用是向master进程发送信号。 其实是SIGHUP信号的封装，也就是说我们可以直接通过kill向nginx的pid发送SIGHUP信号来完成reload操作。  
master通过ngx\_signal\_handler处理信号，见到reload就重置ngx\_reconfigure = 1.

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 </td> 
 <td> casengx_signal_value(NGX_RECONFIGURE_SIGNAL):&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;ngx_reconfigure = 1;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;action = ", reconfiguring";&nbsp;&nbsp; break;&nbsp;&nbsp; </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

这样当ngx\_master\_process\_cycle的for循环中检测到ngx\_reconfigure ==1，就开始做重加载配置的操作，通过ngx\_start\_worker\_processes开启新进程，而之前的进程则通过ngx\_signal\_worker\_processes来发送信号进行“优雅”的关闭. 所谓优雅的关闭, 就是让当前真正处理请求的进程等到处理完之后再退出，当然进程不能再次参与accept锁的争夺了. 这样新的请求会拿到listen accept锁，可建立reqeust连接.

如何保证已经建连的连接 ?

如果是短连接，那么在请求完之后，worker会主动发送close()，后面就把fd事件给踢掉。

那么长连接会怎么办？ 这个时候长连接是有两种的, 前者是是client 跟 nginx proxy的连接，后者是proxy跟后端服务的连接，比如nginx –> tornado 就属于后者.

nginx proxy主要就是给client提供服务，在对外请求完毕的情况下，右面的连接可有可无了, 当然我们还是操作proxy给后端服务发送close()关闭连接 。 如果发生异常进程退出，后端经过keepalive timeout后进行回收资源.

前者的连接就有点意思了, 当你的请求是http1.1长连接时候，不管是单次请求或者是stream这种流式请求，都会在请求完之后退出。 那么对于客户端有什么影响? 客户端会收到fin的tcp关闭请求，配合nginx关闭连接之后. 当你再次访问nginx的时候，才会重建一个连接…

什么是nginx的动态配置?

到此为止, nginx reload 和 upstream 都过了一遍. 那么动态配置又是什么？ 我们什么时候需要动态配置?

我认为nginx的动态配置可以有这么几种方法.

一种是dns动态解析 ，一种是模板渲染， 一种服务发现动态配置重载.

碰巧，这几种配置我都有在线上用过，我不会单纯的说谁更好，谁更差，因为每个动态配置方法都有他的应用场景. 比如dns动态解析非常适合依赖域名来辨识主机的集群服务，多用在类aws、阿里云这样的云服务. 模板动态配置方法更适合那种大型的运维平台管理体系. 服务发现配置适合那种docker化的服务, 或者类似的微服务框架体系.

第一种， dns动态解析

我们通常在配置nginx upstream的时候都会使用ip地址. 对于那种依赖域名的集群服务，非常适合这样的配置. 因为你修改了一组域名的配置，你如果nginx域名来解析, 就不再重新配置了。 这个dns服务器肯定不能是公网. 内网必须配置一个高性能的dns服务，比如dnsmasq, bind. 另外我们需要注意dns缓存的问题, nginx默认会根据dns server返回的ttl来设置记录的失效时间, 推荐配置成5s . 如果ttl太小，dns也会成为一个瓶颈点.

dns的缺点也明显，那就是ip级别，很多时候一台服务器我们会开N个port, 动态的域名只能跟踪ip的级别, 这样显得很不灵活。 由于nginx dns动态解析多适用于云主机环境，云主机一般是一两个核，所以这是可以接受的.

如果你使用skydns的化，也可以实现我们后面讲述的动态服务发现.

我们可以简单的配置dns模式.:

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 </td> 
 <td> resolver 10.0.0.1; set $blog http://service-123.xiaorui.cc; location / { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;proxy_pass $blog; } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

也可以配置更加的丰富. 我这边用的是tengine。

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 </td> 
 <td> upstream backend { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;dynamic_resolve fallback=stale fail_timeout=30s; &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;server a.com; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;server b.com; } &nbsp; server { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;proxy_pass http://backend; } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

nginx plus版的配置. 相对来说，nginx plus的功能更加丰富点，但是需要收费，我在free期间测试过该功能，通过.

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 </td> 
 <td> #xiaorui.cc &nbsp; resolver 10.0.0.1; &nbsp; upstream xiaorui.cc { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;zone upstream_dynamic 64k; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;server backend2.example.com:8080 fail_timeout=5s slow_start=30s; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;server backend3.example.com&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;resolve; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;server backend4.example.com&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;service=http resolve; } &nbsp; server { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;location / { &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;proxy_pass http://xiaorui.cc; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;health_check; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;} } </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

另外可以使用nginx的dns加强版插件. https://github.com/GUI/nginx-upstream-dynamic-servers

第二种，动态模板解析

我在上面有说过动态模板解析的场景一般是那种运维平台系统， 我曾经在全网集群调度平台，智能dns管理系统中使用过这种方法， 他的优点在于系统的集中式管理，本身来说这种管理方式只是把手动的操作变成自动化而已，但这种配置方式相当的稳定，只是每次渲染模板后都需要nginx -s reload.

另外他的开发成本还是不低的，小公司hold不住的，一般各大公司的运维平台多使用这种方式.

简单说下他的实现，比如python语言，我们可以使用jinja2、mako的模板引擎，动态的根据你提供变量渲染配置.

第三种，服务发现模式.

服务发现是这次的重点，博客里有聊过etcd、zookeeper、consul 这三种服务发现的使用及坑. 那么跟nginx是怎么实现的动态加载配置？ 他跟nginx -s reload不一样， reload会重新开一组进程来接收请求，让老进程完事后再退出. 切记，如果你线上流量较大，不要频繁的reload, 因为nginx新老配置交替的时候会掉15%左右的qps .

其实并不一定要按照reload的路子走，我们可以针对nginx进行改造。 让他可以主动去拉取最新的服务发现里的主机. 在github中的不少nginx服务发现的实现，他们不会新开进程，而是在在master进程中注册一个定时器，该事件会触发watch，当发现version的版本号发生变更时，就知道主机列表发生了变化，进而重载配置. 那么如何让worker进程也使用新的配置？ 这时候可能不会使用共享变量，因为读写都要加锁，及其影响速度. 所以每个worker都会缓存一份location upstream的配置，每个worker也会有个定时器，他的事件共享内存的upstream有无变化…

优点是什么？ 服务发现模式特别适合微服务，更片面的说 docker服务化. 因为docker可以更加弹性的扩展缩减集群的计算架构. 当docker容器起来后，直接给consul注册一个槽位，间隔性的发送健康心跳. 我们不需要管nginx的配置，nginx会自己动态的重载最新的配置. 当我们把docker容器干掉了，由于consul有配置过期自动清理记录，很大程度保证consul服务发现列表的 “纯洁性” .

一个nginx consul的场景图:

![20161017231741_59215.png][]

下图是etcd的服务发现流程. 服务的提供者会注册到服务注册中心上，请求者在请求之前会访问一次注册中心，从里面取出主机记录才会进一步访问.

![20161017231407_35648.jpg][]

nginx服务发现的模块， https://github.com/weibocom/nginx-upsync-module

转自：

http://xiaorui.cc/?p=3855

[20161017231741_59215.png]: /images/20220329/6b9f27b2ff7f4a0dba51de46d4db9ab3.png
[20161017231407_35648.jpg]: /images/20220329/2a732213189248ae8e7f254d06408afd.png