Nginx集群与高可用专题

专题说明

本专题聚焦Nginx集群架构与高可用方案，涵盖集群架构设计、负载均衡配置、反向代理缓存策略、Keepalived+VRRP故障转移、会话保持方案、健康检查机制、Tomcat集群部署和性能监控实践。

学习目标

掌握Nginx高可用集群架构（Keepalived + 主备Nginx）的设计原理
熟练配置upstream负载均衡（least_conn、weight等参数）
理解反向代理缓存的工作机制和缓存策略控制
掌握VRRP协议和Keepalived的VIP漂移机制
了解会话保持的多种实现方式及适用场景
区分被动健康检查和主动健康检查的配置差异
掌握Nginx + Tomcat集群的动静分离架构
学会使用stub_status模块进行实时性能监控

学习内容

本专题涵盖以下知识点：

Nginx集群架构设计（Keepalived + 双机主备 + 多台后端）
upstream负载均衡配置（least_conn、weight、upstream块定义）
反向代理缓存（proxy_cache、proxy_no_cache、proxy_cache_bypass）
Keepalived + VRRP协议工作原理和VIP自动漂移
会话保持实现方式（ip_hash、sticky cookie、Redis共享Session）
健康检查（被动检查max_fails/fail_timeout、Nginx Plus主动检查）
Nginx + Tomcat集群部署与动静分离
性能监控（ngx_http_stub_status_module）

学习建议

高可用方案的核心是故障自动转移，理解VRRP协议的VIP漂移机制
区分Nginx开源版和Plus版的功能差异（如主动健康检查）
会话保持需结合业务场景选择，分布式系统推荐使用外部Session存储

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📝 配套习题（8 题）

单选题

在构建 Nginx 高可用集群时，以下哪种架构是最常见的？

单台 Nginx + 单台后端服务器

Keepalived + 双机 Nginx（主备）+ 多台后端服务器

多台 Nginx 直接并列，无健康检查和故障转移

Nginx + 数据库集群，无后端应用服务器

填空题

配置 Nginx upstream 负载均衡，使用 least_conn 算法，并为后端服务器设置权重：

text

________ backend_servers {
    __________;
    server 192.168.1.10:8080 ______ 3;
    server 192.168.1.11:8080 weight 1;
}

请填入正确的指令名称。（1.定义 upstream 块 2.指定算法 3.设置权重）

多选题

以下关于 Nginx 反向代理缓存的说法，正确的有？

缓存可以显著减少后端服务器的负载

proxy_cache 可以将缓存数据存储在内存中

proxy_no_cache 和 proxy_cache_bypass 可以控制不缓存的条件

缓存对于动态内容毫无意义，不应该使用

单选题

以下关于 Keepalived 和 VRRP 协议的说法，错误的是？

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）用于实现路由器/服务器的冗余备份

Keepalived 通过 VRRP 协议在多台服务器之间浮动 VIP（虚拟 IP）

Keepalived 的主备切换需要人工干预才能完成

Keepalived 可以通过健康检查脚本检测服务状态

单选题

在 Nginx 负载均衡环境中，以下哪种方式不能实现会话保持？

使用 ip_hash 算法

使用 sticky cookie 模块

使用 Redis 等外部存储共享 Session 数据

使用 round-robin 轮询算法

多选题

以下关于 Nginx 健康检查的说法，正确的有？

Nginx 开源版默认支持被动健康检查，根据请求失败情况自动标记后端不可用

max_fails 和 fail_timeout 参数可以配置被动健康检查的灵敏度

Nginx 开源版原生支持主动健康检查，定期发送探测请求

Nginx Plus 版本支持主动健康检查，定期探测后端健康状态

判断题

在 Nginx + Tomcat 集群部署中，Nginx 负责负载均衡和静态资源服务，Tomcat 负责处理动态请求，这种架构实现了动静分离。（）

对

错

单选题

要监控 Nginx 的实时性能指标（如活跃连接数、请求速率等），最简单的方式是？

查看 Nginx 的错误日志

启用 ngx_http_stub_status_module 模块，通过 HTTP 接口查看状态

查看 Nginx 的访问日志并手动统计

定期重启 Nginx 以重置计数器