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Nginx负载健康检查配置-主动与被动检测

news 来源：原创 2025/5/4 3:37:39

文章目录

一、环境需求
二、健康检查配置
- 主动
- - 原理及说明
  - 配置方法
  - 实际用途
- 被动
- - 原理及说明
  - 配置方法
  - 实际用途
三、效果测试
- nginx 配置
- 后端程序(Python)
- 程序启动测试

一、环境需求

服务	数量	用途
nginx （建议使用 1.20 以上版本，此文档使用 1.25）	1	配置健康检测，验证配置是否生效
python （建议使用 3.6 以上版本，此文档使用 3.9）	进程*3	模拟后端服务

二、健康检查配置

主动

原理及说明

主动健康检测是指 Nginx 主动向后端服务器发送特定的请求，并根据服务器的响应来判断其健康状态。Nginx 会按照预设的时间间隔，向后端服务器发送健康检查请求（通常是 HTTP 请求），然后根据响应的状态码、响应时间等信息来决定后端服务器是否可用

使用模块 nginx_upstream_check_module，需要部署编译

建议配合监控服务使用，因为就算可以自动切换流量，也无法自动修复故障节点，需要手动恢复

配置方法

# 配置指令：在 Nginx 1.16.0 及以后的版本中，可以使用 health_check 指令来配置主动健康检查。例如：
http {
    upstream backend {
        server backend1.example.com:8080;
        server backend2.example.com:8080;

        check interval=5s rise=2 fall=3 timeout=1000 type=http;
        check_http_send "HEAD /health HTTP/1.0\r\n\r\n";
        check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
    }

    server {
        location /status {
            check_status;
            access_log off;
        }
    }
}

# 配置说明
interval=5s：表示每隔 5 秒对后端服务器进行一次健康检查。
rise=2：如果后端服务器连续 2 次健康检查成功，则认为该服务器恢复可用状态。
fall=3：如果后端服务器连续 3 次健康检查失败，则认为该服务器不可用。
timeout=1000：健康检查请求的超时时间为 1000 毫秒（即 1 秒），如果在这个时间内没有收到响应，则认为检查失败。
type=http：指定健康检查的类型为 HTTP。
check_http_send "HEAD /health HTTP/1.0\r\n\r\n";：Nginx 在进行健康检查时，会向后端服务器发送一个 HTTP HEAD 请求，请求的路径为 /health。使用 HEAD 请求可以只获取响应头，而不获取响应体，从而减少网络开销，如有特殊需求也可以使用GET
check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;：表示如果后端服务器返回的状态码是 2xx 或 3xx，则认为健康检查成功。
location /status : 这个资源路径是check模块自带的健康状态页面，例如

实际用途

及时发现故障：可以在后端服务器出现问题的早期就检测到，避免将请求转发到不可用的服务器上，提高服务的可用性。
动态调整负载均衡：当检测到某台后端服务器不可用时，Nginx 会自动将其从可用服务器列表中移除，将请求转发到其他健康的服务器；当服务器恢复正常后，再将其重新加入可用列表。
监控服务器性能：通过分析健康检查的响应时间等指标，可以监控后端服务器的性能变化，及时发现潜在的性能问题。

被动

原理及说明

被动健康检测是指 Nginx 在处理客户端请求时，根据后端服务器的响应结果来判断其健康状态。当请求出现错误（如返回 500、502、503、504 错误或者超时等）时，Nginx 会认为该后端服务器可能出现了问题，并根据配置进行相应的处理，如将请求转发到其他后端服务器

一般来说 nginx 都会自带此功能无需另外编译模块

同样建议配合监控服务使用

配置方法

http {
    upstream backend {
        server backend1.example.com max_fails=3 fail_timeout=10s;
        server backend2.example.com max_fails=3 fail_timeout=10s;
        server backend2.example.com backup
    }
  
    server {
        proxy_next_upstream_tries 2;
        proxy_next_upstream_timeout 5s;
    }
}

# 配置说明
max_fails=3：在 fail_timeout 时间内，该后端服务器允许的连续失败次数，达到 3 次则会被标记为不可用。
fail_timeout=10s：一是检测失败的时间窗口为 10 秒；二是服务器被标记为不可用的时长为 10 秒，期间 Nginx 不会向其转发请求。
backup：backup 表示该服务器作为备用服务器，只有当所有主服务器（未标记为 backup 的服务器）都不可用时，才会参与负载均衡处理请求。
proxy_next_upstream_tries 2：当请求转发到后端服务器出现失败时，Nginx 最多尝试将请求转发到下一个可用的后端服务器 2 次（加上初始的一次请求，总共最多尝试 3 次）。
proxy_next_upstream_timeout 5s：每次尝试将请求转发到下一个后端服务器的超时时间为 5 秒，若在 5 秒内未得到响应，则认为此次转发失败。

实际用途

故障转移：当后端服务器出现临时故障时，Nginx 可以快速将请求转发到其他可用的服务器，保证服务的连续性。
减轻故障服务器负担：当某台后端服务器出现问题时，减少对其的请求，避免其进一步过载，有助于服务器恢复正常。
提高服务稳定性：通过自动处理后端服务器的错误响应，减少因服务器故障对客户端造成的影响，提高整个服务的稳定性。

三、效果测试

nginx 配置

upstream test {
  server 10.10.11.134:20001 max_fails=3 fail_timeout=30s;
  server 10.10.11.134:20002 max_fails=3 fail_timeout=30s;
  server 10.10.11.134:20003 backup;
}

upstream test1 {
   server 10.10.11.134:20001;
   server 10.10.11.134:20002;
   server 10.10.11.134:20003;
   check interval=5000 rise=2 fall=5 timeout=1000 type=http;
   check_http_send "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n";
   check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
}

server{
     listen 80;
     charset utf-8;
     server_name 10.10.11.134;
     client_max_body_size 500m;
     proxy_read_timeout  3600000;
     proxy_next_upstream_tries 2;
     proxy_next_upstream_timeout 5s;

     location /test/ {
       proxy_pass http://test/;
     }
     location /test1/ {
       proxy_pass http://test1/;
     }
   
     location /status {
        # check_status是第三方插件自带的功能，用于展示服务列表的健康检查结果界面
        check_status;
        access_log   off;
     }

}

后端程序(Python)

修改端口以及输出的字符串即可

import http.server
import socketserver

# 配置端口
PORT = 20001  # 可以根据需要修改此端口号
# 指定的字符串
RESPONSE_STRING = "Python test 1"

class MyHandler(http.server.SimpleHTTPRequestHandler):
    def do_GET(self):
        # 设置响应状态码为 200
        self.send_response(200)
        # 设置响应头，指定内容类型为文本
        self.send_header('Content-type', 'text/plain')
        self.end_headers()
        # 将指定的字符串编码为字节并发送到客户端
        self.wfile.write(RESPONSE_STRING.encode())

def run(server_class=socketserver.TCPServer, handler_class=MyHandler, port=PORT):
    server_address = ('', port)
    httpd = server_class(server_address, handler_class)
    print(f"Starting server on port {port}")
    try:
        # 启动服务器并开始监听请求
        httpd.serve_forever()
    except KeyboardInterrupt:
        pass
    httpd.server_close()
    print("Stopping server...")

if __name__ == "__main__":
    run()

程序启动测试

三个 python 程序依次打开三个终端窗口进行测试

# 访问主动检测的资源路径
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]#

# 访问被动检测的资源路径，这里只负载两台是因为有一个配置的是backup
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]#

关闭 python1 测试

# 访问主动检测的资源路径
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]#

# 访问被动检测的资源路径
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]#

关闭 python2 测试

# 访问主动检测的资源路径
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 3[root@minio3 nginx]# 

# 访问被动检测的资源路径，因为是被动检测，需要访问时才知道节点有没有故障，所以可能会出现502的报错
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
<html>
<head><title>502 Bad Gateway</title></head>
<body>
<center><h1>502 Bad Gateway</h1></center>
<hr><center>nginx</center>
</body>
</html>
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
<html>
<head><title>502 Bad Gateway</title></head>
<body>
<center><h1>502 Bad Gateway</h1></center>
<hr><center>nginx</center>
</body>
</html>
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 3[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 3[root@minio3 nginx]#

关闭 python3，打开 python1 测试

# 访问主动检测的资源路径，主动健康检测是根据配置来的，所以可能会出现一些延迟才可以正常访问
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
<html>
<head><title>502 Bad Gateway</title></head>
<body>
<center><h1>502 Bad Gateway</h1></center>
<hr><center>nginx</center>
</body>
</html>
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
<html>
<head><title>502 Bad Gateway</title></head>
<body>
<center><h1>502 Bad Gateway</h1></center>
<hr><center>nginx</center>
</body>
</html>
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
<html>
<head><title>502 Bad Gateway</title></head>
<body>
<center><h1>502 Bad Gateway</h1></center>
<hr><center>nginx</center>
</body>
</html>
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]#

# 被动检测
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]#

打开 python2 测试

# 主动检测
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test1/
Python test 1[root@minio3 nginx]#

# 被动检测
[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 2[root@minio3 nginx]# curl http://10.10.11.134/test/
Python test 1[root@minio3 nginx]#
``