专栏首页京东技术nginx反向代理时保持长连接

nginx反向代理时保持长连接

2860元腾讯云代金券免费领取,付款直接抵现金,立即领取>>>

腾讯云海外服务器1折限时抢购,2核4G云主机661元/3年,立即抢购>>>

腾讯云服务器1折限时抢购,2核4G云主机661元/3年,立即抢购>>>

Tech

  • nginx反向代理,如何通过配置支持从client到server的长连接?
  • 如何避免nginx线程池内线程数反复震荡导致性能不稳定的问题?

深入了解nginx,get到nginx的一些性能优化方向。除了了解如何保持长连接,也通过本案例学习到开源中间件的一些常用定位思路和优化方法。

场景描述

HTTP1.1之后,HTTP协议支持持久连接,也就是长连接,优点在于在一个TCP连接上可以传送多个HTTP请求和响应,减少了建立和关闭连接的消耗和延迟。如果我们使用了nginx去作为反向代理或者负载均衡,从客户端过来的长连接请求就会被转换成短连接发送给服务器端。为了支持长连接,我们需要在nginx服务器上做一些配置。

要求

到长连接,我们必须做到以下两点:

i.从client到nginx是长连接

ii.从nginx到server是长连接

对于客户端而言,nginx其实扮演着server的角色,反之,之于server,nginx就是一个client。

保持和Client的长连接

我们要想做到Client与Nginx之间保持长连接,需要:

i.Client发送过来的请求携带“keep-alive”header。

ii.Nginx设置支持keep-alive。

HTTP配置

默认情况下,nginx已经开启了对client连接的keepalive 支持。对于特殊场景,可以调整相关参数。

http {
     keepalive_timeout 120s;          #客户端链接超时时间。为0的时候禁用长连接。
     keepalive_requests 10000;        #在一个长连接上可以服务的最大请求数目。
                                      #当达到最大请求数目且所有已有请求结束后,连接被关闭。
                                      #默认值为100
}

大多数情况下,keepalive_requests = 100也够用,但是对于 QPS 较高的场景,非常有必要加大这个参数,以避免出现大量连接被生成再抛弃的情况,减少TIME_WAIT。QPS=10000 时,客户端每秒发送 10000 个请求 (通常建立有多个长连接),每个连接只能最多跑 100 次请求,意味着平均每秒钟就会有 100 个长连接因此被 nginx 关闭。同样意味着为了保持 QPS,客户端不得不每秒中重新新建 100 个连接。因此,如果用netstat命令看客户端机器,就会发现有大量的TIME_WAIT的socket连接 (即使此时keepalive已经在 Client 和 NGINX 之间生效)。

保持和Server的长连接

想让Nginx和Server之间维持长连接,最朴素的设置如下:

http {
     upstream backend {
     server  192.168.0.1:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
     server  192.168.0.2:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
     keepalive 300;     // 这个很重要!
     }

     server {
          listen 8080 default_server;
          server_name "";
          
          location / {
                proxy_pass http://backend;
                proxy_http_version 1.1;// 设置http版本为1.1
                proxy_set_header Connection "";         //设置
                Connection为长连接(默认为no)}
           }
     }
}

upstream配置

upstream中,有一个参数特别的重要,就是keepalive这个参数和之前http里面的 keepalive_requests 不一样。这个参数的含义是,连接池里面最大的空闲连接数量。

不理解?没关系,我们来举个例子:

场景:

有一个HTTP服务,作为upstream服务器接收请求,响应时间为100毫秒。要求性能达到10000 QPS,我们需要在nginx与upstream服务器之间建立大概1000条HTTP请求。(1000/0.1s=10000)

最优情况:

假设请求非常的均匀平稳,每一个请求都是100ms,请求结束会被马上放入连接池并置为idle(空闲)状态。

我们以0.1s为单位:

1. 我们现在keepalive的值设置为10,每0.1s钟有1000个连接。

2. 第0.1s的时候,我们一共有1000个请求收到并释放。

3. 第0.2s的时候,我们又来了1000个请求,在0.2s结束的时候释放。

请求和应答都比较均匀,0.1s释放的连接正好够用,不需要建立新连接,且连接池中没有idle状态的连接。

第一种情况:

应答非常平稳,但是请求不平稳的时候

1.第0.3s的时候,我们只有500个请求收到,有500个请求因为网络延迟等原因没有进来。这个时候,Nginx检测到连接池中有500个idle状态的连接,就直接关闭了(500-10)个连接。

2.第0.4s的时候,我们收到了1500个请求,但是现在池里面只有(500+10)个连接,所以Nginx不得不重新建立了(1500-510)个连接。如果在第4步的时候,没有关闭那490个连接的话,只需要重新建立500个连接。

第二种情况:

请求非常平稳,但是应答不平稳的时候

1. 第0.3s的时候,我们一共有1500个请求收到。但是池里面只有1000个连接,这个时候,Nginx又创建了500个连接,一共1500个连接。

2.第0.3s的时候,第0.3s的连接全部被释放,我们收到了500个请求。 Nginx检测到池里面有1000个idle状态的连接,所以不得不释放了(1000-10)个连接。造成连接数量反复震荡的一个推手,就是这个keepalive 这个最大空闲连接数。上面的两种情况说的都是 keepalive设置的不合理导致Nginx有多次释放与创建连接的过程,造成资源浪费。

keepalive 这个参数设置一定要小心,尤其是对于 QPS 要求比较高或者网络环境不稳定的场景,一般根据 QPS 值和 平均响应时间能大致推算出需要的长连接数量。然后将keepalive设置为长连接数量的10%到30%。

location配置

http {
     server {
          location / {
                 proxy_pass http://backend;
                 proxy_http_version 1.1;// 设置http版本为1.1
                 proxy_set_header Connection "";         //设置
                 Connection为长连接(默认为no)
           }
      }
}

HTTP 协议中对长连接的支持是从 1.1 版本之后才有的,因此最好通过proxy_http_version 指令设置为 1.1。HTTP1.0不支持keepalive特性,当没有使用HTTP1.1的时候,后端服务会返回101错误,然后断开连接。而“Connection” header 可以选择被清理,这样即便是 Client 和 Nginx 之间是短连接,Nginx 和 upstream 之间也是可以开启长连接的。

另外一种高级方式

http {
     map $http_upgrade $connection_upgrade {
         default upgrade;
         '' close;
     }
 
     upstream backend {
         server  192.168.0.1:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
         server  192.168.0.2:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
         keepalive 300;
    }
 
    server {
         listen 8080 default_server;
         server_name "";
         location / {
               proxy_pass http://backend;
 
               proxy_connect_timeout 15;                  #与upstream server的连接超时时间(没有单位,最大不可以超过75s)
               proxy_read_timeout 60s;                       #nginx会等待多长时间来获得请求的响应
               proxy_send_timeout 12s;                       #发送请求给upstream服务器的超时时间
 
               proxy_http_version  1.1;          
               proxy_set_header   Upgrade    $http_upgrade;
               proxy_set_header    Connection     
               $connection_upgrade;
        }
    }
}

http里面的map的作用是:让转发到代理服务器的 "Connection" 头字段的值,取决于客户端请求头的"Upgrade" 字段值。

如果$http_upgrade没有匹配,那 "Connection" 头字段的值会是upgrade。

如果$http_upgrade为空字符串的话,那 "Connection" 头字段的值会是 close。

【补充】

NGINX支持WebSocket。对于NGINX将升级请求从客户端发送到后台服务器,必须明确设置Upgrade和Connection标题。这也算是上面情况所非常常用的场景。HTTP的Upgrade协议头机制用于将连接从HTTP连接升级到WebSocket连接,Upgrade机制使用了Upgrade协议头和Connection协议头。为了让Nginx可以将来自客户端的Upgrade请求发送到后端服务器,Upgrade和Connection的头信息必须被显式的设置。

【注意】

在nginx的配置文件中,如果当前模块中没有proxy_set_header的设置,则会从上级别继承配置。继承顺序为:http, server, location。如果在下一层使用proxy_set_header修改了header的值,则所有的header值都可能会发生变化,之前继承的所有配置将会被丢弃。所以,尽量在同一个地方进行proxy_set_header,否则可能会有别的问题。

【参考】

Nginx中文官方文档: http://www.nginx.cn/doc/

测试参考文档: https://www.lijiaocn.com/问题/2019/05/08/nginx-ingress-keep-alive-not-work.html

keep-alive参考文档:https://wglee.org/2018/12/02/nginx-keepalive/

本文分享自微信公众号 - 京东技术(jingdongjishu),作者:京东物流-刘发瑞

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 [email protected] 删除。

原始发表时间:2021-06-07

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • Nginx tcp连接反向代理配置

    剧终
  • 一日一技:延长Nginx反向代理的时间

    此时可以通过修改 /etc/nginx/sites-available下面的网站配置文件来实现。

    青南
  • Nginx支持WebSocket反向代理-学习小结

    WebSocket是目前比较成熟的技术了,WebSocket协议为创建客户端和服务器端需要实时双向通讯的webapp提供了一个选择。其为HTML5的一部分,We...

    洗尽了浮华
  • 长时间保持ssh连接不断开的技巧

    经常用ssh连接服务器的小伙伴, 可能会像我一样, 需要时不时地恢复一下断开的连接, 原因是NAT防火墙喜欢对空闲的会话进行超时处理,以确保它们状态表的干净和内...

    zhaoolee
  • Nginx反向代理小记-附域名劫持案例

    反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给...

    Jumbo
  • nginx使用反向代理访问时改写请求

    假如后端有一个系统访问方式是通过IP加端口的形式访问的,如:10.1.1.12:3000/hello,现在我们想把该资源放到公网上,通过域名的形式访问,在访问之...

    dogfei
  • 即时通讯新手入门:一文读懂什么是Nginx?它能否实现IM的负载均衡?

    本文引用了“蔷薇Nina”的“Nginx 相关介绍(Nginx是什么?能干嘛?)”一文部分内容,感谢作者的无私分享。

    JackJiang
  • 如何取得nginx做反向代理时的真实IP?

    对于client?->?nginx?reverse?proxy?->?apache,

    一见
  • 「应用中间件」使用NGINX作为WebSocket代理

    WebSocket协议提供了一种创建支持客户端和服务器之间实时双向通信的web应用程序的方法。作为HTML5的一部分,WebSocket使开发这些类型的应用程序...

    首席架构师智库

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券

http://www.vxiaotou.com