如何实现静态资源的负载均衡？

背景介绍

在现代网络应用中，静态资源的管理和分发是至关重要的一环，静态资源通常包括HTML页面、CSS文件、JavaScript文件、图片以及视频等，这些资源在服务器端不会频繁变化，因此可以通过优化其传输和访问方式来提升网站的性能和用户体验，而负载均衡则是一种常用的方法，通过将请求分配到多台服务器上，以实现高可用性、高性能和可伸缩性。

基本配置

在Nginx中，配置静态资源和负载均衡相对简单，以下是一个基本的Nginx配置示例，展示了如何设置静态资源服务器并进行负载均衡：

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    # 定义负载均衡的upstream块
    upstream myserver {
        server 192.168.77.130:8080;
        server 192.168.77.130:8081;
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  static.example.com;
        # 设置字符集
        charset utf-8;
        # 定义静态资源路径
        location / {
            root /path/to/static/files;
            index index.html index.htm;
            # 开启gzip压缩，减少传输大小
            gzip on;
            gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rst text/javascript;
            # 设置过期时间，让浏览器缓存资源
            expires 30d;
        }
        # 错误页面配置
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   /path/to/static/files/error_pages;
        }
    }
}

说明

upstream块：定义了一组服务器，用于负载均衡，在这个例子中，我们使用轮询（默认）的方式将请求分配到两台服务器（192.168.77.130:8080和192.168.77.130:8081）。

server块：定义了一个虚拟主机，监听80端口，并处理对static.example.com的请求。

location块：指定了静态资源的根目录为/path/to/static/files，并设置了默认的首页文件，启用了gzip压缩和缓存策略，以优化传输性能。

增强安全性

为了提高静态资源服务器的安全性，可以采取以下措施：

禁用目录列表：防止用户浏览目录内容。

    location / {
        # ... 其他配置 ...
        autoindex off;
    }

限制访问方法：仅允许GET和HEAD请求。

    location / {
        # ... 其他配置 ...
        if ($request_method !~ ^(GET|HEAD)$ ) {
            return 405;
        }
    }

隐藏服务器信息：避免泄露Nginx的版本信息。

    server_tokens off; # 隐藏Nginx版本信息

设置合理的文件权限：确保Nginx进程运行的用户没有对其服务目录的写权限，以防止潜在的文件篡改风险。

使用SSL/TLS加密连接：保护静态资源在传输过程中的安全。

负载均衡算法

Nginx支持多种负载均衡算法，可以根据实际需求选择合适的策略：

轮询（默认）：每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器挂掉，能自动剔除。

权重：根据服务器的权重分配请求，权重越高，分配概率越大，适用于服务器性能不均的情况。

ip_hash：每个请求按访问IP的hash结果分配，使每个访客固定访问一个后端服务器，有效解决session问题。

least_conn：将请求分发给连接数最少的服务器，适用于长连接场景。

url_hash：根据请求URL的hash值分配请求，使同一个URL总是定向到同一台服务器。

fair：按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

表格对比不同负载均衡算法的特点

名称	说明	优点	缺点	适用场景
轮询	默认方式，逐个分配请求	简单易用，适合大多数场景	无法根据服务器性能动态调整	一般应用场景
权重	根据权重分配请求	可根据服务器性能灵活调整	需要手动设置权重	服务器性能差异较大的场景
ip_hash	根据IP地址分配请求	解决session问题，用户粘性好	可能导致负载不均	需要会话保持的场景
least_conn	根据连接数分配请求	适合长连接，分散负载	实时计算连接数，开销较大	长连接应用
url_hash	根据URL分配请求	相同URL固定分配到一台服务器	可能导致负载不均	URL较多的应用
fair	根据响应时间分配请求	高效利用服务器资源	需要实时计算响应时间	对延迟敏感的应用