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发表于 前天 09:56 | 查看: 10| 回复: 0

在分布式架构中,“Nginx 主从技术”通常指的是 Nginx 与 Keepalived 协同构建的高可用(High Availability, HA)集群架构。这种设计旨在解决单点故障问题,确保服务的持续可用性。

Nginx与Keepalived主从热备架构示意图

为实现接近 99.99% 的可用性目标,仅依赖单台 Nginx 服务器,无论其性能多么强大,都不可避免地会成为整个系统中的“单点故障(SPOF)”。通过部署主从架构,当主节点因故障宕机时,业务流量能够在秒级时间内自动切换到备用节点,从而最大程度保障服务连续性,避免业务中断。

Nginx主从架构解析

在该架构中,通常有两台 Nginx 服务器,分别承担 Master(主) 和 Backup(备) 角色。它们并不直接暴露各自的真实 IP 地址,而是通过虚拟 IP(VIP)技术共同对外提供一个统一的访问入口。

基于VIP的Nginx主从架构图

整个数据流的层级关系可以概括为:

DNS  ↓ VIP  ↓ Nginx 主从(Keepalived)  ↓ Nginx 集群  ↓ 应用服务
  • VIP (Virtual IP): 即虚拟 IP 地址。这是用户或客户端实际访问的 IP,它并不固定绑定在某台物理服务器上,而是可以在主备机之间“漂移”。
  • Keepalived: 实现高可用的核心组件。它运行在主备两台服务器上,负责监控 Nginx 服务的状态,并通过 VRRP(虚拟路由器冗余协议)协议协商和管理 VIP 的归属。当检测到主节点故障时,Keepalived 会立即将 VIP 绑定到备用节点。
  • Heartbeat(心跳): 主备节点之间通过定期发送 VRRP 通告报文来确认对方的存活状态,维持集群的稳定。

此架构的核心特点在于:

  • 对外仅暴露一个 VIP,对用户透明。
  • 在同一时刻,只有处于 Master 角色的 Nginx 服务器绑定 VIP 并处理请求。
  • 另一台处于 Backup 角色的服务器则处于热备状态,实时待命。

Nginx内部的Master-Worker进程模型

除了服务器层面的主从高可用,Nginx 服务本身的进程也采用了经典的主从(Master-Worker)架构,这同样是其高性能和高稳定性的基石。深入理解Nginx的内部工作原理,对于构建稳健的后端架构至关重要。

Nginx Master-Worker进程架构与缓存管理流程图

  • Master 进程: 作为“管理进程”,它负责读取并验证配置文件、启动和维护 Worker 进程。Master 进程本身并不处理任何网络请求或业务逻辑,其职责纯粹是指挥和监控。
  • Worker 进程: 这些是真正处理客户端请求的“工作进程”。每个 Worker 进程都是独立的单线程,基于 epoll 等机制实现异步非阻塞 I/O 模型,能够高效处理海量并发连接。在多核 CPU 服务器上,Nginx 可以启动多个 Worker 进程,充分利用系统资源。

这种进程模型的优势非常明显:

  1. 高可靠性: 如果某个 Worker 进程因异常而崩溃,Master 进程会立即感知并启动一个新的 Worker 进程来替代,服务不会因此中断。
  2. 支持热部署: 当需要更新 Nginx 配置时,我们只需向 Master 进程发送信号。Master 会启动加载了新配置的 Worker 进程,而旧的 Worker 进程会在处理完已建立的连接后优雅退出。这个过程实现了服务的零停机更新。

通过结合服务器级别的主从高可用与进程级别的 Master-Worker 模型,Nginx 构建了一套从内到外都极具韧性的服务体系。对于希望深入探索数据库及中间件等核心技术的开发者,可以在 云栈社区 找到更多相关的架构讨论和实践案例。




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