摘 要 由于Apache在请求分发服务器性能上存在一定的不足，直接影响着高并发WEB负载均衡系统的正常运行。本文以既有方案为前提，利用Nginx弹性扩展构架，以及Load Runner与Web Bench工具，测试了网络在线支付系统中的高并发访问。据此可知，通过利用Nginx，服务器所可以承担高并发访问量，其能够提高将近10倍左右，服务器资源所占比例也明显下降，用户访问WEB应用，所需要等待的响应时间在很大程度上缩减。

关键词 Nginx;高并发WEB;负载均衡系统;应用

1Nginx现状

Nginx以进程和线程为基础的模型，在进行并发连接处理时，系统会针对每个连接，利用独立的进程、线程，阻挡在网络或者I/O操作方面。切实根据应用程序的不同，在内部与CPU上的使用率都比较低[1]。在生成新进程、线程的时候，需要新的运行环境，其中主要包括堆、栈分配，运行上、下文。所以，应具备一些额外CPU成本，去创建环境，太多线程和运行上下文不断切换，会影响其性能。在应用过程中， Apache不能有效面对高并发量的请求处理。在这种情况下，尽管服务器的配置有所增加，并不能带来显著成效。而且许多企业根本没有能力承担服务器升级成本，所以，寻求可以代替Apache的方案解决这一现象是非常有必要的[2]。

2Nginx的优势

（1）可以承受高并发连接。在一定程度上对Nginx+php进行科学合理优化配置，能够承受将近3万以上的并发连接数。

（2）内存消耗比较少。在应用环境中，单台服务器Nginx+php5处理程序能力，每秒几乎超出了700次，但是CPU负载并不是很高。

（3）成本相对较低。通过开源Nginx进行反向代理，以此实现负载均衡目标，大大节约购置硬件负载均衡交换工具的运行与维护成本。

（4）可以进行热部署。而且长时间运行，也不需要重新启动，在持续服务的状态下，升级软件。

3高并发WEB负载均衡系统后台服务器架构

就正常情况而言，高并发WEB负载均衡系统后台服务器架构主要划分成四大部分，具体见图1所示。从图中可知，Nginx具有明显的优势，即支持庞大的连接，并确保数据信息传输的有效性[3]。

3.1 Nginx负载均衡模块

Nginx负载均衡模块是前端服务器，主要承担的责任是接受客户端的请求进行连接，并发挥多进程模型的作用，有效解决庞大的访问用户事务量，并根据各种路由措施，把大量用户请求进行均衡，体现到所对应的各种客户端服务器上。

3.2 應用服务器逻辑处理模块

对所对应的客户端请求进行解析，从中精简有效信息，并据此设计具有针对性的逻辑处理[4]。

3.3 数据存储模块

数据存储模块主要划分为两类，即关系型数据库和非关系型数据库。其中，关系型数据库以数据信息所对应的实体模型为依据，遵守实体一体化的原则，合理设计数据库表。而非关系型数据库则主要储存的是非结构化的数据信息，通过键值对进行提取，以此提高读取效率和速度[5]。

4高并发WEB负载均衡算法

高并发WEB负载均衡算法，综合了服务器的负载能力和请求时间。用户能够对负载均衡的级别进行自定义，等级高，所选节点就会更准确，但是，选择时间比较长。其一，高并发WEB负载均衡算法能够查询空闲服务器是否存在，存在那么就发送请求到服务器，不存在则会对服务器的负载能力、请求时间间隔、既定时间内服务器请求失败的次数等各种影响因素进行综合考虑，以此优化选择。其中，实现函数是ngx_http_upstream_init_fair，nreq为服务器负载请求，delta是请求时间间隔，而评分宏和负载请求次数、失败次数之间是负相关的关系，但是和请求间隔、服务器总负载能力之间则是正相关的关系。所以，负载请求越少，则越好，在相同的请求次数下，上次间隔越大，那么分数就会越好。其二，高并发WEB负载均衡算法具备自动调用优化功能，在函数ngx_http_upstream_fair_try_peer中可以实现，在失败次数太多时，函数则会自行进行参数更新，选择最佳服务器。服务器参数保存到红黑树中去，可以确保加载参数实现算法的效率[6]，具体流程如图2。

5结束语

综上所述，Nginx具有其自身的独特优势，因此，在高并发WEB负载均衡系统中备受青睐。在实际的生产环境使用中，利用Nginx能够有效解决Apache前端请求分发问题。Nginx弹性扩展结构不仅可以应用于JAVAEE软件系统，也适用于PHP、Python等语言实现的大中型软件系统。

参考文献

[1] 陈沛，马卫东.一种基于Nginx的负载均衡算法实现[J].电子设计工程，2017，25（19）：19-22.

[2] 刘卓，张向利.基于Nginx的负载均衡集群设计与实现[J].桂林电子科技大学学报，2017（6）：490-493.

[4] 张炜森，陈涛，李康.Nginx高并发负载均衡原理与策略比较研究[J].工业控制计算机，2018（1）：85-86，89.

[5] 徐长君，林涛.基于Nginx的负载均衡方式优化[J].河北工业大学学报，2016，45（6）：48-52.

[6] 覃川.基于Nginx的Web服务器负载均衡策略改进与实现[D].成都：西南交通大学，2017.

作者简介

李慧颖（1980-），女，北京人;毕业院校：北京邮电大学，专业：软件工程，学历：本科，现就职单位：北京信息职业技术学院，研究方向：网络操作系统。