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代理与负载均衡

问题​

什么是正向代理和反向代理？它们的区别和应用场景是什么？

答案​

代理（Proxy）是客户端和服务端之间的中间层，代表一方与另一方通信。

正向代理 vs 反向代理​

特性正向代理反向代理
代理对象客户端服务端
服务端感知只看到代理 IP只看到代理 IP
客户端感知知道代理存在不知道代理存在
典型场景VPN、翻墙、内网访问外网CDN、负载均衡、反向代理

正向代理​

工作原理​

应用场景​

// 1. 访问受限网站（VPN）
// 客户端配置代理
const proxyConfig = {
  host: 'proxy.example.com',
  port: 8080
};

// 2. 内网访问外网
// 公司内网通过代理服务器访问互联网

// 3. 缓存加速
// 代理缓存常用资源

// 4. 隐藏真实 IP
// 访问目标服务器时使用代理 IP

前端开发中的正向代理​

// webpack-dev-server 代理配置
module.exports = {
  devServer: {
    proxy: {
      '/api': {
        target: 'http://localhost:3000',
        changeOrigin: true,
        pathRewrite: {
          '^/api': ''
        }
      }
    }
  }
};

// Vite 代理配置
export default {
  server: {
    proxy: {
      '/api': {
        target: 'http://localhost:3000',
        changeOrigin: true,
        rewrite: (path) => path.replace(/^\/api/, '')
      }
    }
  }
};

反向代理​

工作原理​

应用场景​

// 1. 负载均衡
// 将请求分发到多个后端服务器

// 2. SSL 终止
// 在代理层处理 HTTPS，后端使用 HTTP

// 3. 缓存静态资源
// 缓存 HTML、CSS、JS、图片

// 4. 安全防护
// 隐藏真实服务器，防止攻击

// 5. 统一入口
// 不同路径路由到不同服务

Nginx 配置示例​

基础反向代理​

# /etc/nginx/nginx.conf
server {
    listen 80;
    server_name www.example.com;

    # 反向代理到后端服务
    location /api {
        proxy_pass http://localhost:3000;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    }

    # 静态资源
    location / {
        root /var/www/html;
        index index.html;
        try_files $uri $uri/ /index.html;
    }
}

负载均衡​

# 定义上游服务器组
upstream backend {
    # 轮询（默认）
    server 192.168.1.1:3000;
    server 192.168.1.2:3000;
    server 192.168.1.3:3000;
}

# 权重负载均衡
upstream backend_weighted {
    server 192.168.1.1:3000 weight=5;
    server 192.168.1.2:3000 weight=3;
    server 192.168.1.3:3000 weight=2;
}

# IP Hash（会话保持）
upstream backend_iphash {
    ip_hash;
    server 192.168.1.1:3000;
    server 192.168.1.2:3000;
}

# 最少连接
upstream backend_least {
    least_conn;
    server 192.168.1.1:3000;
    server 192.168.1.2:3000;
}

server {
    listen 80;
    
    location /api {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

HTTPS 配置​

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name www.example.com;
    
    # SSL 证书
    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/cert.pem;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/key.pem;
    
    # SSL 优化
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

# HTTP 重定向到 HTTPS
server {
    listen 80;
    server_name www.example.com;
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}

负载均衡算法​

算法说明适用场景
轮询依次分发服务器性能相同
加权轮询按权重分发服务器性能不同
IP Hash同一 IP 访问同一服务器需要会话保持
最少连接优先分配给连接少的请求耗时差异大
随机随机分配分布式场景
一致性哈希按 key 哈希分配缓存场景

前端相关配置​

跨域代理​

server {
    listen 80;
    
    # 前端静态资源
    location / {
        root /var/www/frontend;
        try_files $uri $uri/ /index.html;
    }
    
    # API 代理
    location /api {
        proxy_pass http://api.backend.com;
        
        # 允许跨域
        add_header Access-Control-Allow-Origin *;
        add_header Access-Control-Allow-Methods 'GET, POST, PUT, DELETE, OPTIONS';
        add_header Access-Control-Allow-Headers 'Content-Type, Authorization';
        
        if ($request_method = 'OPTIONS') {
            return 204;
        }
    }
}

SPA 路由支持​

server {
    listen 80;
    root /var/www/dist;
    
    location / {
        # 关键：所有路由都返回 index.html
        try_files $uri $uri/ /index.html;
    }
    
    # 静态资源缓存
    location ~* \.(js|css|png|jpg|jpeg|gif|ico|svg)$ {
        expires 1y;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
    }
}

Gzip 压缩​

http {
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_min_length 1000;
    gzip_comp_level 6;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml;
    
    # 预压缩文件
    gzip_static on;
}

Node.js 代理实现​

import http from 'http';
import httpProxy from 'http-proxy';

// 创建代理服务器
const proxy = httpProxy.createProxyServer({});

const server = http.createServer((req, res) => {
  // 路由分发
  if (req.url?.startsWith('/api')) {
    proxy.web(req, res, {
      target: 'http://localhost:3000'
    });
  } else if (req.url?.startsWith('/static')) {
    proxy.web(req, res, {
      target: 'http://localhost:4000'
    });
  }
});

// 负载均衡示例
const servers = [
  { target: 'http://localhost:3001' },
  { target: 'http://localhost:3002' },
  { target: 'http://localhost:3003' }
];

let current = 0;

const loadBalance = http.createServer((req, res) => {
  // 轮询
  const target = servers[current];
  current = (current + 1) % servers.length;
  
  proxy.web(req, res, target);
});

常见面试问题​

Q1: 正向代理和反向代理的区别？​

答案：

对比点正向代理反向代理
代理对象代理客户端代理服务端
客户端配置需要配置透明无感
服务端感知看到代理 IP可获取真实 IP
典型例子VPN、翻墙Nginx、CDN
用途突破限制、隐藏 IP负载均衡、安全

Q2: Nginx 负载均衡策略有哪些？​

答案：

# 1. 轮询（默认）
upstream backend {
    server 192.168.1.1;
    server 192.168.1.2;
}

# 2. 加权轮询
upstream backend {
    server 192.168.1.1 weight=3;
    server 192.168.1.2 weight=1;
}

# 3. IP Hash
upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.1;
    server 192.168.1.2;
}

# 4. 最少连接
upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.1;
    server 192.168.1.2;
}

Q3: 前端开发中如何解决跨域？​

答案：

// 开发环境：devServer 代理
// vite.config.ts
export default {
  server: {
    proxy: {
      '/api': {
        target: 'http://api.example.com',
        changeOrigin: true
      }
    }
  }
};

// 生产环境：Nginx 反向代理
// 将前端和 API 部署在同域下
// 或配置 CORS 响应头

Q4: 什么是会话保持？为什么需要？​

答案：

会话保持确保同一用户的请求被分发到同一服务器。

需要的场景：

  • Session 存储在服务器内存
  • 有状态的 WebSocket 连接
  • 文件上传分片

解决方案：

# IP Hash
upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.1;
    server 192.168.1.2;
}

# Cookie 方式
upstream backend {
    hash $cookie_jsessionid consistent;
    server 192.168.1.1;
    server 192.168.1.2;
}

Q5: 反向代理的作用？​

答案：

  1. 负载均衡：分发请求到多台服务器
  2. SSL 终止：在代理层处理 HTTPS
  3. 缓存加速：缓存静态资源
  4. 安全防护：隐藏真实服务器
  5. 统一入口：路由到不同微服务
  6. 压缩优化：Gzip 压缩响应

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