Nginx 四层代理 stream 模块实战：TCP/UDP 转发与负载均衡优化

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很多运维只会用 Nginx 做 HTTP 反向代理，但在生产环境里，Nginx 的 stream 模块更适合处理：

· MySQL

· Redis

· MQTT

· TCP 游戏服务

· UDP 服务

甚至可以替代部分 LVS 场景。

确认 Nginx 是否支持 stream：

nginx -V 2>&1 | grep stream

如果存在：

--with-stream

说明已经启用。

最基础 TCP 转发：

stream {

    upstream mysql_backend {

        server 10.0.0.11:3306;

        server 10.0.0.12:3306;

    }

    server {

        listen 3306;

        proxy_pass mysql_backend;

    }

}

客户端直接连接：

mysql -h nginx-ip -P 3306 -uroot -p

即可通过 Nginx 转发到后端 MySQL。

默认情况下：

stream 使用轮询负载均衡

但数据库场景通常不适合轮询。

更合理的是：

upstream mysql_backend {

    hash $remote_addr consistent;

    server 10.0.0.11:3306;

    server 10.0.0.12:3306;

}

实现：

客户端 IP 固定落到同一后端

避免会话漂移。

Redis 场景更适合：

least_conn;

配置：

upstream redis_backend {

    least_conn;

    server 10.0.0.21:6379;

    server 10.0.0.22:6379;

}

减少热点节点压力。

stream 最大价值之一：

四层代理性能远高于七层 HTTP

因为：

· 不解析 HTTP

· 不处理 Header

· 无复杂规则匹配

CPU 消耗极低。

生产环境必须开启连接复用：

proxy_timeout 10m;

proxy_connect_timeout 5s;

否则高并发下容易：

TIME_WAIT 爆炸

查看连接状态：

ss -ant | grep 3306

重点关注：

ESTAB

TIME_WAIT

CLOSE_WAIT

大量：

TIME_WAIT

通常意味着：

· 短连接过多

· upstream 未复用

· 客户端连接池配置错误

stream 支持健康检查，但开源版功能有限。

企业里常见方案：

keepalived + nginx stream

实现高可用。

例如：

server {

    listen 6379;

    proxy_pass redis_backend;

    proxy_timeout 3s;

    proxy_connect_timeout 1s;

}

当 Redis 节点异常：

连接快速失败

避免客户端长时间阻塞。

UDP 转发也支持：

stream {

    upstream dns_backend {

        server 10.0.0.53:53;

    }

    server {

        listen 53 udp;

        proxy_pass dns_backend;

    }

}

适用于：

· DNS

· 游戏 UDP 服务

· 语音服务

stream 日志默认不开启。

生产建议：

log_format stream_log '$remote_addr [$time_local] '

                      '$protocol $status $bytes_sent $bytes_received '

                      '$session_time';

access_log /var/log/nginx/stream.log stream_log;

否则出了问题很难排查。

连接数优化：

worker_processes auto;

events {

    worker_connections 65535;

}

同时调整系统参数：

sysctl -w net.core.somaxconn=65535

sysctl -w net.ipv4.ip_local_port_range="1024 65535"

高并发 TCP 代理场景里：

内核参数比 Nginx 配置更重要

很多人误以为：

Nginx 只能做 Web 服务

实际上：

· 四层代理

· TCP 负载均衡

· UDP 转发

· 数据库入口统一

· Redis 代理

都是 stream 的核心使用场景。

线上经验：

Nginx stream 更适合作为“轻量级四层网关”

尤其在中小规模集群中：

· 配置简单

· 性能稳定

· 运维成本低

比 HAProxy 更容易维护。

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