在本實驗中，我們將在 Windows 系統 上使用 Python 編寫一個 TCP 服務器，并啟動兩個服務實例。然后使用 Nginx 或 HAProxy 作為負載均衡器，將來自多個客戶端的請求分發到這兩個服務實例上，驗證負載均衡效果。

🧩 環境準備

• 操作系統：Windows 10 / Windows 11
• Python 3.x（建議使用 Python 3.10+）
• Nginx for Windows 或 HAProxy for Windows
• 10 個客戶端（使用 Python 編寫）

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一、Python TCP 服務器代碼

📁 server.py

import socketdef start_server(port):server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)server_socket.bind(('0.0.0.0', port))server_socket.listen(5)print(f"Server started on port {port}")while True:client_socket, addr = server_socket.accept()print(f"Connection from {addr}")data = client_socket.recv(1024)print(f"Received: {data.decode()}")response = f"Response from server on port {port}\n"client_socket.sendall(response.encode())client_socket.close()if __name__ == "__main__":import sysif len(sys.argv) != 2:print("Usage: python server.py <port>")sys.exit(1)port = int(sys.argv[1])start_server(port)

🔧 啟動兩個服務實例

打開兩個命令行窗口，分別運行：

# 第一個服務實例
python server.py 8000# 第二個服務實例
python server.py 8001

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二、使用 Nginx 做 TCP 負載均衡（Windows 版本）

Nginx Windows 版本默認 不包含 stream 模塊，所以需要使用 第三方模塊 或使用 WSL（推薦使用 WSL）。不過我們這里使用 Nginx for Windows 的 stream 模塊支持版本。

1. 下載并安裝 Nginx for Windows（含 stream 模塊）

推薦使用 Nginx + stream module for Windows 或使用 XAMPP 中的 Nginx。

下載后解壓到目錄，例如：C:\nginx

2. 配置 Nginx TCP 負載均衡

編輯 C:\nginx\conf\nginx.conf，在文件末尾添加：

stream {upstream tcp_backend {least_conn;server 127.0.0.1:8000;server 127.0.0.1:8001;}server {listen 9000;proxy_pass tcp_backend;}
}

3. 啟動 Nginx

在命令行中進入 Nginx 目錄并啟動：

cd C:\nginx
start nginx

檢查是否啟動成功：

nginx -t

如果配置正確，不會報錯。

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三、使用 HAProxy 做 TCP 負載均衡（Windows 版本）

1. 下載并安裝 HAProxy for Windows

前往 HAProxy 官方下載頁面 或使用 HAProxy for Windows。

解壓后放到 C:\haproxy。

2. 配置 HAProxy

創建配置文件 C:\haproxy\haproxy.cfg：

globallog 127.0.0.1 local0log 127.0.0.1 local1 noticechroot C:/haproxystats socket ipv4@127.0.0.1:9999 level adminstats timeout 30suser haproxygroup haproxydaemondefaultslog     globalmode    tcpoption  tcplogtimeout connect 5000mstimeout client  60000mstimeout server  60000msfrontend tcp_frontbind *:9000default_backend tcp_backbackend tcp_backbalance leastconnserver server1 127.0.0.1:8000 checkserver server2 127.0.0.1:8001 check

3. 啟動 HAProxy

打開命令行，進入 HAProxy 目錄并運行：

cd C:\haproxy
haproxy.exe -f haproxy.cfg

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四、編寫客戶端測試負載均衡效果（Windows）

📁 client.py

import socket
import sys
import threadingdef send_request(client_id):client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)client_socket.connect(('127.0.0.1', 9000))message = f"Hello from client {client_id}"client_socket.sendall(message.encode())response = client_socket.recv(1024).decode()print(f"Client {client_id} received: {response}")client_socket.close()if __name__ == "__main__":threads = []for i in range(1, 11):  # 啟動10個客戶端t = threading.Thread(target=send_request, args=(i,))threads.append(t)t.start()for t in threads:t.join()

🚀 運行客戶端測試

python client.py

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五、查看服務器日志確認負載均衡效果

運行兩個服務端（8000 和 8001），觀察它們的輸出日志，確認請求是否被交替分配。

示例輸出（server.py）：

Connection from ('127.0.0.1', 54321)
Received: Hello from client 1
Connection from ('127.0.0.1', 54322)
Received: Hello from client 2

如果兩個服務端交替收到請求，說明負載均衡生效。

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六、常見問題與注意事項（Windows）

問題	解決方法
bind: permission denied	使用管理員權限運行 CMD
socket.error: [WinError 10048]	確保端口未被占用
Nginx 啟動失敗	檢查 nginx.conf 是否語法正確，關閉占用 80/9000 端口的程序
HAProxy 啟動失敗	檢查配置文件路徑、端口是否被占用
Windows 防火墻攔截	添加 Nginx/HAProxy 為允許通過防火墻的程序

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七、總結

工具	協議支持	負載均衡算法	Windows 支持	優點
Nginx	TCP（需 stream 模塊）	least_conn, round-robin	有限（推薦使用 WSL）	易于配置，適合 HTTP/TCP 混合場景
HAProxy	TCP	least_conn, round-robin, uri 等	支持（需下載 Windows 版本）	專業 TCP 負載均衡器，功能豐富

有興趣的還可以繼續實現 HTTPS、限流、健康檢查等功能！