nginx+tomcat多服务器及负载均衡配置

目标：

      （1）安装jdk

      （2）配置nginx+tomcat多服务器模式

      （3）配置负载均衡

      （4）配置反代服务器

一、jdk安装

       (1)jdk下载地址：http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/jdk8-downloads-2133151.html

       (2)下载完成后解压压缩包即可

       (3)设置环境变量

        修改/etc/profile文件，在最后面添加jdk的路径即可

        export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_171  #根据实际路径来设置

        export  PATH=$PATH:$JAVA_HOME/bin

        export  CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib

        添加完成后需要使环境变量生效，使用source /etc/profile,然后echo $JAVA_HOME,使用命令java -version，如果能够输出jdk的版本的话，说明环境变量已经生效了。

二、配置nginx+tomcat多服务器模式

    1、安装nginx+tomcat（网上资源比较多，就此略过）

   注意：在下载tomcat包的时候需要选择core中的包，其他的包不是完整的。tomcat包下载后解压即可。

    2、tomcat多服务模式设置

   （1）tomcat包解压后就相当于形成了一个web环境，因此需要多服务模式的话就应该有多个web环境。方式很简单，将解压后的文件copy多份即可 

     ~]# mv apache-tomcat-8.5.32tomcat1

     ~]# cp –ar tomcat1 tomcat2

 至此，我们已经有了两个tomcat环境了，要想两个都能同时运行，还得设置好两个tomcat的环境变量。

   （2）环境变量设置

就如同安装jdk时需要设置环境变量之外，tomcat也需要设置，由于tomcat有两个web环境，因此都需要设置进去，否则那个没有环境变量的是启动不了的。修改/etc/profile文件，在最后面添加如下内容：

      export  CATALINA_BASE=/usr/tomcat1

      export  CATALINA_BASE2=/usr/tomcat2

      export  PATH=$PATH:CATALINA_BASE/bin:CATALINA_BASE2/bin

现在就有两个tomcat的环境变量了，分别是CATALINA_BASE和CATALINA_BASE2这两个变量了。

修改完成之后先不要急着将tomcat启动，因为tomcat2的环境变量名称是CATALINA_BASE2，但是在tomcat2和tomcat1的配置文件中的环境变量名称都是CATALINA_BASE（tomcat2是从tomcat1复制过来的，因此目前所有文件都一致），所以，必须得将tomcat2的配置文件中的所有相关字符串全部修改过来。具体修改内容如下：

      第一步：

        ~]# vim /usr/tomcat2/bin/catalina.sh

        在文件的110行附近添加如下内容：

          # OS specific support. $var _must_be set to either true or flase.

          # self: add

          export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2

          JAVA_OPTS="-server -Xms512m -Xmx512 -Xss512K -XX:PermSize=128m -XX:MaxPermSize=256m"

          如图所示：

 

      第二步：将当前文件夹下的catalina.bat和startup.sh文件中的所有CATALINA_BASE换成CATALINA_BASE2

     首先开始编辑文件，进入命令模式，在最底行输入：%s/CATALINA_BASE/CATALINA_BASE2/g，这样就把所有的字符串全部修改了。

    至此，tomcat的环境变量就设置完毕了，快来开始下一步吧。

（3）tomcat端口修改

      我们都知道，两个独立的进程是不能使用同一个端口的，但是我们刚才直接将tomcat1复制到了tomcat2，所以端口肯定都是一样的啦，这怎么行，一山不容二虎，一个球门怎么能站两个守门员呢

     第一步：我们首先要了解的是，tomcat总共需要占用三个端口，默认情况下，它们分别是

      HTTP:8080（这就是tomcat的主要服务端口啦）

      AJP:8009（用于监听其他服务的请求）

      SHUTDOWN:8005（关闭端口）

     第二步：了解以上情况，我们需要将tomcat2的端口修改成不能与tomcat1一样，索性就将tomcat2的默认端口都加1吧，也  就是tomcat2的端口分别是

      HTTP:8081

      AJP:8010

      SHUTDOWN:8006

    第三步：修改/usr/tomcat2/conf/server.xml文件

将相应的端口都修改成以上的值就行了

      至此，tomcat的端口也已经全部修改完毕了。

（4）权限设置

      我们将tomcat解压时的属主和属组都是root，但是进程运行是通过tomcat用户来操作的，因此需要建立tomcat用户并且将权限交给tomcat。

      第一步：将tomcat的启动和关闭脚本都设置为所有者可执行

      ~]# cd /usr/tomcat1/bin

      ~]# chmod u+x ‘*.sh’

      ~]# useradd tomcat

      ~]# chown –R tomcat:tomcat/usr/tomcat1

      第二步：tomcat2与tomcat1是一样的操作

      权限修改完毕，终于到了启动阶段了。

 （5）tomcat启动

      刚才已经知道了，tomcat的启动脚本在/usr/tomcat1/bin/目录下了，名称为startup.sh，关闭脚本为shutdown.sh。此时我们运行startup.sh脚本即可。

      运行完毕我们通过以下命令即可查看是否启动完成：

      ~]# ss –tnl

      如果看到了tomcat的三个端口了，那就说明tomcat1启动成功了，tomcat2是一样的操作，到最后我们应该看到6个端口才对。

3、nginx启动

      相对于tomcat来说，nginx启动实在是太简单了。

直接运行nginx的启动文件即可，/usr/local/nginx/sbin/nginx

然后运行ss –tnl查看到80端口起来了就说明启动成功。

至此，我们已经将nginx和tomcat完全启动完毕了，剩下的就是修改nginx的配置文件来进行负载均衡和反代服务器的设置了。

 

三、负载均衡和反代服务器配置

      1、nginx和tomcat相关文件目录

nginx配置文件:/usr/local/nginx/conf/nginx.conf内容如下：

      nginx的web页面目录：/usr/local/nginx/html

      tomcat的web页面目录：/usr/tomcat/webapps/ROOT/

      2、nginx有很多模块，这次主要研究研究的是http模块，包括其中的upstream模块和server等模块。

      server模块：

            server{

                  listen80;

                  server_namelocalhost;

                  #charsetkoi8-r;

                  #access_loglogs/host.access.log main

 

                  location/ {

                  root html;

                  index index.html index.htm;

            }          

    }

      这个server其实设置的就是一个代理服务器，可以同时配置多个。

      listen：表示代理服务器监听的端口，配置多个的时候端口值需要修改成不一样的。

      server_name:表示监听后需要转到哪个服务器

      location：表示匹配的路径都会转到其后面包括的内容里面

      root：一旦匹配到这个请求的路径时，将会在这个文件夹下寻找内容，如“root html”表示的就是在/usr/loca/nginx/html/这个目录下寻找

      index：当没有指定主页的时候，则会默认选择这几个文件（这几个文件就在root里面）

nginx转发到tomcat

            刚才说过location就是基于匹配的内容来进行转接的。因此，若需转到tomcat，则只需要讲location中的内容修改为

            location/ {

                  proxy_pass/http://localhost:8080；

}

      我们知道，tomcat监听的就是8080和8081这两个端口，刚刚又将nginx的80端口转到了8080端口。因此我们相当于访问了http://IP:8080了，此处我们用的是虚拟机配置的服务，因此在自己电脑浏览器上应该输入的是http://IP:8080,否则就会报错。

      至此，我们就可以将nginx的欢迎页变成tomcat1的欢迎页了，也就是说完成了nginx反代服务器的配置了，真的是很简单。

负载均衡配置

通俗来说，nginx后端的web服务器是不可能只有一台的，一般都是一个集群，包括多台服务器。所以一旦客户端发送了请求来的话，如果我们不能合适地控制请求的流向的话，那就很有可能大部分的请求都发送到某一个后端服务器上了，这样是极其不利于集群的性能的，并且很有可能导致此服务器宕机。因此我们要合理地使客户端的请求分发到后端服务器上。

这就要使用到nginx的upstream模块了。

      第一步：我们首先得定义这个集群，通过upstream模块可以很好的定义集群。

      upstreamtomcat {

            serverlocalhost:8080；

            serverlocalhost:8081；

}

      这样，我们就定义好了一个集群了。其中tomcat我们姑且认为是这个集群集群得的组名吧，也就是说我们可以用http://tomcat来表示这里面的所有服务器。

      第二步：设置好了集群之后，我们想要将客户端的请求发送到此集群的话只需要这样：

      server{

            listen80;

            server_namelocalhost;

            location/ { 

            proxy_pass http://tomcat/;

}

}

      这样，我们就将nginx收到的请求全部发送到了后端的tomcat集群了，也就是说，用户在访问http://localhost:80的时候，其实是在访问http://tomcat/。

      但是，我们的目的是将请求合适地发送给后端集群的啊，就只是这样将请求转发到后端服务器完全不是我们的目标啊。因此，我们需要使用负载均衡算法来完成请求的合理分配。

负载均衡算法

      首先，我们需要了解负载均衡算法有哪些呢？主要有如下几种：

      轮询算法（Round Robin）：这个就相当于一个环形队列，每次从头开始分发请求，轮询一圈完毕之后又从头开始分发请求，无穷无尽。

      加权轮询算法（WRR）：加权可以给某台服务器添加权重，权重大的服务器有更高的几率获得请求（根据我实验发现并不是概率，而是根据权重的值来分配的，比如两台服务器的权重为4和2，那么前四个请求就是第一个服务器的，后面两个请求才是第二个服务器的，而并不是按照概率来算的）

      ip_hash算法：就是根据客户端的ip地址来进行hash运算，通过计算得到的值，然后根据hash的表来根据值来进行请求分发。

      最少连接算法（least connections）：顾名思义，通过比较后端的服务器的连接数来分发请求，连接数最少的才可以得到请求。

      随机算法（Random）：如果后台有两台服务器的话，那么每次每台服务器获得请求的概率都是1/2；同理，三台服务器就是1/3…

      fair算法：根据后台服务器的响应时间来分发请求

      url_hash算法：根据请求报文的url来进行hash运算，然后根据hash表来进行分发请求

      负载均衡的配置：

             负载均衡算法是配置在upstream模块里面的。各种算法的配置示例如下：

      （1）轮询算法

            upstreamtomcat { 

                  serverlocalhost:8080;

                  serverlocalhost:8081;

}

    （2）加权轮询算法

      upstream tomcat {

            server localhost:8080 weight=1;

            server localhost:8081 weight=2;

}    

      这里的权重都是1的话相当于是轮询算法。其他数值不行，因为这个是按数量来分发请求的。

    （3）ip_hash算法

      upstream tomcat {

            ip_hash;

            server localhost:8080;

            server localhost:8081;

}

   （4）最少连接算法

     

   （5）fair算法

            upstream {

            serverlocalhost:8080;

            server localhost:8081;

            fair;

 }

  （6）url_hash算法

            upstream {

            server localhost:8080;

            server localhost:8081;

            hash $request_uri;

            hash_method crc32;

}

至此，负载均衡算法的配置也基本完成了，若想调用该算法，只需要设置好相应的集群和算法，然后在server模块中将nginx请求转发到响应的集群中即可。目前技术知识能力有限，只能记录于此，后期再跟进其他内容。