Nginx快速入门(二)反向代理与负载均衡

接下来我们将介绍Ngix 反向代理 、负载均衡 、HTTP服务器(包含动静分离) 、正向代理 等几个方面,由于本人接触使用也没有多久,所以还会有很多不全以及错误的地方,还望大家指正 共同进步。

1.反向代理

反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端,此时代理服务器对外就表现为一个反向代理服务器。简单来说就是真实的服务器不能直接被外部网络访问,所以需要一台代理服务器,而代理服务器能被外部网络访问的同时又跟真实服务器在同一个网络环境,当然也可能是同一台服务器,端口不同而已。

我们很多人应该都用过淘宝,要知道每天同时连接到淘宝网站的访问人数已经爆表,单个服务器远远不能满足人民日益增长的购买欲望了,此时就出现了一个大家耳熟能详的名词:分布式部署;也就是通过部署多台服务器来解决访问人数限制的问题
在这里插入图片描述

上图表示的是全国各地的用户在淘宝客户端发出请求,经过了Nginx 反向代理服务器,nginx服务器接收到之后,按照一定的规则分发给了后端的业务处理服务器进行处理。

此时~请求的来源也就是客户端是明确的,但是请求具体由哪台服务器处理的并不明确了。Nginx扮演的就是一个反向代理角色。

总结下:反向代理,主要用于服务器集群分布式部署的情况下,反向代理隐藏了服务器的信息

server {  
  listen       80;                                                         
  server_name  localhost;                                               
  client_max_body_size 1024M;

  location / {
    proxy_pass http://localhost:8080;
    proxy_set_header Host $host:$server_port;
  }
}

保存配置文件后启动Nginx,这样当我们访问localhost的时候,就相当于访问localhost:8080了

2.负载均衡

负载均衡也是Nginx常用的一个功能,负载均衡其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行,例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等,从而共同完成工作任务。简单而言就是当有2台或以上服务器时,根据规则随机的将请求分发到指定的服务器上处理,负载均衡配置一般都需要同时配置反向代理,通过反向代理跳转到负载均衡。而Nginx目前支持自带3种负载均衡策略,还有2种常用的第三方策略。

RR(默认)

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器down掉,能自动剔除。 简单配置

upstream test {
  server localhost:8080;
  server localhost:8081;
}
server {
  listen       81;                                                         
  server_name  localhost;                                               
  client_max_body_size 1024M;

  location / {
    proxy_pass http://test;
    proxy_set_header Host $host:$server_port;
  }
}

这里我配置了2台服务器,当然实际上是一台,只是端口不一样而已,而8081的服务器是不存在的,也就是说访问不到,但是我们访问 http://localhost 的时候,也不会有问题,会默认跳转到 http://localhost:8080 具体是因为Nginx会自动判断服务器的状态,如果服务器处于不能访问(服务器挂了),就不会跳转到这台服务器,所以也避免了一台服务器挂了影响使用的情况,由于Nginx默认是RR策略,所以我们不需要其他更多的设置。

权重

指定轮询几率,weight和访问比率成正比,用于后端服务器性能不均的情况。 例如

  upstream test {
    server localhost:8080 weight=9;
    server localhost:8081 weight=1;
  }

那么10次一般只会有1次会访问到8081,而有9次会访问到8080

ip_hash

上面的2种方式都有一个问题,那就是下一个请求来的时候请求可能分发到另外一个服务器,当我们的程序不是无状态的时候(采用了session保存数据),这时候就有一个很大的很问题了,比如把登录信息保存到了session中,那么跳转到另外一台服务器的时候就需要重新登录了,所以很多时候我们需要一个客户只访问一个服务器,那么就需要用iphash了,iphash的每个请求按访问ip的hash结果分配,这样每个访客固定访问一个后端服务器,可以解决session的问题。

upstream test {
  ip_hash;
  server localhost:8080;
  server localhost:8081;
}
fair(第三方)

按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。

upstream backend { 
  fair; 
  server localhost:8080;
  server localhost:8081;
}

url_hash(第三方)

按访问url的hash结果来分配请求,使每个url定向到同一个后端服务器,后端服务器为缓存时比较有效。 在upstream中加入hash语句,server语句中不能写入weight等其他的参数,hash_method是使用的hash算法

upstream backend { 
  hash $request_uri; 
  hash_method crc32; 
  server localhost:8080;
  server localhost:8081;
}

2.1 搭建负载均衡
nginx负载均衡原理图

在这里插入图片描述
在nginx的nginx.conf里面监听80端口,并配置后端tomcat的地址,前端访问的时候即可转发到后端的tomcat

搭建步骤

2.1.1 首先我们将我们的服务器复制两份

cp -r apache-tomcat-7.0.47 tomcat8081  #复制
cp -r apache-tomcat-7.0.47 tomcat8082   #复制

2.1.2 分别修改tomcat8081,tomcat8082端口(需要修改三处)

vi tomcat8081/conf/server.xml
<Server port="8005" shutdown="SHUTDOWN">
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
  <!-- Security listener. Documentation at /docs/config/listeners.html
  <Listener className="org.apache.catalina.security.SecurityListener" />
<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
 <Connector port="8009" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />
vi tomcat8082/conf/server.xml
<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN">
  <Listener className="org.apache.catalina.startup.VersionLoggerListener" />
  <!-- Security listener. Documentation at /docs/config/listeners.html
  <Listener className="org.apache.catalina.security.SecurityListener" />
<Connector port="8082" protocol="HTTP/1.1"
               connectionTimeout="20000"
               redirectPort="8443" />
 <Connector port="8010" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" />

2.1.3 防火墙开放端口

vi /etc/sysconfig/iptables 

-A INPUT -m state –-state NEW -m tcp -p tcp –-dport 8081 -j ACCEPT #(允许8001端口通过防火墙)
-A INPUT -m state –-state NEW -m tcp -p tcp –-dport 8082 -j ACCEPT #(允许8002端口通过防火墙)
-A INPUT -m state –-state NEW -m tcp -p tcp –-dport 80 -j ACCEPT #(允许8003端口通过防火墙)

service iptables restart  #重启生效

2.1.4 在两个tomcat的root目录下分别放内容不一样的index.html,然后启动两个tomcat

<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <meta charset="utf-8">
    <meta http-equiv="X-UA-Compatible" content="IE=edge,chrome=1">
    <meta name="renderer" content="webkit">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no">
    <title>test</title>
  </head>
  <body>
 
    欢迎来到8082端口tomcat
  </body>
</html>
 cd /usr/local/tomcat8003/bin/
 ./startup.sh

可以看到 已经可以访问了
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2.1.5 修改nginx的配置文件nginx.conf 并启动

user root root; #使用什么用户启动NGINX 在运行时使用哪个用户哪个组
worker_processes 4; #启动进程数,一般是18个,根据你的电脑CPU数,一般8个
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000; #CPU逻辑数——把每个进程分别绑在CPU上面,为每个进程分配一个CPU
#pid /usr/local/nginx/logs/nginx.pid
worker_rlimit_nofile 102400; #一个进程打开的最大文件数目,与NGINX并发连接有关系
 
#工作模式及连接数上限
events
{
  use epoll; #多路复用IO 基于LINUX2.6以上内核,可以大大提高NGINX的性能 uname -a查看内核版本号
  worker_connections 102400; #单个worker process最大连接数,其中NGINX最大连接数=连接数*进程数,一般1GB内存的机器上可以打开的最大数大约是10万左右
  multi_accept on;   #尽可能多的接受请求,默认是关闭状态
}
 
#处理http请求的一个应用配置段
http
{
  #引用mime.types,这个类型定义了很多,当web服务器收到静态的资源文件请求时,依据请求文件的后缀名在服务器的MIME配置文件中找到对应的MIME #Type,根据MIMETYPE设置并response响应类型(Content-type)
  include       mime.types; 
  default_type  application/octet-stream; #定义的数据流,有的时候默认类型可以指定为text,这跟我们的网页发布还是资源下载是有关系的
  fastcgi_intercept_errors on; #表示接收fastcgi输出的http 1.0 response code
  charset utf-8;
  server_names_hash_bucket_size 128; #保存服务器名字的hash表
  #用来缓存请求头信息的,容量4K,如果header头信息请求超过了,nginx会直接返回400错误,先根据client_header_buffer_size配置的值分配一个buffer,如果##分配的buffer无法容纳request_line/request_header,那么就会##再次根据large_client_header_buffers配置的参数分配large_buffer,如果large_buffer还是无#法容纳,那么就会返回414(处理request_line)/400(处理request_header)错误。
  client_header_buffer_size 4k; 
  large_client_header_buffers 4 32k;
  client_max_body_size 300m; #允许客户端请求的最大单文件字节数 上传文件时根据需求设置这个参数
  #指定NGINX是否调用这个函数来输出文件,对于普通的文件我们必须设置为ON,如果NGINX专门做为一个下载端的话可以关掉,好处是降低磁盘与网络的IO处理数及#系统的UPTIME
  sendfile on; 
  #autoindex on;开启目录列表访问,适合下载服务器
  tcp_nopush on; #防止网络阻塞
  #非常重要,根据实际情况设置值,超时时间,客户端到服务端的连接持续有效时间,60秒内可避免重新建立连接,时间也不能设太长,太长的话,若请求数10000##,都占用连接会把服务托死
  keepalive_timeout 60;
  tcp_nodelay on; #提高数据的实时响应性
  client_body_buffer_size 512k; #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数(请求多)
 
  proxy_connect_timeout   5; #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
  proxy_read_timeout      60; #连接成功后,后端服务器响应时间(代理接收超时)
  proxy_send_timeout      5; #后端服务器数据回传时间(代理发送超时)
  proxy_buffer_size       16k; #设置代理服务器(nginx)保存用户头信息的缓冲区大小
  proxy_buffers           4 64k; #proxy_buffers缓冲区,网页平均在32k以下的话,这样设置
  proxy_busy_buffers_size 128k; #高负荷下缓冲大小
  proxy_temp_file_write_size 128k; #设定缓存文件夹大小,大于这个值,将从upstream服务器传
 
  gzip on; #NGINX可以压缩静态资源,比如我的静态资源有10M,压缩后只有2M,那么浏览器下载的就少了
  gzip_min_length  1k;
  gzip_buffers     4 16k;
  gzip_http_version 1.1;
  gzip_comp_level 2; #压缩级别大小,最小1,最大9.值越小,压缩后比例越小,CPU处理更快,1,10M压缩完后8M,但设为9,压缩完可能只有2M了。一般设置为2
  gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml; #压缩类型:text,js css xml 都会被压缩
  gzip_vary on; #作用是在http响应中增加一行目的是改变反向代理服务器的缓存策略
 
#日志格式 
log_format  main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ' #ip 远程用户 当地时间  请求URL
                 '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' #状态  发送的大小  响应的头
         '"$http_user_agent" $request_time'; #客户端使用的浏览器  页面响应的时间
 
#动态转发         
upstream web1 {
    #每个请求按访问ip的hash结果分配,这样每个访客固定访问一个后端服务器,可以解决session的问题。配置了ip_hash就没有负载均衡的效果了,每次访问的都是同一个tomcat
    #ip_hash; 
    #转发的后端的tomcat服务器,weight表示转发的权重,越大转发的次数越多,机器性能不一样配置的weight值不一样     
     server   127.0.0.1:8082 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
     server   127.0.0.1:8081 weight=8 max_fails=2 fail_timeout=30s;
}

 
server {
    listen       80; #监听80端口
    server_name  192.168.52.128; #域名
    index  index.jsp index.html index.htm;
    root   /usr/local/nginx/html; #定义服务器的默认网站根目录位置
 
    #监听完成以后通过斜杆(/)拦截请求转发到后端的tomcat服务器
    location / 
        {
            #如果后端的服务器返回502504、执行超时等错误,自动将请求转发到upstream负载均衡池中的另一台服务器,实现故障转移。
            proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
            proxy_set_header Host  $host; #获取客户端的主机名存到变量Host里面,从而让tomcat取到客户端机器的信息
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; #获取客户端的主机名存到变量X-Real-IP里面,从而让tomcat取到客户端机器的信息
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_pass http://web1; #跳转到对应的应用web1
        }
 
    }
 
 
}

启动nginx

/usr/local/nginx/sbin/nginx

我们多刷新几次 发现实现了负载均衡,根据权重访问不同的服务器
在这里插入图片描述

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