實戰篇：Nginx反向代理與負載均衡

之前在有道雲筆記中的記錄會逐個發佈分享，以及我的學習過程當中的理解，歡迎交流

文章內容包括如下三點：

1. 反向代理

2. 負載均衡

3. 靜態資源緩存

原理圖1：負載均衡

原理圖2：反向代理

正向代理代理的對象是客戶端，反向代理代理的對象是服務端

Linux下搭建Nginx環境

1.所需安裝包

Nginx的環境依賴

Nginx安裝包

2.編譯安裝環境依賴

2.1切換root權限

zjp@zjp-virtual-machine:~$ sudo su
[sudo] password for zjp: 
root@zjp-virtual-machine:/home/zjp#
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2.2進入安裝包所在文件夾

-> tar zxvf openssl-1.0.0e.tar.gz           解壓壓縮包
-> cd openssl-1.0.0e                             進入文件夾
->./config && make && make install      開始安裝    或->./configure && make && make install
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3.安裝Nginx

-> tar zxvf nginx-1.12.1.tar.gz           解壓壓縮包
-> cd nginx-1.12.1                             進入文件夾
->./config && make && make install      開始安裝
複製代碼

4.啓動Nginx

安裝完後

啓動命令：./nginx

重啓命令：./nginx -s reload

啓動後，打開終端：ps -aux | grep nginx，查看nginx進程

nginx主線程佔用80端口。打開瀏覽器：http://localhost:80，顯示以下，搭建成功

5.修改nginx.conf

root權限進入/usr/local/nginx/conf/ 命令：gedit nginx.conf 用文本編輯器（或者 vi）打開文件

upstream 集羣名{
	server 192.168.0.155:8080;
	server 192.168.0.155:9090;
}
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在server中添加：

server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
	    proxy_pass http://集羣名;
            #root   html;
            #index  index.html index.htm;
        }
...
｝
複製代碼

修改後保存，重啓Nginx

瀏覽器訪問 http://localhost:80/+集羣中項目名

進入tomcat_8080服務器

或者進入tomcat_9090服務器

負載均衡

隨着業務不斷拓展、用戶量不斷增多，本來一臺Nginx代理的服務器已經顯得吃力，不論在性能、響應速度等都顯得力不從心，因此須要對後臺服務器作負載均衡，緩解一臺或幾臺服務器的高併發請求壓力。

一、Upstream

負載均衡須要使用Nginx支持的HTTP Upstream模塊，該模塊經過一個簡單的算法調度來實現客戶端ip到服務端負載均衡。Upstream目前支持4種調度算法：

• A、默認的輪循：默認的調度算法，在處理客戶端的每次請求時，按照時間順序逐一分配到均衡服務器，能夠設定服務器的權重(weight)比值，比值越大訪問的概率越大，通常用在後臺服務器列表訪問性能不均勻狀況。
• B、ip_hash：記錄每次訪客的ip地址，固定分配給指定的服務器，有效的解決了不一樣服務器網頁Session的問題。
• C、fair：根據後端服務器響應的時間長短來分配，響應時間越短被分配概率越大，它屬於第三方插件，Nginx自己並不支持，如需使用必須下載Nginx的upstream_fair模塊。
• D、url_hash：按訪問的地址url的hash值結果分配， 使每一個url定向到指定的服務器，能夠提升後端服務器的緩存效率，一樣的，Nginx自己也不支持該算法，須要第三方的hash軟件。

二、Upstream支持的狀態參數

在Nginx的Upstream模塊中，除了能夠經過server指定到特定服務器和端口，還能夠設置服務器在負載均衡中的狀態。目前的狀態以下：

• A、down：表明當前的服務器server不參與負載均衡。
• B、backup：預留的備用設備，也就是當其它的服務器故障或忙時纔會分配它給客戶請求，因此它的壓力最小。
• C、max_fails：服務器server容許請求失敗的次數，默認爲1次，當失敗次數超過限定的次數，就會返回proxy_next_upstream錯誤信息。
• D、fail_timeout：當經歷了max_fails的次數後，暫停服務的時間，通常與max_fails配合使用。

注意：當服務器的調度算法爲ip_hash時，服務器在負載均衡中的狀態不能是weight和backup

例子1：

upstream backend {

　　server A max_fails=3 fail_timeout=4s weight=9;

　　server B max_fails=3 fail_timeout=4s weight=9;

　　server C max_fails=3 fail_timeout=4s weight=9;

　　server D backup;

　　Server E backup;

｝
複製代碼

例子2：

upstream backend {

ip_hash;

　　server A max_fails=3 fail_timeout=4s;

　　server B max_fails=3 fail_timeout=4s;

　　server C max_fails=3 fail_timeout=4s;

｝
複製代碼

proxy_connect_timeout：與服務器鏈接的超時時間，默認60s

fail_timeout：當該時間內服務器沒響應，則認爲服務器失效，默認10s

max_fails：容許鏈接失敗次數，默認爲1

某一臺服務器宕機後，等待時間 = proxy_connect_timeout + fail_timeout*max_fails

靜態資源緩存

1.緩存指令: proxy_cache_path

格式：proxy_cache_path + path + levels + keys_zone + inactive + max_size

• path －緩存文件存放的位置
• levels －緩存目錄結構，能夠是一、二、3位數字做爲目錄，最可能是3位數字如：1,1:2
• keys_zone －指定緩存池名字及大小，每一個定義緩存路徑必須不一樣
• inactive －設置每一個緩存區緩存文件的有效時長，超過該時長沒被訪問的緩存被刪除
• max_size －設置不活動的緩存大小，不活動的緩存超過該大小後被刪除

例：proxy_cache_path /usr/local/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=webpages:30m max_size=2g;

proxy_cache

格式：proxy_cache + cache_name

指定緩存區域的名字，一個相同的區域能夠在不一樣的地方使用。

proxy_cache_valid

格式：proxy_cache_valid + reply_code + time;

例：proxy_cache_valid 200 10m;

nginx.conf配置示例：

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
	upstream tomcatServers {
		server 192.168.0.155:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
		server 192.168.0.155:9090 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
		server 192.168.0.155:9091 backup;
	} 

    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;

    keepalive_timeout  65;
	
	proxy_cache_path /usr/local/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=webpages:30m max_size=2g;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
		add_header X-Via $server_addr;
        add_header X-Cache $upstream_cache_status;

        location / {
			proxy_pass http://tomcatServers;
			proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
			proxy_cache webpages;
            proxy_cache_valid 200 10m;
            #root   html;
            #index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

    }
複製代碼

新建緩存頁面路徑：

$ mkdir –pv /nginx/cache/webpages

$server_addr － 顯示的服務器地址

$upstream_cache_status － 緩存的狀態 可能的值爲：MISS（未命中）、Hint（命中）、Expired（請求傳遞到後臺）、Stale（後端獲得過時的應答）、Updating（正更新，使用舊的應答）等。 那麼，在這裏若是緩存的狀態爲HINT，就說明命中了緩存，也就是調用了緩存文件。

進入緩存路徑查看（使用root權限查看）：

cat 命令查看文件