除了负载均衡,Nginx 还能干啥?

 π大新   2020-04-08 11:46   318 人阅读  0 条评论
nginx1.png

1. Nginx简介

1.1 Nginx 概述

  • NGINX是一个免费、开源、高性能、轻量级的HTTP和反向代理服务器,也是一个电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器,其特点是占有内存少,并发能力强。 Nginx 因为它的稳定性、丰富的模块库、灵活的配置和较低的资源消耗而闻名 。目前应该是几乎所有项目建设必备。

  • Nginx由内核和一系列模块组成,内核提供web服务的基本功能,如启用网络协议,创建运行环境,接收和分配客户端请求,处理模块之间的交互。Nginx的各种功能和操作都由模块来实现。Nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块。

    核心模块: HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块

    基础模块: HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块

    第三方模块: HTTP Upstream Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块及用户自己开发的模块

    这样的设计使Nginx方便开发和扩展,也正因此才使得Nginx功能如此强大。Nginx的模块默认编译进nginx中,如果需要增加或删除模块,需要重新编译Nginx,这一点不如Apache的动态加载模块方便。如果有需要动态加载模块,可以使用由淘宝网发起的web服务器Tengine,在nginx的基础上增加了很多高级特性,完全兼容Nginx,已被国内很多网站采用。

  • Nginx有很多扩展版本

    • 开源版  nginx.org
    • 商业版 NGINX Plus
    • 淘宝网发起的Web服务器 Tengine
    • 基于Nginx和Lua的Web平台 OpenResty

1.2 Nginx 作为 web 服务器

Web服务器也称为WWW(WORLD WIDE WEB)服务器,主要功能是提供网上信息浏览服务,常常以B/S(Browser/Server)方式提供服务。

  • 应用层使用HTTP协议。
  • HTML文档格式。
  • 浏览器统一资源定位器(URL)。

Nginx 可以作为静态页面的 web 服务器,同时还支持 CGI 协议的动态语言,比如 perl、php 等,但是不支持 java。Java 程序一般都通过与 Tomcat 配合完成。

作为一名Java猿帅,肯定要理解下Nginx和Tomcat的区别了:

Nginx、Apache和Tomcat

  • Nginx—— 由俄罗斯程序员Igor Sysoev所开发的轻量级、高并发HTTP服务器;

  • Apache HTTP Server Project,一个Apache基金会下的HTTP服务项目,和Nginx功能类似;

  • Apache Tomcat ,则是Apache基金会下的另外一个项目,是一个Application Server,更准确的说是一个

    servlet应用容器,与Apache HTTP Server和Nginx相比,Tomcat能够动态的生成资源并返回到客户端;

Apache HTTP Server和Nginx本身不支持生成动态页面,但它们可以通过其他模块来支持(例如通过Shell、PHP、Python脚本程序来动态生成内容);

一个 HTTP Server 关心的是 HTTP 协议层面的传输和访问控制,所以在 Apache/Nginx 上你可以看到代理、负载均衡等功能。客户端通过 HTTP Server 访问服务器上存储的资源(HTML 文件、图片文件等等)。通过 CGI 技术,也可以将处理过的内容通过 HTTP Server 分发,但是一个 HTTP Server 始终只是把服务器上的文件如实的通过 HTTP 协议传输给客户端。

而应用服务器,则是一个应用执行的容器。它首先需要支持开发语言的运行(对于 Tomcat 来说,就是 Java),保证应用能够在应用服务器上正常运行。其次,需要支持应用相关的规范,例如类库、安全方面的特性。对于 Tomcat 来说,就是需要提供 JSP/Sevlet 运行需要的标准类库、Interface 等。为了方便,应用服务器往往也会集成 HTTP Server 的功能,但是不如专业的 HTTP Server 那么强大,所以应用服务器往往是运行在 HTTP Server 的背后,执行应用,将动态的内容转化为静态的内容之后,通过 HTTP Server 分发到客户端。

1.3 正向代理

正向代理:如果把局域网外的 Internet 想象成一个巨大的资源库,则局域网中的客户端要访 问 Internet,则需要通过代理服务器来访问,这种代理服务就称为正向代理。

正向代理“代理”的是客户端

比如在家办公期间,需要连公司的 VPN 办公,这个就是所谓的”正向代理“。还有我们访问 google也是。

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1.4 反向代理 与 负载均衡

反向代理正好与正向代理相反,反向代理是指以代理服务器来接收Internet上的连接请求,然后将请求转发到内部网络上的服务器,并将服务器上得到的结果返回给客户端,此时代理服务器对外表现就是一个服务器,客户端对代理是无感知的。

反向代理“代理”的是服务端

再比如,你想本本分分的在“优酷”上看个“爱情片”,youku.com会把你的请求分发到存放片片的那台机器上,这个就是所谓的”反向代理“。

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为什么使用反向代理

  • 保护和隐藏原始资源服务器
  • 加密和SSL加速
  • 通过缓存静态资源,加速Web请求
  • 实现负载均衡

负载均衡

地址重定向

Nginx 的Rewrite主要的功能就是实现URL重写

比如输入360.com  跳转到了360.cn,baidu.cn跳转到了baidu.com

1.5 动静分离

为了加快网站的解析速度,可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析,加快解析速度,降低原来单个服务器的压力。 这里指的就是让动态程序(Java、PHP)去访问应用服务器,让缓存、图片、JS、CSS等去访问Nginx。


2. Nginx 安装

  1. 下载Nginx

    wget http://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz 
  2. 安装需要编译的插件

    yum install gcc c++                                          
    yum install -y pcre pcre-devel                          
    yum install -y zlib zlib-devel                          
    yum install -y openssl openssl-devel  
    • 用于编译c、c++代码的GCC;

    • 用c语言编写的正则表达式函数库Pcre(使用rewrite模块);

    • 用于数据压缩的函式库的Zlib;

    • 安全套接字层密码库OpenSSL(启用SSL支持)

  3. 解压、配置(Nginx支持各种配置选项,文末一一列出 Nginx配置选项 )、编译、安装nginx

    tar -zxvf nginx-1.15.tar.gz cd nginx-1.16.1
    cd nginx-1.16.1
    ./configure
    make && sudo make install
  4. 启动、重启、关闭

    cd /usr/local/nginx/ 
    cd sbin
    ./nginx
    #关闭命令
    ./nginx -s stop
    #重启,热部署
    ./nginx -s reload
    #修改配置文件后也别嘚瑟,反正我会动不动就写错,检查修改的nginx.conf配置是否正确
    ./nginx -t
    3.png
  5. 验证(浏览器输入ip)

    4.png

3. 配置文件

nginx.conf 配置文件主要分为三部分:全局块、events块、https块。

Nginx配置语法:

  • 配置文件由指令和指令块构成
  • 每条指令以分号(;)结尾,指令和参数间以空格符分隔
  • 指令块以大括号{}将多条指令组织在一起
  • include语句允许组合多个配置文件以提高可维护性
  • 使用 # 添加注释
  • 使用 $ 定义变量
  • 部分指令的参数支持正则表达式

3.1 全局块

全局配置部分用来配置对整个server都有效的参数。主要会设置一些影响 nginx 服务器整体运行的配置指令,主要包括配置运行 Nginx 服务器的用户(组)、允许生成的 worker process 数,进程 PID 存放路径、日志存放路径和类型以 及配置文件的引入等。 示例:

user nobody;
worker_processes  4;
error_log  /data/nginx/logs/error.log  notice;

3.2 events 块

events 块涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接,常用的设置包括是否开启对多 work process 下的网络连接进行序列化,是否允许同时接收多个网络连接,选取哪种事件驱动模型来处理连接请求,每个 word process 可以同时支持的最大连接数等。

events {
#每个 work process 支持的最大连接数为 1024.
   worker_connections  1024;
}

3.3 http 块

这算是 Nginx 服务器配置中最频繁的部分,代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。 需要注意的是:http 块也可以包括 http 全局块、server 块。

3.3.1 http 全局块

http 全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。

http {
   include       mime.types;
   default_type  application/octet-stream;
sendfile        on;
keepalive_timeout  65;
3.3.2 server 块

这块和虚拟主机有密切关系,虚拟主机从用户角度看,和一台独立的硬件主机是完全一样的,该技术的产生是为了 节省互联网服务器硬件成本。

每个 http 块可以包括多个 server 块,而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。

而每个 server 块也分为全局 server 块,以及可以同时包含多个 locaton 块。

  • 全局 server 块

    也被叫做“虚拟服务器”部分,它描述的是一组根据不同server_name指令逻辑分割的资源,这些虚拟服务器响应HTTP请求,因此都包含在http部分。最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或 IP 配置。

    server {
     listen       80;
     #server_name也支持通配符,*.example.com、www.example.*、.example.com
     server_name  localhost;
     #charset koi8-r;
     #access_log  logs/host.access.log  main;
  • location 块

    一个 server 块可以配置多个 location 块。

    这块的主要作用是基于 Nginx 服务器接收到的请求字符串(例如 server_name/uri-string),对虚拟主机名称 (也可以是 IP 别名)之外的字符串(例如 前面的 /uri-string)进行匹配,对特定的请求进行处理。地址定向、数据缓存和应答控制等功能,还有许多第三方模块的配置也在这里进行。

    location 指令说明

    该指令用于匹配 URL。

    语法如下:location [ = | ~ | ~* | ^~] uri{}

    ?> Tip  注意:如果 uri 包含正则表达式,则必须要有 ~ 或者 ~* 标识。

    当一个请求进入时,URI将会被检测匹配一个最佳的location。

     location / {
    root   html;
       index  index.html index.htm;
       }
     
     #error_page  404              /404.html;
     
     # redirect server error pages to the static page /50x.html
     #
     error_page   500 502 503 504  /50x.html;
     location = /50x.html {
      root   html;
     }
     location / {
         #try_files指令将会按照给定的参数顺序进行匹配尝试
         try_files $uri $uri/ /index.html;
     }
    • 没有正则表达式的location被作为最佳的匹配,独立于含有正则表达式的location顺序;
    • 在配置文件中按照查找顺序进行正则表达式匹配。在查找到第一个正则表达式匹配之后结束查找。由这个最佳的location提供请求处理。
    • = :该修饰符使用精确匹配并且终止搜索。
    • ~:该修饰符使用区分大小写的正则表达式匹配。
    • ~*:该修饰符使用不区分大小写的正则表达式匹配。
    • ^~:用于不含正则表达式的 uri 前,要求 Nginx 服务器找到标识 uri 和请求字 符串匹配度最高的 location 后,立即使用此 location 处理请求,而不再使用 location 块中的正则 uri 和请求字符串做匹配。

nginx.conf 详细配置

#定义Nginx运行的用户和用户组
user www www;

#nginx进程数,通常设置成和cpu的数量相等
worker_processes 4;

#全局错误日志定义类型,[debug | info | notice | warn | error | crit]
#error_log  /data/nginx/logs/error.log;
#error_log  /data/nginx/logs/error.log  notice;

#日志文件存放路径 access_log path [format [buffer=size | off]]
access_log /data/nginx/logs/lazyegg.com/web/access.log combinedio;

#进程pid文件
#pid        logs/nginx.pid;

#指定进程可以打开的最大描述符:数目
#工作模式与连接数上限
##这个指令是指当一个nginx进程打开的最多文件描述符数目,理论值应该是最多打开文件数(ulimit -n)与nginx进程数相除,但是nginx分配请求并不是那么均匀,所以最好与ulimit -n 的值保持一致。
#这是因为nginx调度时分配请求到进程并不是那么的均衡,所以假如填写10240,总并发量达到3-4万时就有进程可能超过10240了,这时会返回502错误。
worker_rlimit_nofile 65535;

#################################  events  ###############################
events {
   #参考事件模型,use [ kqueue | rtsig | epoll | /dev/poll | select | poll ]; epoll模型
   use epoll
   #单个进程最大连接数(最大连接数=连接数+进程数)
   worker_connections  1024;
   
   #keepalive 超时时间
   keepalive_timeout 60;
   
   #客户端请求头部的缓冲区大小。
   client_header_buffer_size 4k;
   
   #这个将为打开文件指定缓存,默认是没有启用的,max指定缓存数量,建议和打开文件数一致,inactive是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。
   open_file_cache max=65535 inactive=60s;
   #这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
   open_file_cache_valid 80s;
       #open_file_cache指令中的inactive参数时间内文件的最少使用次数,如果超过这个数字,文件描述符一直是在缓存中打开的,如上例,如果有一个文件在inactive时间内一次没被使用,它将被移除。
   open_file_cache_min_uses 1;
   
   #语法:open_file_cache_errors on | off 默认值:open_file_cache_errors off 使用字段:http, server, location 这个指令指定是否在搜索一个文件是记录cache错误.
   open_file_cache_errors on;
}

##############################   http    ##################################

#设定http服务器,利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
http{
   #文件扩展名与文件类型映射表
   include mime.types;
   
   #默认文件类型
   default_type application/octet-stream;
   
   #默认编码
   charset utf-8;
   
   #服务器名字的hash表大小
   server_names_hash_bucket_size 128;
   
   #客户端请求头部的缓冲区大小。
   client_header_buffer_size 32k;
   
   #客户请求头缓冲大小。
   large_client_header_buffers 4 64k;
   
   #允许客户端请求的最大单个文件字节数
   client_max_body_size 8m;
   
   #开启高效文件传输模式,sendfile指令指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件,对于普通应用设为 on,如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用,可设置为off,以平衡磁盘与网络I/O处理速度,降低系统的负载。注意:如果图片显示不正常把这个改成off。
   sendfile on;
   
   #开启目录列表访问,适合下载服务器,默认关闭。
   autoindex on;
   
   #此选项允许或禁止使用socke的TCP_CORK的选项,此选项仅在使用sendfile的时候使用
   tcp_nopush on;
   
   tcp_nodelay on;
   
   #长连接超时时间,单位是秒
   keepalive_timeout 120;
   
   #FastCGI相关参数是为了改善网站的性能:减少资源占用,提高访问速度。下面参数看字面意思都能理解。
   fastcgi_connect_timeout 300;
   fastcgi_send_timeout 300;
   fastcgi_read_timeout 300;
   fastcgi_buffer_size 64k;
   fastcgi_buffers 4 64k;
   fastcgi_busy_buffers_size 128k;
   fastcgi_temp_file_write_size 128k;
   
   #gzip模块设置
   gzip on; #开启gzip压缩输出
   gzip_min_length 1k;    #最小压缩文件大小
   gzip_buffers 4 16k;    #压缩缓冲区
   gzip_http_version 1.0; #压缩版本(默认1.1,前端如果是squid2.5请使用1.0)
   gzip_comp_level 2;     #压缩等级
   gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;    #压缩类型,默认就已经包含textml,所以下面就不用再写了,写上去也不会有问题,但是会有一个warn。
   gzip_vary on;

   #开启限制IP连接数的时候需要使用
   #limit_zone crawler $binary_remote_addr 10m;
   
       #负载均衡配置
   upstream lazyegg.net {
 
       #upstream的负载均衡,weight是权重,可以根据机器配置定义权重。weigth参数表示权值,权值越高被分配到的几率越大。
       server 192.168.80.121:80 weight=3;
       server 192.168.80.122:80 weight=2;
       server 192.168.80.123:80 weight=3;

       #nginx的upstream目前支持4种方式的分配
       #1、轮询(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。
       #2、weight
       #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 bakend {
       #    server 192.168.0.14 weight=10;
       #    server 192.168.0.15 weight=10;
       #}
       #2、ip_hash
       #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。
       #例如:
       #upstream bakend {
       #    ip_hash;
       #    server 192.168.0.14:88;
       #    server 192.168.0.15:80;
       #}
       #3、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 {
       #    server server1;
       #    server server2;
       #    fair;
       #}
       #4、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。
       #例: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 {
       #    server squid1:3128;
       #    server squid2:3128;
       #    hash $request_uri;
       #    hash_method crc32;
       #}

       #tips:
       #upstream bakend{#定义负载均衡设备的Ip及设备状态}{
       #    ip_hash;
       #    server 127.0.0.1:9090 down;
       #    server 127.0.0.1:8080 weight=2;
       #    server 127.0.0.1:6060;
       #    server 127.0.0.1:7070 backup;
       #}
       #在需要使用负载均衡的server中增加 proxy_pass http://bakend/;

       #每个设备的状态设置为:
       #1.down表示单前的server暂时不参与负载
       #2.weight为weight越大,负载的权重就越大。
       #3.max_fails:允许请求失败的次数默认为1.当超过最大次数时,返回proxy_next_upstream模块定义的错误
       #4.fail_timeout:max_fails次失败后,暂停的时间。
       #5.backup: 其它所有的非backup机器down或者忙的时候,请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。

       #nginx支持同时设置多组的负载均衡,用来给不用的server来使用。
       #client_body_in_file_only设置为On 可以讲client post过来的数据记录到文件中用来做debug
       #client_body_temp_path设置记录文件的目录 可以设置最多3层目录
       #location对URL进行匹配.可以进行重定向或者进行新的代理 负载均衡
   }
   
      #虚拟主机的配置
   server {
       #监听端口
       listen 80;

       #域名可以有多个,用空格隔开
       server_name lazyegg.net;
       #默认入口文件名称
       index index.html index.htm index.php;
       root /data/www/lazyegg;

       #对******进行负载均衡
       location ~ .*.(php|php5)?$
       {
           fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
           fastcgi_index index.php;
           include fastcgi.conf;
       }
       
       #图片缓存时间设置
       location ~ .*.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
       {
           expires 10d;
       }
       
       #JS和CSS缓存时间设置
       location ~ .*.(js|css)?$
       {
           expires 1h;
       }
       
       #日志格式设定
       #$remote_addr与$http_x_forwarded_for用以记录客户端的ip地址;
       #$remote_user:用来记录客户端用户名称;
       #$time_local: 用来记录访问时间与时区;
       #$request: 用来记录请求的url与http协议;
       #$status: 用来记录请求状态;成功是200,
       #$body_bytes_sent :记录发送给客户端文件主体内容大小;
       #$http_referer:用来记录从那个页面链接访问过来的;
       #$http_user_agent:记录客户浏览器的相关信息;
       #通常web服务器放在反向代理的后面,这样就不能获取到客户的IP地址了,通过$remote_add拿到的IP地址是反向代理服务器的iP地址。反向代理服务器在转发请求的http头信息中,可以增加x_forwarded_for信息,用以记录原有客户端的IP地址和原来客户端的请求的服务器地址。
       log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
       '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
       '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
       
       #定义本虚拟主机的访问日志
       access_log  /usr/local/nginx/logs/host.access.log  main;
       access_log  /usr/local/nginx/logs/host.access.404.log  log404;
       
       #对 "/connect-controller" 启用反向代理
       location /connect-controller {
           proxy_pass http://127.0.0.1:88; #请注意此处端口号不能与虚拟主机监听的端口号一样(也就是server监听的端口)
           proxy_redirect off;
           proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
           
           #后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP
           proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
           
           #以下是一些反向代理的配置,可选。
           proxy_set_header Host $host;

           #允许客户端请求的最大单文件字节数
           client_max_body_size 10m;

           #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数,
           #如果把它设置为比较大的数值,例如256k,那么,无论使用firefox还是IE浏览器,来提交任意小于256k的图片,都很正常。如果注释该指令,使用默认的client_body_buffer_size设置,也就是操作系统页面大小的两倍,8k或者16k,问题就出现了。
           #无论使用firefox4.0还是IE8.0,提交一个比较大,200k左右的图片,都返回500 Internal Server Error错误
           client_body_buffer_size 128k;

           #表示使nginx阻止HTTP应答代码为400或者更高的应答。
           proxy_intercept_errors on;

           #后端服务器连接的超时时间_发起握手等候响应超时时间
           #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
           proxy_connect_timeout 90;

           #后端服务器数据回传时间(代理发送超时)
           #后端服务器数据回传时间_就是在规定时间之内后端服务器必须传完所有的数据
           proxy_send_timeout 90;

           #连接成功后,后端服务器响应时间(代理接收超时)
           #连接成功后_等候后端服务器响应时间_其实已经进入后端的排队之中等候处理(也可以说是后端服务器处理请求的时间)
           proxy_read_timeout 90;

           #设置代理服务器(nginx)保存用户头信息的缓冲区大小
           #设置从被代理服务器读取的第一部分应答的缓冲区大小,通常情况下这部分应答中包含一个小的应答头,默认情况下这个值的大小为指令proxy_buffers中指定的一个缓冲区的大小,不过可以将其设置为更小
           proxy_buffer_size 4k;

           #proxy_buffers缓冲区,网页平均在32k以下的设置
           #设置用于读取应答(来自被代理服务器)的缓冲区数目和大小,默认情况也为分页大小,根据操作系统的不同可能是4k或者8k
           proxy_buffers 4 32k;

           #高负荷下缓冲大小(proxy_buffers*2)
           proxy_busy_buffers_size 64k;

           #设置在写入proxy_temp_path时数据的大小,预防一个工作进程在传递文件时阻塞太长
           #设定缓存文件夹大小,大于这个值,将从upstream服务器传
           proxy_temp_file_write_size 64k;
       }
       
       #本地动静分离反向代理配置
       #所有jsp的页面均交由tomcat或resin处理
       location ~ .(jsp|jspx|do)?$ {
           proxy_set_header Host $host;
           proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
           proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
           proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
       }
   }
}

4. Nginx 配置实例

4.1 反向代理demo1

实现效果:使用 nginx 反向代理,访问 test.com 直接跳转到自己的机器 127.0.0.1:8080

  1. 启动一个 tomcat,浏览器地址栏输入 127.0.0.1:8080,出现如下界面
5.png
  1. 通过修改本地 host 文件(C:\Windows\System32\drivers\etc),添加127.0.0.1 www.12345.com将 www.12345.com 映射到自己的机器ip上

  2. 配置完成之后,我们便可以通过 www.test.com:8080 访问到第一步出现的 Tomcat 初始界面。那么如何只需要输入 www.12345.com 便可以跳转到 Tomcat 初始界面呢?便用到 nginx 的反向代理。

  3. 修改nginx.conf 配置文件,增加如下配置 proxy_pass

    server {
       listen       80;
       server_name  localhost;
       #charset koi8-r;
       #access_log  logs/host.access.log  main;
       location / {
              proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
       }

  1. 如上配置,我们监听 80 端口,访问域名为 www.12345.com,不加端口号时默认为 80 端口,故访问该域名时会跳转到 127.0.0.1:8080 路径上。在浏览器端输入 www.12345.com 结果如下:
6.png

4.2 反向代理demo2

实现效果:使用 nginx 反向代理,根据访问的路径跳转到不同端口的服务中

访问 http://127.0.0.1/java/ 直接跳转到 127.0.0.1:8080

访问 http://127.0.0.1/egg/ 直接跳转到 127.0.0.1:8081

  1. 在服务器上起两个tomcat,修改其中一个端口号为8081; 在tomcat/webapps/目录下的各加两个文件夹,并随便写个html页面),我建的是java/index.html和egg/index.html

  2. 修改nginx.conf,在http块中添加serve{}

    server {
           listen       80;
           server_name  localhost;

           location ~ /java/ {
               proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
           }

           location /egg/ {
               proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
           }
    }
  3. 重启nginx,验证效果

    7.png

4.3 Nginx 配置-负载均衡

随着互联网信息的爆炸性增长,负载均衡(load balance)已经不再是一个很陌生的话题, 顾名思义,负载均衡即是将负载分摊到不同的服务单元,既保证服务的可用性,又保证响应足够快,给用户很好的体验。快速增长的访问量和数据流量催生了各式各样的负载均衡产品, 很多专业的负载均衡硬件提供了很好的功能,但却价格不菲,这使得负载均衡软件大受欢迎, nginx 就是其中的一个,在 linux 下有 Nginx、LVS、Haproxy 等等服务可以提供负载均衡服务。

Nginx的负载均衡是proxy模块和upstream模块搭配实现的。upstream模块将会启用一个新的配置区段,在该区段定义了一组上游服务器。

实现效果:配置负载均衡

  1. 同时启动两个Tomcat(为了方便验证效果,修改tomcat端口号的同时,顺便将Tomcat默认欢迎页面apache-tomcat-9.0.29/webapps/ROOR目录下的index.jsp修改下,看下8081欢迎页的“蛋蛋”没)

    8.png
  2. 修改nginx.conf

    http {
       upstream myserver {
           server localhost:8080;
           server localhost:8081;
       }
       server {
           listen 80;
           location / {
               proxy_pass http://myserver;
           }
       }
    }
  3. 重启nginx,验证效果(默认轮询的方式,每次打开新窗口,8080和8081会交替出现,同一个窗口的话需要关闭浏览器缓存)

Nginx 分配策略:

  1. 轮询(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

  2. weight weight 代表权,重默认为 1,权重越高被分配的客户端越多 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 server_pool{ 
    server 192.168.5.21 weight=10;
    server 192.168.5.22 weight=10; }
  3. ip_hash 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。 例如:

    upstream server_pool{
    ip_hash; server 192.168.5.21:80;
    server 192.168.5.22:80;
    }
  4. 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 server_pool{ 
    server 192.168.5.21:80;
       server 192.168.5.22:80; fair;
    }

4.4 Nginx 配置-动静分离

Nginx 动静分离简单来说就是把动态跟静态请求分开,不能理解成只是单纯的把动态页面和静态页面物理分离。严格意义上说应该是动态请求跟静态请求分开,可以理解成使用 Nginx 处理静态页面,Tomcat 处理动态页面。动静分离从目前实现角度来讲大致分为两种, 一种是纯粹把静态文件独立成单独的域名,放在独立的服务器上,也是目前主流推崇的方案; 另外一种方法就是动态跟静态文件混合在一起发布,通过 nginx 来分开。 通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发。通过 expires 参数设置,可以使浏览器缓存过期时间,减少与服务器之前的请求和流量。具体 Expires 定义:是给一个资 源设定一个过期时间,也就是说无需去服务端验证,直接通过浏览器自身确认是否过期即可, 所以不会产生额外的流量。此种方法非常适合不经常变动的资源。(如果经常更新的文件, 不建议使用 Expires 来缓存),我这里设置 3d,表示在这 3 天之内访问这个 URL,发送 一个请求,比对服务器该文件最后更新时间没有变化,则不会从服务器抓取,返回状态码 304,如果有修改,则直接从服务器重新下载,返回状态码 200。

9.png
  1. 服务器找个目录存放自己的静态文件

    10.png
  2. 修改nginx.conf

        server {
           listen       80;
           server_name  localhost;
           location /static/ {
               root   /usr/data/www;
           }
           location /image/ {
                root /usr/data/;
                autoindex on;
           }
  3. ./nginx -s reload,验证效果

    11.png

添加监听端口、访问名字 重点是添加 location, 最后检查 Nginx 配置是否正确即可,然后测试动静分离是否成功,之需要删除后端 tomcat 服务器上的某个静态文件,查看是否能访问,如果可以访问说明静态资源 nginx 直接返回 了,不走后端 tomcat 服务器

4.5  Nginx的Rewrite

Rewrite是Nginx服务器提供的一个重要的功能,它可以实现URL重写和重定向功能。

场景:

  • URL访问跳转,支持开发设计。 页面跳转、兼容性支持(新旧版本更迭)、展示效果(网址精简)等
  • SEO优化(Nginx伪静态的支持)
  • 后台维护、流量转发等
  • 安全(动态界面进行伪装)

该指令是通过正则表达式的使用来改变URI。可以同时存在一个或多个指令。需要按照顺序依次对URL进行匹配和处理。

该指令可以在server块或location块中配置,其基本语法结构如下:

rewrite regex replacement [flag];
  1. 采用反向代理demo2中的例子,修改nginx.conf(只多加了一行rewrite)

    server {
           listen       80;
           server_name  localhost;

           location /java/ {
               proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
               rewrite ^/java /egg/ redirect;
           }

           location /egg/ {
               proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
           }
    }

  2. ./nginx -s reload,验证效果(输入ip/java/被重定向到了egg)

    12.png

rewrite指令可以在server块或location块中配置,其基本语法结构如下:

rewrite regex replacement [flag];
  • rewrite的含义:该指令是实现URL重写的指令。
  • regex的含义:用于匹配URI的正则表达式。
  • replacement:将regex正则匹配到的内容替换成 replacement。
  • flag: flag标记,flag有如下值:
    • last: 本条规则匹配完成后,继续向下匹配新的location URI 规则。(不常用)
    • break: 本条规则匹配完成即终止,不再匹配后面的任何规则(不常用)。
    • redirect: 返回302临时重定向,浏览器地址会显示跳转新的URL地址。
    • permanent: 返回301永久重定向。浏览器地址会显示跳转新的URL地址。
rewrite ^/(.*) http://www.360.cn/$1 permanent;

4.6 Nginx 高可用

如果将Web服务器集群当做一个城池,那么负载均衡服务器就相当于城门。如果“城门”关闭了,与外界的通道就断了。如果只有一台Nginx负载服务器,当故障宕机的时候,就会导致整个网站无妨访问。所以我们需要两台以上Nginx来实现故障转移和高可用。


配置高可用

双机热备方案

这种方案是国内企业中最为普遍的一种高可用方案,双机热备其实就是指一台服务器在提供服务,另一台为某服务的备用状态,当一台服务器不可用另外一台就会顶替上去。

keepalived是什么?

Keepalived软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的,用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态,后来又加入了可以实现高可用的VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议)功能。因此,Keepalived除了能够管理LVS软件外,还可以作为其他服务(例如:Nginx、Haproxy、MySQL等)的高可用解决方案软件

故障转移机制

Keepalived高可用服务之间的故障切换转移,是通过VRRP 来实现的。 在 Keepalived服务正常工作时,主 Master节点会不断地向备节点发送(多播的方式)心跳消息,用以告诉备Backup节点自己还活着,当主 Master节点发生故障时,就无法发送心跳消息,备节点也就因此无法继续检测到来自主 Master节点的心跳了,于是调用自身的接管程序,接管主Master节点的 IP资源及服务。而当主 Master节点恢复时,备Backup节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务,恢复到原来的备用角色。

实现

  1. 准备两台安装Nginx和keepaliver(yum install keepalived -y)的服务器

  2. 修改两台服务器上的/etc/keepalived/keepalived.conf

    #主机
    #检测脚本
    vrrp_script chk_http_port {
       script "/usr/local/src/check_nginx.sh" #心跳执行的脚本,检测nginx是否启动
       interval 2                          #(检测脚本执行的间隔,单位是秒)
       weight 2                            #权重
    }
    #vrrp 实例定义部分
    vrrp_instance VI_1 {
       state MASTER            # 指定keepalived的角色,MASTER为主,BACKUP为备
       interface ens33         # 当前进行vrrp通讯的网络接口卡(当前centos的网卡) 用ifconfig查看你具体的网卡
       virtual_router_id 66    # 虚拟路由编号,主从要一直
       priority 100            # 优先级,数值越大,获取处理请求的优先级越高
       advert_int 1            # 检查间隔,默认为1s(vrrp组播周期秒数)
       #授权访问
       authentication {
           auth_type PASS #设置验证类型和密码,MASTER和BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
           auth_pass 1111
       }
       track_script {
           chk_http_port            #(调用检测脚本)
       }
       virtual_ipaddress {
           192.168.16.150            # 定义虚拟ip(VIP),可多设,每行一个
       }
    }
    # 备机
    #检测脚本
    vrrp_script chk_http_port {
       script "/usr/local/src/check_nginx.sh" #心跳执行的脚本,检测nginx是否启动
       interval 2                          #(检测脚本执行的间隔)
       weight 2                            #权重
    }
    #vrrp 实例定义部分
    vrrp_instance VI_1 {
       state BACKUP                        # 指定keepalived的角色,MASTER为主,BACKUP为备
       interface ens33                      # 当前进行vrrp通讯的网络接口卡(当前centos的网卡) 用ifconfig查看你具体的网卡
       virtual_router_id 66                # 虚拟路由编号,主从要一直
       priority 99                         # 优先级,数值越大,获取处理请求的优先级越高
       advert_int 1                        # 检查间隔,默认为1s(vrrp组播周期秒数)
       #授权访问
       authentication {
           auth_type PASS #设置验证类型和密码,MASTER和BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信
           auth_pass 1111
       }
       track_script {
           chk_http_port                   #(调用检测脚本)
       }
       virtual_ipaddress {
           192.168.16.150                   # 定义虚拟ip(VIP),可多设,每行一个
       }
    }
  3. 新建检测脚本(chmod 775 check_nginx.sh)

    #!/bin/bash
    #检测nginx是否启动了
    A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`        
    if [ $A -eq 0 ];then    #如果nginx没有启动就启动nginx                        
         systemctl start nginx                #重启nginx
         if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then    #nginx重启失败,则停掉keepalived服务,进行VIP转移
                 killall keepalived                    
         fi
    fi
  4. 启动Nginx和keepalived(systemctl start keepalived.service)

  5. 模拟Nginx故障(关闭主服务器Nginx),验证,仍可以通过配置的虚拟ip访问,ok

5. Nginx 原理与优化参数配置

Nginx默认采用多进程工作方式,Nginx启动后,会运行一个master进程和多个worker进程。其中master充当整个进程组与用户的交互接口,同时对进程进行监护,管理worker进程来实现重启服务、平滑升级、更换日志文件、配置文件实时生效等功能。worker用来处理基本的网络事件,worker之间是平等的,他们共同竞争来处理来自客户端的请求

13.png

master-workers 的机制的好处

  1. 可以使用nginx-s reload 热部署
  2. 每个worker是独立的进程,不需要加锁,省掉了锁带来的开销。采用独立的进程,可以让互相之间不会影响,一个进程退出后,其它进程还在工作,服务不会中断,master 进程则很快启动新的 worker 进程。

需要设置多少个 worker

Nginx 同 redis 类似都采用了 io 多路复用机制,每个 worker 都是一个独立的进程,但每个进程里只有一个主线程,通过异步非阻塞的方式来处理请求,即使是千上万个请求也不在话下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu,设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗。

#设置 worker 数量。
worker_processes 4
#work 绑定 cpu(4 work 绑定 4cpu)。
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
#work 绑定 cpu (4 work 绑定 8cpu 中的 4 个) 。
worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000

连接数 worker_connection

这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值,所以,一个 nginx 能建立的最大连接数,应该是 worker_connections * worker_processes。当然,这里说的是最大连接数,对于 HTTP 请 求 本 地 资 源 来 说 , 能 够 支 持 的 最 大 并 发 数 量 是 worker_connections * worker_processes,如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接,所以普通的静态访 问最大并发数是: worker_connections * worker_processes /2,而如果是 HTTP 作 为反向代理来说,最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4。因为作为反向代理服务器,每个并发会建立与客户端的连接和与后端服 务的连接,会占用两个连接。

Nginx请求处理流程

14.png

6. Nginx模块开发

由于Nginx的模块化特性,所以可以支持模块配置,也可以自定义模块,Nginx的模块开发,程序员目前还不需要太深入

Nginx模块分类

15.png

Nginx配置选项

解压nginx后的配置操作示例

./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-pcre  --with-http_ssl_module
选项解释
--prefix=<path>Nginx安装的根目录,所有其他安装路径都要依赖于该选项
--sbin- path=<path>指定Nginx二进制文件的路径
--conf-path=<path>指定nginx.conf配置文件的路径
--error-log- path=<path>指定错误文件的路径
--user=nameworker进程运行的用户
--group=<group>worker进程运行的组
--with-http_ssl_module使用https协议模块。默认情况下该模块没有被构建。前提是openssl与openssl-devel已安装
--with-http_image_filter_module该模块被用作图像过滤器使用,将图像投递给客户前先进行过滤(需要libgd库)
--with-http_stub_status_module启用这个模块会收集Nginx自身状态信息,常用来做监控
--with-mail启用mail模块,默认没有被激活
--without-http_autoindex_module禁用:如果一个目录没有index文件,该模块能收集文件并列出
--add-module=<path>添加第三方外部模块,每次添加新的模块都要重新编译

7. Nginx 面试题

恭喜你顺利来到大猿帅面试阶段,没有夹道欢迎

  • Nginx功能,你们项目中用到的Nginx?

    反向代理服务器

    实现负载均衡

    做静态资源服务器

    作为http server

  • Nginx常用命令有哪写?

    启动nginx    ./sbin/nginx 停止nginx    ./sbin/nginx -s stop   ./sbin/nginx -s quit 重载配置      ./sbin/nginx -s reload(平滑重启) service nginx reload 重载指定配置文件    ./sbin/nginx -c  /usr/local/nginx/conf/nginx.conf 查看nginx版本  ./sbin/nginx -v 检查配置文件是否正确  ./sbin/nginx -t 显示帮助信息  ./sbin/nginx  -h

  • Nginx常用配置?

    worker_processes 4;   #工作进程数
    work_connections 65535; #每个进程的并发能力
    error_log  /data/nginx/logs/error.log;  #错误日志
  • Nginx是如何实现高并发的?

    Nginx 采用的是多进程(单线程) & 多路IO复用模型,,异步,非阻塞.

    一个主进程master,多个工作进程worker,每个工作进程可以处理多个请求

    master进程主要负责收集、分发请求。每当一个请求过来时,master就拉起一个worker进程负责处理这个请求。同时master进程也负责监控woker的状态,保证高可靠性

    在nginx中的work进程中,为了应对高并发场景,采取了Reactor模型(也就是I/O多路复用,NIO):

    **I/O 多路复用模型:**在 I/O 多路复用模型中,最重要的系统调用函数就是 select(其他的还有epoll等),该方法的能够同时监控多个文件描述符的可读可写情况(每一个网络连接其实都对应一个文件描述符),当其中的某些文件描述符可读或者可写时,select 方法就会返回可读以及可写的文件描述符个数。

    nginx work进程使用 I/O 多路复用模块同时监听多个 FD(文件描述符),当 accept、read、write 和 close 事件产生时,操作系统就会回调 FD 绑定的事件处理器,这时候work进程再去处理相应事件,而不是阻塞在某个请求连接上等待。这样就可以实现一个进程同时处理多个连接。

    • 每一个worker进程通过I/O多路复用处理多个连接请求;
    • 为了减少进程切换(需要系统调用)的性能损耗,一般设置worker进程数量和CPU数量一致。
  • nginx和apache的区别?

    轻量级,同样起web 服务,比apache 占用更少的内存及资源 抗并发,nginx 处理请求是异步非阻塞的,而apache 则是阻塞型的,在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能 高度模块化的设计,编写模块相对简单 最核心的区别在于apache是同步多进程模型,一个连接对应一个进程;nginx是异步的,多个连接(万级别)可以对应一个进程

  • nginx 的 upstream支持的负载均衡方式?

  • 轮询(默认)

  • weight  :指定权重

  • ip_hash :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

  • 第三方: fair、url_hash

  • Nginx常见的优化配置有哪些?

  1. 调整worker_processes : 指Nginx要生成的worker数量,最佳实践是每个CPU运行1个工作进程
  2. 最大化worker_connections :
  3. 启用Gzip压缩 : 压缩文件大小,减少了客户端http的传输带宽,因此提高了页面加载速度
  4. 为静态文件启用缓存
  5. 禁用access_logs : 访问日志记录,它记录每个nginx请求,因此消耗了大量CPU资源,从而降低了nginx性能

参考:

《Nginx核心知识100讲》

《精通Nginx》

《尚硅谷Nginx》

https://juejin.im/post/5c1616186fb9a049a42ef21d


END


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