【原】玩轉Nginx

1、nginx是什么：
nginx是一個高性能的服務器，占用內存少，并發能力強。

2、反向代理：

• 正向代理：眾所周知，我們不能直接訪問谷歌，因為有墻，要訪問我們就需要梯子，這個梯子就是正向代理。在我們瀏覽器端需要配置正向代理服務器，然后讓代理服務器幫我們去訪問谷歌，谷歌把內容返回給代理服務器，代理服務器再把內容返回到我們瀏覽器。

• 反向代理：通常我們自己擼代碼都是發布到tomcat上，然后直接在瀏覽器訪問tomcat，這個過程是沒有代理的。反向代理就是不直接訪問tomcat，而是在瀏覽器上訪問一個代理服務器，代理服務器再決定將請求轉發給哪一個tomcat。對外而言，客戶端根本不知道自己訪問的是代理服務器。

其實正向代理和反向代理就是代理的對象不同，正向是代理客戶端，反向是代理服務端。

3、負載均衡：
說負載均衡前先說說我們自己擼的代碼發布到tomcat然后通過瀏覽器訪問是怎么樣的一個過程。我們通過客戶端請求服務端，服務端跟數據庫交互，將數據返回服務端，服務端最后響應客戶端。這種方式適合系統業務復雜度較低，請求量不大的情況。如果并發請求特別多，服務器是頂不住的，就會由于服務器性能瓶頸出現問題。解決辦法就是一只湯姆貓拉不動了就多叫幾只貓。

4、動靜分離：
靜態資源是固定的不變的，比如js、css、jpg等，動態資源就是要與數據庫交互的，比如servlet、jsp之類的。未做動靜分離的時候，不管是動態資源還是靜態資源，我們都放到同一只湯姆貓上，這樣它負擔也挺大的；做了動靜分離，就是把動態資源放到湯姆貓上，靜態資源放到另外一臺服務器上，然后客戶端請求通過nginx，由nginx來決定是訪問動態服務器還是靜態服務器，這樣就降低了單臺服務器的壓力。

1、安裝nginx：

• 首先進入官網下載nginx。https:///

• 安裝需要的編譯工具，包括pcre-devel、openssl-devel、gcc和zlib-devel。用 yum install make安裝即可。

• 將nginx上傳到Linux中，解壓，然后進入到解壓縮目錄，執行./configure，出現下圖才表示configure成功了。
  

  

• 完事兒后再執行 make&&make install，如下圖所示則安裝成功了。安裝完后在/usr/local目錄中，會有一個nginx目錄，啟動腳本在nginx/sbin中。
  

  

• 進入到/usr/local/nginx/sbin目錄中，執行./nginx，就啟動了nginx，瀏覽器訪問你Linux機器的ip，出現下圖就表示啟動成功。如果訪問不了，注意防火墻是否開放了80端口。
  

  

2、nginx常用命令：
以下列舉的命令都是在/usr/local/nginx/sbin下執行的。

• ./nginx：啟動nginx

• ./nginx -s stop：快速關閉nginx，可能不保存相關信息

• ./nginx -s quit：平穩關閉nginx，保存相關信息

• ./nginx -s reload：重新加載配置文件

• ./nginx -s reopen：重新打開日志文件

• ./nginx -c filename：為nginx指定一個配置文件

• ./nginx -t：檢查配置文件的配置是否有語法錯誤

• ./nginx -v：查看nginx的版本

• ./nginx -V：查看版本以及配置參數等

3、nginx的配置文件：
配置文件的位置：/usr/local/nginx/conf下的nginx.conf。配置文件分為三部分，全局塊、events塊和http塊。

• 從配置文件開始到events之間的叫全局塊，配置全局的一些指令。worker_processes 1表示nginx處理的并發數量，值越大，能處理的并發量就越多。

• events塊主要是影響nginx服務器與用戶的網絡連接。worker_connections 1024表示支持的最大連接數。

• http塊是配置最頻繁的部分，又包括http全局塊和server塊。http全局塊可配置的指令包括文件引入、mime-type定義、日志自定義、連接超時時間和單鏈接請求數上限等；server塊是最主要的配置部分，配置一些和主機相關的東西。

1、最終效果：
在瀏覽器上輸入www.xixihaha.com，跳轉到tomcat的主頁面(所以要先安裝一個tomcat并啟動；或者也可以搞個springboot項目丟上去啟動)。因為用到了域名，所以要在windows的host文件中配置域名與虛擬機ip的映射(域名的工作原理就是先看host文件中有沒有映射，沒有就通過DNS服務器去解析域名)。

2、進行配置：
首先將server_name改成虛擬機的IP，然后在location那里設置代理的域名和端口，這樣就搞定了。

3、代理多個端口：
上面是將www.xixihaha.com的請求轉發到8080端口了，現在像將www.xixihaha.com/xi的請求轉發到8081端口，www.xixihaha.com/ha的請求轉發到8082端口。

• 首先在8081端口tomcat的webapp目錄下新建一閣文件夾名字為"xi"，文件夾里面放一個xi.html；然后在8082端口omcat的webapp目錄下新建一個ha文件夾，在文件夾里面放一個ha.html。分別啟動這兩個tomcat。

• 然后在server塊里面進行如下的配置:

server {
        listen       80;
        server_name  www.xixihaha.com;
        location ~ /xi/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
        }
        location ~ /ha/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8082;
        }
    }

注意一個配置文件里可以寫多個server，這個server和剛才配置的轉發到tomcat歡迎頁的可以同時存在。這個server配置location的時候用的類似于正則表達式，~ /xi/就表示路徑中有xi的就轉發到8081端口。

~   包含該字符串就匹配，區分大小寫
~*  包含該字符串就匹配，不區分大小寫
=   完全相同才匹配
^~  匹配不包含正則的且匹配度最高的location

• 最終效果圖：
  

  

1、準備工作：
上面說了負載均衡就是將多個請求分配給不同的服務器，減輕單一服務器的壓力?，F在我們先在8081和8082的tomcat的webapp目錄下新建一個文件夾test，里面都放一個index.html（實際上這兩個index.html是完全一樣的，就是代表我們需要做負載均衡的項目，這里為了等下可以更好的看到效果，這兩個html可以做一些標記，比如8081的就標記一下8081）。

2、在nginx.conf中配置：

• 在http塊中添加如下配置：

upstream myserver {
    server  192.168.0.103:8081;
    server  192.168.0.103:8082;
}

• 然后將server塊中的server_name改成虛擬機的IP或者host中配置的域名(做反向代理的時候已經改了)。

• 在server塊的location中添加如下配置：

proxy_pass  http://myserver;

總體配置如下圖：

配置好以后，在瀏覽器訪問就會發現，第一次訪問的是8081，第二次訪問的是8082，以此輪詢。如果你用谷歌瀏覽器訪問，發現并沒有輪詢，那是因為谷歌瀏覽器把index.html緩存下來了。f12之后再f1，然后將下圖中的勾上，然后開著調試窗口去訪問，就可以看到輪詢的效果了。

3、nginx負載均衡的算法：

• 輪詢：nginx默認就是輪詢算法，就是不爭不搶，一人一次。上面演示的就是輪詢。

• 權重：每臺服務器設置權重，權重越高的就會接收到越多的請求。配置如下：

upstream myserver {
    server  192.168.0.103:8081 weight=2;
    server  192.168.0.103:8082 down;
    server  192.168.0.103:8083 backup;
    server  192.168.0.103:8084 max_fails=3 fail_timeout=20s fail_time=10s;
}
# weight表示權重，默認是1，值越大，負責處理的請求就越多；
# down表示該臺服務器宕機了，不參與輪詢；
# backup表示該臺服務器是替補，當其他所有的都down或者忙的時候，它才會上場；
# max_fails=3 fail_timeout=20s fail_time=10s表示20秒內有超過3個請求失敗了，就將該臺服務器停機10秒。

• ip_hash算法：對用戶的ip進行hash取值，然后分配到固定的一臺服務器上(一樣可以加權)。這樣每個ip都會固定一臺服務器。配置方法如下：

upstream myserver {
    ip_hash;
    server  192.168.0.103:8081;
    server  192.168.0.103:8082;
}

• least_conn：將請求轉發給連接數最少的服務器(一樣可以加權)。配置方法如下：

upstream myserver {
    least_conn;
    server  192.168.0.103:8081;
    server  192.168.0.103:8082;
}

• url_hash：這是第三方策略，對url進行hash取值，每個url確定一臺服務器。配置方法：

upstream myserver {
    hash $request_uri; 
    server  192.168.0.103:8081;
    server  192.168.0.103:8082;
}

• fair：這是第三方策略，服務器響應時間最短的優先分配。配置方法：

upstream myserver {
    server  192.168.0.103:8081;
    server  192.168.0.103:8082;
    fair;
}

上面說了動靜分離就是將動態和靜態請求分離開來，靜態請求就請求靜態服務器，動態請求就去請求tomcat。

1、實現方式：

• 將靜態資源放到靜態服務器單獨部署，動態資源放到動態服務器單獨部署(常用方式)。通過location指定不同后綴名實現不同的轉發。通過expires參數可以設置瀏覽器緩存過期時間。比如設置的值是3d，那么3天內的請求，會比對請求的文件有沒有更新，如果沒有，那就直接從瀏覽器緩存返回，狀態碼為304；如果有變化再從服務器重新下載，狀態碼為200。

• 將動靜態文件一起混合發布，再通過nginx來分開。

2、準備工作：
在linux上準備一些靜態資源，比如在/opt下新建一個目錄叫static，然后在static里面建兩個目錄，一個html，一個image，分別放入html文件(index.html)和image(timg.jpg)文件。

3、配置：
在server塊中進行如下配置：

listen       80;
server_name  www.xixihaha.com;    
location /html/ {
    root  /opt/static/;
    index index.html index.htm;
}
 location /image/ {
    root /opt/static/;
    # 自動列出目錄下的文件
    autoindex  on;
}

配置文件截圖如下：

要注意把location /html/和location /image/放到location /的前面。
最后的訪問效果如下圖：

現在是所有請求先到nginx，然后通過nginx分發到不同的tomcat中。萬一這臺nginx宕機了，那就涼涼了，所以nginx需要配置高可用。

如上圖，有兩個nginx，一個是主nginx，一個是備份nginx。它們倆對外提供一個虛擬IP，客戶端訪問的是虛擬IP。keepalived是一個軟件，它會監視nginx，如果正常，那么訪問主nginx，主宕機了，那么就切換到備份nginx。
1、準備工作：

• 在兩臺虛擬機上安裝nginx；

• 在兩臺虛擬機上都安裝keepalived，直接執行yum -y install keepalived即可安裝，安裝完成后在etc/keepalived目錄下有其配置文件keepalived.conf。

2、配置高可用：

• 修改keepalived.conf，將里面的內容全部刪掉，替換成下面的內容：

#全局定義
global_defs {
     notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.200.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL 
}

#檢測nginx是否宕機的腳本配置
vrrp_script chk_http_port {
   script "/usr/local/src/nginx_check.sh" #腳本的路徑
   interval 2  #檢測腳本執行時間間隔
   weight  2
}

#虛擬ip相關配置
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER #備份服務器上將此值改成BACKUP
    interface ens33 #centos7 執行 ip addr查看網卡
    virtual_router_id 51 #主備機此值需相同
    priority 100 #主備機取不同的優先級，主機大一些
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.0.105 #自定義一個虛擬IP
    }
}

• 編寫檢測腳本nginx_check.sh，放到上面配置的路徑中去。腳本內容如下：

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx -no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
   /usr/local/nginx/sbin/nginx
   sleep 2
   if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then
      killall keepalived
   fi
fi

• 啟動兩臺服務器的nginx和keepalived。啟動keepalived的命令為systemctl start keepalived.service。

3、測試：

• 先用配置的虛擬ip進行訪問。比如我兩臺虛擬機的ip分別是103和104，我配置的虛擬IP是105，那么直接在瀏覽器訪問105，可以成功訪問到nginx則配置成功。

• 在主服務器上執行ip addr命令，出現如下畫面，表示虛擬ip綁定成功：
  

  

• 把主服務器上的nginx和keepalived干掉，如果虛擬ip還可以正常訪問，那么說明配置成功。

• nginx啟動后，有兩個進程，一個master，管理員；一個worker，真正執行任務的進程。其實一個master可以管理多個worker，當有請求進來了，master就告訴所有的worker，worker接到通知就開始爭搶。搶到了任務的worker再去執行具體的操作。

• 一個master多個worker的好處是，比如我們可以在不重啟nginx的情況下執行nginx -s reload命令重新加載配置文件，這就是這樣設計的優點之一，即利于進行熱部署操作；每個worker是獨立的進程，即使有worker掛掉了，也還有其他worker能正常工作；

• 因為每個worker都可以將一個cpu的性能發揮到極致，所以worker的數量設置成cpu的核數相等最為合適。設置方法就是在nginx.conf中修改如下配置的數值即可：

worker_processes  1;

• 發送一個請求，如果是請求靜態，會占用兩個連接，一個請求到worker，另一個將靜態資源返回給客戶端；如果請求動態資源，那么就是4個，因為worker和tomcat之間還有兩個。

• nginx.conf中的如下配置是表示一個worker支持的最大連接數。

worker_connections  1024;

• worker的數量乘以每個worker支持的最大連接數，再去除以2和4，得到的就是nginx支持的最大并發數的區間。