Linux云计算架构-使用nginx进行反向代理、负载均衡、动静分离

本是古典何须时尚 2022-12-02 01:06 191阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  Linux云计算架构-使用nginx进行反向代理、负载均衡、动静分离
 *   *  1. 下载并启动tomcat
     *  2. nginx反向代理
     *  3. nginx负载均衡
     *  4. nginx动静分离
     *  5. nginx动静分离和负载均衡、反向代理结合

# Linux云计算架构-使用nginx进行反向代理、负载均衡、动静分离 #

nginx下载地址：`http://nginx.org/en/download.html`

tomcat下载地址：`https://tomcat.apache.org/download-90.cgi`

**实验版本**：`nginx1.19.2` `tomcat9.0.37`

## 1. 下载并启动tomcat ##

[root@master ~]# cd /usr/local/
    [root@master local]# rz
    
    [root@master local]# ll apache-tomcat-9.0.37.tar.gz
    -rw-r--r-- 1 root root 11211292 8月  27 20:35 apache-tomcat-9.0.37.tar.gz
    [root@master local]# tar xzf apache-tomcat-9.0.37.tar.gz
    # 对解压包重命名，是因为在生产环境中可能需要多个tomcat进行负载均衡。
    [root@master local]# mv apache-tomcat-9.0.37 tomcat0
    [root@master local]# cd tomcat0/
    [root@master tomcat0]# ll
    总用量 124
    drwxr-x--- 2 root root  4096 8月  27 20:40 bin
    -rw-r----- 1 root root 18982 7月   1 04:14 BUILDING.txt
    drwx------ 2 root root   238 7月   1 04:14 conf
    -rw-r----- 1 root root  5409 7月   1 04:14 CONTRIBUTING.md
    drwxr-x--- 2 root root  4096 8月  27 20:40 lib
    -rw-r----- 1 root root 57092 7月   1 04:14 LICENSE
    drwxr-x--- 2 root root     6 7月   1 04:09 logs
    -rw-r----- 1 root root  2333 7月   1 04:14 NOTICE
    -rw-r----- 1 root root  3255 7月   1 04:14 README.md
    -rw-r----- 1 root root  6898 7月   1 04:14 RELEASE-NOTES
    -rw-r----- 1 root root 16262 7月   1 04:14 RUNNING.txt
    drwxr-x--- 2 root root    30 8月  27 20:40 temp
    drwxr-x--- 7 root root    81 7月   1 04:12 webapps
    drwxr-x--- 2 root root     6 7月   1 04:09 work
    # 启动tomcat，默认端口号是8080
    [root@master tomcat0]# ./bin/startup.sh 
    Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat0
    Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat0
    Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat0/temp
    Using JRE_HOME:        /usr
    Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat0/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat0/bin/tomcat-juli.jar
    Tomcat started.
    [root@master tomcat0]# ps aux | grep 8080
    root      10840  0.0  0.0 112724   988 pts/0    S+   20:46   0:00 grep --color=auto 8080
    [root@master tomcat0]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=8080/tcp
    success
    [root@master tomcat0]# firewall-cmd --reload
    success

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

## 2. nginx反向代理 ##

**正向代理**：用户和服务器之间的连接桥梁【用户做的桥梁】  
**反向代理**：用户和服务器之间的连接桥梁【服务器做的桥梁】  
**举例：**

> 用户A想访问微博，不能直接访问微博，所以用户A找了用户B，通过用户B去访问微博。这叫正向代理  
> 用户A想访问微博，不能直接访问微博，只能直接访问百度，微博把其上的资源放到了百度上，当用户访问微博的资源时，百度就给予回应。这叫反向代理。

而**Nginx反向代理，即是指用户访问nginx，向nginx发送一个请求，请求的资源是在tomcat上，nginx将请求转发到tomcat上，tomcat就会回应用户，并返回相应资源。**  
**nginx是一个web服务器，速度快，但是不能作为Servlet 容器独立运行。所以通常的工作方式是Nginx配合Tomcat来协同工作。 这就是为什么要单独提供Tomcat，以方便配合Nginx进行工作。**

直接访问`192.168.8.184`，即是访问nginx服务的80端口号。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

访问`192.168.8.184:8080`，即是访问tomcat服务的8080端口号。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

**反向代理**：访问`192.168.8.184`上的资源，而nginx把请求资源存放到了tomcat上，故会访问到`192.168.8.184:8080`上面的资源。

# 配置代码
    [root@master ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
     45         location / { 
     46             root   html;
     47             proxy_pass http://192.168.8.184:8080/;   # proxy_pass反向代理
     48             index  index.html index.htm;
     49         }
    [root@master ~]# nginx -t
    nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
    nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
    [root@master ~]# nginx -s reload
    # 再次访问192.168.8.184，可以看到如下内容，而不再是haha

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

## 3. nginx负载均衡 ##

nginx的**upstream负载**有5种方式：  
**①轮询(默认)**  
**②按weight分配**  
**③ip\_hash**，同一客户端访问同一后端服务器。  
**④fair**，按后端服务器的响应时间分配请求，响应时间短的先分配。  
**⑤url\_hash**，相同url请求分配到同一后端服务器。常用于后端服务器为缓存服务器的场景。

为了达到负载均衡的效果，这里使用2个tomcat来提供服务。

# 查看下8081端口号是否被占用，发现没有，那么tomcat可以使用8081端口号。
    
    [root@master webapps]# netstat -antup | grep 8080
    tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      10736/java          
    [root@master webapps]# netstat -antup | grep 8081
    
    # 查看下8086端口号是否被占用，发现没有，那么tomcat可以使用8086端口号作为关闭服务的端口。
    [root@master webapps]# netstat -antup | grep 8086
    
    # 部署tomcat1
    [root@master ~]# cd /usr/local/
    [root@master local]# ll apache-tomcat-9.0.37.tar.gz 
    -rw-r--r-- 1 root root 11211292 8月  27 20:35 apache-tomcat-9.0.37.tar.gz
    [root@master local]# tar xzf apache-tomcat-9.0.37.tar.gz
    [root@master local]# mv apache-tomcat-9.0.37 tomcat1 
    [root@master local]# vim ./tomcat1/conf/server.xml
     22 <Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN">         # 停止tomcat服务端口号，默认8005
    
     69     <Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1"   # 访问http端口号，默认8080
     70                connectionTimeout="20000"
     71                redirectPort="8443" />
     
     
    [root@master ~]# /usr/local/tomcat1/bin/startup.sh 
    Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat1
    Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat1
    Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat1/temp
    Using JRE_HOME:        /usr
    Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat1/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat1/bin/tomcat-juli.jar
    Tomcat started.
    [root@master local]# firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=8081/tcp
    success
    [root@master local]# firewall-cmd --reload 
    success
    
    # 可以看到8080和8081都已经开启了。
    [root@master local]# netstat -antup | grep 8080
    tcp6       0      0 :::8080                 :::*                    LISTEN      10736/java          
    [root@master ~]# netstat -antup | grep 8081
    tcp6       0      0 :::8081                 :::*                    LISTEN      12533/java

访问http://192.168.8.184:8081/，结果如下：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]

# 部署nginx负载均衡
    [root@master ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
     35     upstream tomcat_local{      # upstream负载均衡器
     36         server 192.168.8.184:8080 weight=1;
     37         server 192.168.8.184:8081 weight=2;
     38     }
     39 
     40     server { 
     41         listen       80;
     42         server_name  localhost;
     43 
     44         #charset koi8-r;
     45 
     46         #access_log logs/host.access.log main;
     47 
     48         location / { 
     49             root   html;
     50             proxy_pass http://tomcat_local;
     51             index  index.html index.htm index.jsp;
     52             proxy_set_header Host $host:$server_port;
     53             proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
     54             proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
     55             proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
     56         }
    
    [root@master ~]# nginx -t
    nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
    nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
    [root@master ~]# nginx -s reload
    
    # 我这里换了个局域网，IP地址换了，不影响测试。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]

通过访问一次页面产生的访问日志可以看出，tomcat1的日志多余tomcat0，就是说nginx把比较多请求交给了tomcat1处理，而tomcat0比较少，比例即为weight的比值。

## 4. nginx动静分离 ##

**静态资源**： 当用户多次访问这个资源，资源的源代码基本不会发生改变的资源。【图片、css、js】  
**动态资源**：当用户多次访问这个资源，资源的源代码可能会发生改变。【jsp】  
**动静分离**：静态资源交由nginx直接处理，而nginx不好处理的动态资源反代到tomcat处理，从而达到动静分离的效果。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
①修改nginx服务的主配置文件，要重启nginx服务。将静态资源交由nginx处理，tomcat只处理动态资源。

# 动静分离配置 
    		location / { 
              # root html;
                proxy_pass http://192.168.137.7:8080;   # 把请求的所有资源都反代到tomcat上
              # index index.html index.htm index.jsp;
              # proxy_set_header Host $host:$server_port;
              # proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
              # proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
              # proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            }
    
            location ~ .*\.(css|js|png) {                # 如果是该类型的资源，直接在nginx上处理
               root /usr/local/tomcat0/webapps/ROOT/;    # 静态资源nginx直接处理，其余的反代到tomcat上处理。要声明nginx直接处理的静态资源存放目录，并授予755权限。
            }
            
            
    # 动静分离思想：
    ①由于请求是先经过nginx的，静态资源在经过nginx的时候就会被直接处理，不会反向代理到tomcat上，而动态资源nginx不处理，会被反向代理到tomcat上进行处理。【如上述配置，这种方法适合做负载均衡】
    ②由于请求是先经过nginx的，可以判断该资源是否是动态资源，是的话反向代理到tomcat上处理。【如下配置，这种方法不适合做负载均衡】
            location / { 
                root /usr/local/tomcat0/webapps/ROOT/;   # 请求资源目录
                index index.html index.htm index.jsp;    # 允许请求的资源类型
            }
            location ~ .*\.(jsp|css)$ {                   # 筛选出jsp和css类型
                proxy_pass http://192.168.137.7:8080;    # 把这些类型反代到tomcat上处理
               # proxy_set_header Host $host:$server_port;
               # proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
               # proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
               # proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            }

②输入网址`http://192.168.137.7/`，并查看tomcat的访问情况，可以看到tomcat提供的是动态资源。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]

**nginx服务在处理静态文件的吞吐量上优于tomcat，故nginx直接处理静态资源，而nginx不好处理的动态资源交由tomcat直接处理，从而达到动静分离的效果。**

## 5. nginx动静分离和负载均衡、反向代理结合 ##

*  若使用了Nginx动静分离，则请求中所有的静态资源都由nginx处理，tomcat则不再处理静态资源。
 *  若使用了Nginx负载均衡，则请求的所有资源按权重进行分配给相应的tomcat处理。
 *  若同时使用了Nginx动静分离和负载均衡，则静态资源由nginx处理，动态资源按权重分配给tomcat处理。

upstream tomcat_local { 
         server 192.168.8.186:8080 weight=1;
         server 192.168.8.186:8081 weight=2;
       }
    
        server { 
            listen       80;
            server_name  localhost;
    
            #charset koi8-r;
    
            #access_log logs/host.access.log main;
            location / {                        # 资源都反向代理到tomcat上分发处理
                root html;
                proxy_pass http://tomcat_local;
                proxy_set_header Host $host:$server_port;
                proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
                proxy_set_header REMOTE-HOST $remote_addr;
                proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            }
            location ~ .*\.(css|js|png) {        # 静态资源单独获取
                root /usr/local/tomcat0/webapps/ROOT/;
            }
    # 在生产环境中，要做到真正的动静分离，要把动态资源和静态资源分开存放。静态资源一般存放在nginx的网站数据目录下。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221123/46932089069d4bf48dfdb36c3a829a24.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221123/9ded58e045464478b165e6c3638a742d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221123/fca9de06112a4fc9aba40643edfd2611.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]: /images/20221123/9d3ff9654c2f45ec8fae96436d041fff.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 4]: /images/20221123/7085bc1940084cde8f3e2c9a87212eb2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 5]: /images/20221123/9c786a13a9694e47b44eae4143c5a3d2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 6]: /images/20221123/41833c8a3ce64590b5d4a9c3e9ea113d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221123/be646b7ef8f1443997ddcb031ba0731a.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 7]: /images/20221123/9e0aafb5871649488b4be5d9888c1b40.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl8zNjUyMjA5OQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 8]: /images/20221123/fb05c48800cd48fdb46d9b35cdd09506.png