Nginx_安装与配置实例（反向代理、负载均衡、动静分离、高可用）及原理

迈不过友情╰ 2023-07-17 09:57 10阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  简介
 *  Linux中安装Nginx
 *  常用命令
 *  配置文件
 *  配置实例-反向代理1
 *   *  实现效果
     *  准备工作
     *  具体配置
 *  配置实例-反向代理2
 *   *  实现效果
     *  准备工作
     *  具体配置
 *  配置实例-负载均衡
 *   *  实现效果
     *  准备工作
     *  具体配置
     *  分配策略
 *  配置实例-动静分离
 *   *  实现效果
     *  准备工作
     *  具体配置
 *  配置实例-高可用
 *   *  实现效果
     *  准备工作
     *  具体配置
     *  测试
 *  原理解析

# 简介 #

Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的服务器，处理高并发能力是十分强大的，能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达 50,000 个并发连接数。

*  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。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70]
 *  反向代理  
    反向代理，其实客户端对代理是无感知的，因为客户端不需要任何配置就可以访问，只需要将请求发送到反向代理服务器，由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，在返回给客户端，此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器，暴露的是代理服务器地址，隐藏了真实服务器 IP 地址。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]
 *  负载均衡  
    单个服务器解决不了的情况下，增加服务器的数量，然后将请求分发到各个服务器上，将原先请求集中到单个，服务器上的情况改为将请求分发到多个服务器上，将负载分发到不同的服务器  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]
 *  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。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

# Linux中安装Nginx #

1.  安装 openssl 、zlib 、 gcc 依赖

yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool openssl openssl-devel

1.  安装pcre依赖

#联网下载
    wget ftp://ftp.pcre.org/pub/pcre/pcre-8.44.tar.gz
    #解压
    tar -xvf pcre-8.44.tar.gz
    #进入解压后目录，执行./configure
    [root@localhost pcre-8.44]# ./configure
    #编译安装
    make && make install
    # 安装完成 验证版本
    pcre-config --version

1.  安装Nginx

# 下载
    wget http://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz
    # 解压
    tar -xvf nginx-1.16.1.tar.gz
    # 执行./configure
    cd nginx-1.16.1
    ./configure
    #编译安装
    make && make install

1.  启动Nginx

#进入
    cd /usr/local/nginx/sbin
    #启动
    ./nginx
    #查看进程
    ps -ef | grep nginx

1.  查看配置文件，浏览器访问

# 配置文件在nginx/conf/nginx.conf

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
在浏览器直接输入Linux系统的IP地址访问  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
如果不能访问，可以关闭防火墙：[CentOS7\_关闭防火墙][CentOS7]，或者设置开放端口号80

#查看开放的端口号
    firewall-cmd --list-all
    #设置开放的端口号
    firewall-cmd --add-service=http –permanent
    firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent
    #重启防火墙
    firewall-cmd –reload

# 常用命令 #

#首先必须进入到Nginx目录
    cd /usr/local/nginx/sbin
    #查看版本号
    ./nginx -v
    #启动
    ./nginx
    #关闭
    ./nginx -s stop
    #重新加载配置文件
    ./nginx -s reload

# 配置文件 #

1.  配置文件路径

/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

1.  内容
    
    1.  全局块：配置服务器整体运行的配置指令  
        ![在这里插入图片描述][20200321112119858.png]  
        比如 worker\_processes 1：处理并发数的配置
    2.  events 块 ：影响 Nginx 服务器与用户的网络连接  
        ![在这里插入图片描述][2020032111223417.png]  
        比如 worker\_connections 102：支持的最大连接数为 1024
    3.  http 块
        
        1.  http 全局块  
            ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]
        2.  server块  
            ![在这里插入图片描述][20200321112522126.png]

# 配置实例-反向代理1 #

## 实现效果 ##

访问Nginx服务器192.168.2.2,跳转到Linux系统Tomcat主页。

## 准备工作 ##

安装JDK

#下载，从华为镜像下载比较快
    wget https://repo.huaweicloud.com/java/jdk/11.0.1+13/jdk-11.0.1_linux-x64_bin.rpm
    #安装
    rpm -ivh jdk-11.0.1_linux-x64_bin.rpm
    #验证安装结果
    java -version

安装Tomcat

#下载
    wget https://mirror.bit.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-9/v9.0.33/bin/apache-tomcat-9.0.33.tar.gz
    #解压
    tar -xvf apache-tomcat-9.0.33
    #运行
    [root@localhost bin]# ./startup.sh

开放端口或者关闭防火墙

## 具体配置 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]  
测试：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]

# 配置实例-反向代理2 #

## 实现效果 ##

根据访问路径不同，跳转到不同服务器。  
访问http://192.168.2.2:9001/edu/跳转到8080端口服务器  
访问http://192.168.2.2:9001/vod/跳转到8081端口服务器

## 准备工作 ##

1.  准备两个Tomcat，8080和8081端口  
    ![2.][]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]
2.  创建文件夹和测试页面  
    分别在两个Tomcat的webapps目录下创建edu目录和vod目录，并在里面创建一个简单HTML页面

## 具体配置 ##

上一个实例已经配置过一个server块，这个实例重新配置一个sever块，两者并不冲突。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]  
location指令说明：

1.  `=` ：用于不含正则表达式的 uri 前，要求请求字符串与 uri **严格匹配**，如果匹配  
    成功，就停止继续向下搜索并立即处理该请求。
2.  `~`：用于表示 uri 包含正则表达式，并且**区分大小写**。
3.  `~*`：用于表示 uri 包含正则表达式，并且**不区分大小写**。
4.  `^~`：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。  
    注意：如果 uri 包含正则表达式，则必须要有 `~` 或者 `~*` 标识。  
    ![在这里插入图片描述][20200321190533204.png]  
    ![在这里插入图片描述][20200321190546432.png]

# 配置实例-负载均衡 #

## 实现效果 ##

访问http://192.68.2.2/edu/a.html,平均分配到8080和8081端口中

## 准备工作 ##

1.  准备两个Tomcat，8080和8081端口
2.  两个Tomcat的webapps目录中创建edu目录，其中创建a.html文件

## 具体配置 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]

## 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（权重）  
    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 192.168.2.2 weight = 10 ;
    server 192.168.2.2 weight = 10 ;
    }

1.  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。

upstream server_pool {
        
    ip_hash ;
    server 192.168.2.2:80 ;
    server 192.168.2.2:80 ;
    }

1.  fair  
    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 192.168.2.2:80 ;
    server 192.168.2.2:80 ;
    fair ;
    }

# 配置实例-动静分离 #

## 实现效果 ##

访问获取静态资源不经过Tomcat

## 准备工作 ##

1.  在Linux系统中保存一些静态资源

## 具体配置 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]  
autoindex on;的作用,可以显示目录  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]  
![在这里插入图片描述][20200321195949834.png]

# 配置实例-高可用 #

## 实现效果 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]

## 准备工作 ##

1.  两台Nginx服务器 192.168.2.2和192.168.2.4
2.  安装keepalived

yum install keepalived -y

## 具体配置 ##

配置/etc/keepalived/keepalived.conf

! Configuration File for keepalived
    
    global_defs {
        
       notification_email {
        
         acassen@firewall.loc
         failover@firewall.loc
         sysadmin@firewall.loc
       }
       notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
       smtp_server 192.168.2.2
       smtp_connect_timeout 30
       # 访问到主机
       #可以在/etc/hosts中设置名字
       router_id localhost
    }
    
    # 检测脚本
    vrrp_script chk_http_port{
        
    	script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
    	#执行间隔
    	interval 2	
    	#当前服务器挂掉时，设置权重	
    	weight 2	
    }
    
    vrrp_instance VI_1 {
        
        state MASTER		#从服务器此项为BACKUP
        interface ens33		#网卡
        virtual_router_id 51	#主从此id必须相同
        priority 100		#主服务器较大，从服务器较小，值越大优先级越高
        advert_int 1		#主从通信间隔
        authentication {
        
            auth_type PASS
            auth_pass 1111
        }
        virtual_ipaddress {
        
    		192.168.2.99	#VRRP 虚拟地址
        }
    }

在/usr/local/src/下添加检测脚本nginx\_check.sh

#!/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

启动Nginx和keepalived

./nginx -s reload
    systemctl start keepalived.service

## 测试 ##

访问192.168.2.99应该可以访问到两台Nginx服务器，将主服务器停掉，看是否可以访问到从服务器。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]  
也可通过`ip a`命令查看主服务器虚拟ip绑定  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]  
将主服务器停掉之后，再访问：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]  
访问到的是从服务器的页面，也可通过`ip a`命令查看从服务器虚拟ip绑定  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 18]

# 原理解析 #

1.  查看Nginx运行的进程：有**master**和**worker**两个进程  
    ![在这里插入图片描述][2020032212554525.png]  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 19]
2.  worker工作机制：  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 20]
3.  一个 master和多个woker的好处：
    
    1.  可以使用`nginx –s reload`热部署，利用nginx进行热部署操作（正在执行任务的worker继续执行当前任务，其他空闲worker争抢reload之后的任务）
    2.  每个 woker 是独立的进程，如果有其中的一个 woker 出现问题，其他 woker 独立的，继续进行争抢，实现请求过程，不会造成服务中断。
4.  合适的worker数量设置：  
    worker 数量和服务器的 cpu 数量相等是最为适宜的
5.  发送请求，占用了 woker的连接数
    
     *  静态资源：配置过动静分离后，不需要进一步访问服务器，只占用2个连接
     *  动态资源：需要进一步访问服务器，占用4个连接
6.  nginx 有1个master ，有4个 woker ，每个woker 支持最大的连接数 1024 ，支持的最大并发数是多少？
    
    1.  访问静态资源：`1024×4/2`
    2.  反向代理访问：`1024×4/4`
    3.  访问静态资源：`worker_connections × worker_processes /2`
    4.  反向代理访问：`worker_connections × worker_processes /4`

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230528/19d4e6841e144fc7bf6edd10d18265a1.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20230528/89d88af2f0b641379a3c0b097bf3cf8b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20230528/987830a170954f3099177938a121103e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20230528/938bf538b47148969656305bb9bae052.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20230528/7453f123d9234d00acb21677bab30f3f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20230528/52bc3a817ec84f82ad5846d21dd250f5.png
[CentOS7]: https://blog.csdn.net/Chill_Lyn/article/details/104832875
[20200321112119858.png]: /images/20230528/b0468fd1ef474808ae126bb3563ee058.png
[2020032111223417.png]: /images/20230528/38cd4873cb6548eaa933d7c4ec236274.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20230528/92f3ed4ed6194d298fc5acd0f57efbe8.png
[20200321112522126.png]: /images/20230528/a3c87cd31eeb487d9da0a03e5549eb8b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 7]: /images/20230528/ca67de8e18594a65bf7209195b9f3a4f.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 8]: /images/20230528/6014c8f9ac674731ba6661db94549323.png
[2.]: /images/20230528/3eac7edf6f7248008e12c11efe033bb5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 9]: /images/20230528/2cfa7362bad24d778031143c893c8a83.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 10]: /images/20230528/a4fff6dfc4d24735b4d3bc34c63fc304.png
[20200321190533204.png]: /images/20230528/72f6ff12bde14b3996115b685234be03.png
[20200321190546432.png]: /images/20230528/45a3d60e3b3645bdb55ba051329d26b3.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 11]: /images/20230528/86a3e0495cbd4c9babb2b6c63fcb6f93.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 12]: /images/20230528/78b4609414fb4a80931748d1e93d39b6.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 13]: /images/20230528/5aaae288145a4ff3ad130ba8444a65aa.png
[20200321195949834.png]: /images/20230528/87e025bb8051459aba374fb1371e76d4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 14]: /images/20230528/469b51fdfd1a4be9ab6e6982684bdb14.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 15]: /images/20230528/eeb8668b06d142b698b78636f42f1c9b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 16]: /images/20230528/bdd3d3560dbc490daca4a045b27982e4.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 17]: /images/20230528/30c1b279420649248e32749713ed19dd.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 18]: /images/20230528/6662775acfa4438b9621c57ce6bcbf44.png
[2020032212554525.png]: /images/20230528/c86a6dc95ae64ecb9cb99c9d90f29c5e.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 19]: /images/20230528/12c7b59b02a04e3989e68c9704fe3342.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0NoaWxsX0x5bg_size_16_color_FFFFFF_t_70 20]: /images/20230528/c9fabc83875942bfb1cb6ca1c3f9ad3f.png