从原理到实战，完全搞懂Nginx（高级篇）

时间  2020-01-15
标签 原理 实战 完全 nginx 高级 栏目 Nginx 繁體版
原文   原文链接

配置实例

  接 从原理到实战，完全搞懂Nginx，本文为 Nginx 实操高级篇。经过配置 Nginx 配置文件，实现正向代理、反向代理、负载均衡、Nginx 缓存、动静分离和高可用 Nginx 6种功能，并对 Nginx 的原理做进一步的解析。当须要使用 Nginx 配置文件时，参考本文实例便可，建议收藏。php

1. 正向代理

  正向代理的代理对象是客户端。正向代理就是代理服务器替客户端去访问目标服务器。css

1.1 实战一

实现效果：
  在浏览器输入 www.google.com , 浏览器跳转到www.google.com 。
具体配置：html

server{
    resolver 8.8.8.8;
    listen 80;

    location / {
        proxy_pass http://$http_host$request_uri;
    }
}
复制代码

在须要访问外网的客户端上执行如下一种操做便可：java

1. 方法1（推荐）
export http_proxy=http://你的正向代理服务器地址：代理端口   

2. 方法2
vim ~/.bashrc
export http_proxy=http://你的正向代理服务器地址：代理端口   
复制代码

2. 反向代理

  反向代理指代理后端服务器响应客户端请求的一个中介服务器，代理的对象是服务端。linux

2.1 实战一

实现效果：
  在浏览器输入 www.abc.com , 从 nginx 服务器跳转到 linux 系统 tomcat 主页面。
具体配置：nginx

server {
        listen       80;   
        server_name  192.168.4.32;   #监听地址
   
        location  / {       
           root html;  #/html目录
           proxy_pass http://127.0.0.1:8080;  #请求转向
           index  index.html index.htm;      #设置默认页       
        } 
    }
复制代码

2.2 实战二

实现效果：
  根据在浏览器输入的路径不一样，跳转到不一样端口的服务中。
具体配置：面试

server {
        listen       9000;   
        server_name  192.168.4.32;   #监听地址       
        
        location  ~ /example1/ {  
           proxy_pass http://127.0.0.1:5000;         
        } 

        location  ~ /example2/ {  
           proxy_pass http://127.0.0.1:8080;         
        } 
    }
复制代码

location 指令说明：正则表达式

  • ~ : 表示uri包含正则表达式，且区分大小写。
  • ~* : 表示uri包含正则表达式，且不区分大小写。
  • = : 表示uri不含正则表达式，要求严格匹配。

3 负载均衡

3.1 实战一

实现效果：
  在浏览器地址栏输入 http://192.168.4.32/example/a.html ，平均到 5000 和 8080 端口中，实现负载均衡效果。
具体配置：redis

upstream myserver {   
      server 192.167.4.32:5000;
      server 192.168.4.32:8080;
    }
    

    server {
        listen       80;   #监听端口
        server_name  192.168.4.32;   #监听地址
   
        location  / {       
           root html;  #html目录
           index index.html index.htm;  #设置默认页
           proxy_pass  http://myserver;  #请求转向 myserver 定义的服务器列表      
        } 
    }
复制代码

nginx 分配服务器策略数据库

  • 轮询（默认）
      按请求的时间顺序依次逐一分配，若是服务器down掉，能自动剔除。

  • 权重
      weight 越高，被分配的客户端越多，默认为 1。好比：

    upstream myserver {   
        server 192.167.4.32:5000 weight=10;
        server 192.168.4.32:8080 weight=5;
      }
复制代码

  • ip
      按请求 ip 的 hash 值分配，每一个访客固定访问一个后端服务器。好比：

    upstream myserver { 
        ip_hash;  
        server 192.167.4.32:5000;
        server 192.168.4.32:8080;
      }
复制代码

  • fair
      按后端服务器的响应时间来分配，响应时间短的优先分配到请求。好比：

    upstream myserver { 
        fair;  
        server 192.168.4.32:5000;
        server 192.168.4.32:8080;
      }
复制代码

4. Nginx 缓存

4.1 实战一

实现效果：
  在3天内，经过浏览器地址栏访问 http://192.168.4.32/a.jpg ，不会从服务器抓取资源，3天后（过时）则从服务器从新下载。
具体配置：

# http 区域下添加缓存区配置
proxy_cache_path /tmp/nginx_proxy_cache levels=1 keys_zone=cache_one:512m inactive=60s max_size=1000m;

# server 区域下添加缓存配置
location ~ \.(gif|jpg|png|htm|html|css|js)(.*) {
     proxy_pass http://192.168.4.32:5000；#若是没有缓存则转向请求
     proxy_redirect off;
     proxy_cache cache_one;
     proxy_cache_valid 200 1h;            #对不一样的 HTTP 状态码设置不一样的缓存时间
     proxy_cache_valid 500 1d;
     proxy_cache_valid any 1m;
     expires 3d;
}
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expires 是给一个资源设定一个过时时间，经过 expires 参数设置，可使浏览器缓存过时时间以前的内容，减小与服务器之间的请求和流量。也就是说无需去服务端验证，直接经过浏览器自身确认是否过时便可，因此不会产生额外的流量。此种方法很是适合不常常变更的资源。

5. 动静分离

5.1 实战一

实现效果：
  经过浏览器地址栏访问 www.abc.com/a.html ，访问静态资源服务器的静态资源内容。经过浏览器地址栏访问 www.abc.com/a.jsp ，访问动态资源服务器的动态资源内容。
具体配置：

upstream static {   
    server 192.167.4.31:80;
}

upstream dynamic {   
    server 192.167.4.32:8080;
}

server {
    listen       80;   #监听端口
    server_name  www.abc.com; 监听地址

    # 拦截动态资源
    location ~ .*\.(php|jsp)$ {
       proxy_pass http://dynamic;
    }
   
    # 拦截静态资源
    location ~ .*\.(jpg|png|htm|html|css|js)$ {       
       root /data/;  #html目录
       proxy_pass http://static;
       autoindex on;;  #自动打开文件列表
    }  
}
复制代码

6. 高可用

  通常状况下，经过 nginx 主服务器访问后台目标服务集群，当主服务器挂掉后，自动切换至备份服务器，此时由备份服务器充当主服务器的角色，访问后端目标服务器。

6.1 实战一

实现效果：
  准备两台 nginx 服务器，经过浏览器地址栏访问虚拟 ip 地址，把主服务器的 nginx 中止，再次访问虚拟 ip 地址仍旧有效。
具体配置：
（1）在两台 nginx 服务器上安 keepalived。
  keepalived 至关于一个路由，它经过一个脚原本检测当前服务器是否还活着，若是还活着则继续访问，不然就切换到另外一台备份服务器。

# 安装 keepalived
yum install keepalived -y

# 检查版本
rpm -q -a keepalived
keepalived-1.3.5-16.el7.x86_64
复制代码

（2）修改主备服务器 /etc/keepalived/keepalivec.conf 配置文件（可直接替换），完成高可用主从配置。
  keepalived 将 nginx 服务器绑定到一个虚拟 ip ， nginx 高可用集群对外统一暴露这个虚拟 ip，客户端都是经过访问这个虚拟 ip 来访问 nginx 服务器 。

global_defs {
    notification_email {
        acassen@firewall.loc
        failover@firewall.loc
        sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from_Alexandre.Cassen@firewall.loc
    smtp_server 192.168.4.32
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL  # 在 /etc/hosts 文件中配置，经过它能访问到咱们的主机
}

vrrp_script_chk_http_port {   
    script "/usr/local/src/nginx_check.sh"

    interval 2      # 检测脚本执行的时间间隔

    weight 2        # 权重每次加2
}

vrrp_instance VI_1 {
    interface ens7f0 # 网卡，需根据状况修改
    state MASTER    # 备份服务器上将 MASTER 改成 BACKUP
    virtual_router_id 51 # 主备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 100   # 主备机取不一样的优先级，主机值较大，备份机值较小
    advert_int 1  # 每隔多长时间（默认1s）发送一次心跳，检测服务器是否还活着
    authentication {
      auth_type PASS
      auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.100 # VRRP H 虚拟地址，能够绑定多个
    }
}
复制代码

字段说明

  • router_id： 在 /etc/hosts 文件中配置，经过它能访问到咱们的主机。

    127.0.0.1   localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
  ::1         localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
  127.0.0.1   LVS_DEVEL   
复制代码

  • interval： 设置脚本执行的间隔时间

  • weight： 当脚本执行失败即 keepalived 或 nginx 挂掉时，权重增长的值（可为负数）。

  • interface： 输入 ifconfig 命令查看当前的网卡名是什么。

    ens7f0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
          inet 192.168.4.32  netmask 255.255.252.0  broadcast 192.168.7.255
          inet6 fe80::e273:9c3c:e675:7c60  prefixlen 64  scopeid 0x20<link>
          ... ...
复制代码

（3）在 /usr/local/src 目录下添加检测脚本 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
复制代码

（4）启动两台服务器的 nginx 和 keepalived。

# 启动 nginx
./nginx

# 启动 keepalived
systemctl start keepalived.service
复制代码

（5）查看虚拟 ip 地址 ip a 。把主服务器 192.168.4.32 nginx 和 keepalived中止，再访问虚拟 ip 查看高可用效果。

6. 原理解析

  Nginx 启动以后，在 Linux 系统中有两个进程，一个为 master，一个为 worker。master 做为管理员不参与任何工做，只负责给多个 worker 分配不一样的任务（worker 通常有多个）。

ps -ef |grep nginx
root     20473     1  0  2019 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
nginx     4628 20473  0 Jan06 ?        00:00:00 nginx: worker process
nginx     4629 20473  0 Jan06 ?        00:00:00 nginx: worker process
复制代码

worker 是如何工做的？
  客户端发送一个请求首先要通过 master，管理员收到请求后会将请求通知给 worker，多个 worker 以争抢的机制来抢夺任务，获得任务的 worker 会将请求经由 tomcat 等作请求转发、反向代理、访问数据库等（nginx 自己是不直接支持 java 的）。

一个 master 和多个 worker 的好处？

  • 可使用 nginx -s reload 进行热部署。
  • 每一个 worker 是独立的进程，若是其中一个 worker 出现问题，其它 worker 是独立运行的，会继续争抢任务，实现客户端的请求过程，而不会形成服务中断。

设置多少个 worker 合适？
  Nginx 和 redis 相似，都采用了 io 多路复用机制，每一个 worker 都是一个独立的进程，每一个进程里只有一个主线程，经过异步非阻塞的方式来处理请求，每一个 worker 的线程能够把一个 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。

思考：
（1）发送一个请求，会占用 worker 几个链接数？
（2）有一个 master 和 4个 worker，每一个 worker 支持的最大链接数为 1024，该系统支持的最大并发数是多少？

  恭喜！目前为止你已经掌握了 Nginx 6种功能的配置方式，并和我一块儿进一步探讨了 Nginx 的原理。最后两个面试中可能会问到的思考题，欢迎你们评论区积极讨论。若是本文对你有所帮助，点赞互相鼓励一下吧~

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