一、Nginx基本概念
1、什么是nginx
- Nginx 是一个高性能的Web服务器和反向代理服务器，也可作为邮件代理服务器；
- Nginx由俄罗斯人Igor Sysoev 采用C语言开发编写，第一个版本公布于2004年10月4日；
- Nginx特点占有内存少，并发能力强，以高性能，低消耗闻名，Nginx官方测试为5万并发请求；
nginx_logo.jpg
2、什么是反向代理
2.1什么是正向代理
正向代理，是在用户端的。比如需要访问某些国外网站，我们可能需要购买vpn。
并且vpn是在我们的用户浏览器端设置的,浏览器先访问vpn地址，vpn地址转发请求，并最后将请求结果原路返回来。
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2.2什么是反向代理
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，我们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。
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3、什么是负载均衡
负载均衡（Load Balance），意思是将负载（工作任务，访问请求）进行平衡、分摊到多个操作单元（服务器，组件）上进行执行。是解决高性能，单点故障（高可用），扩展性（水平伸缩）的终极解决方案。
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4、什么是动静分离
在Web开发中，通常来说，动态资源其实就是指那些后台资源，而静态资源就是指HTML，JavaScript，CSS，img等文件。
一般来说，都需要将动态资源和静态资源分开，将静态资源部署在Nginx上，当一个请求来的时候，如果是静态资源的请求，就直接到nginx配置的静态资源目录下面获取资源，如果是动态资源的请求，nginx利用反向代理的原理，把请求转发给后台应用去处理，从而实现动静分离。
在使用前后端分离之后，可以很大程度的提升静态资源的访问速度，同时在开过程中也可以让前后端开发并行可以有效的提高开发时间，也可以有些的减少联调时间 。
image.png
二、Nginx基本使用
1、nginx安装
1.1安装nginx依赖包
[root@server ~]# yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool openssl openssl-devel pcre
gcc编译器 gcc
openssl库 openssl,openssl-devel
pcre库 pcre,pcre-devel
zlib库 zlib,zlb-devel
1.2安装nginx
[root@server ~]# cd /usr/local/
[root@server local]# ls
bin games lib libexec sbin src
etc include lib64 nginx-1.16.1.tar.gz share
[root@server local]# tar -zxvf nginx-1.16.1.tar.gz
[root@server local]# cd nginx-1.16.1
[root@server nginx-1.16.1]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx
[root@server nginx-1.16.1]# make && make install
1、解压nginx*.tar.gz
2、切换到nginx主目录
3、执行配置命令 ./configure --prefix=/usr/local/nginx (--prefix是指定安装路径）
4、执行命令进行编译
5、执行命令进行安装
1.3启动nginx
[root@server nginx-1.16.1]# cd /usr/local/nginx/sbin/
[root@server sbin]# ./nginx
1、普通启动
切换到nginx安装目录的sbin目录，执行./nginx
2、通过配置文件启动
./nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
1.4检查
[root@server sbin]# ps -ef | grep nginx
root 17806 1 0 00:24 ? 00:00:00 nginx: master process ./nginx
nobody 17807 17806 0 00:24 ? 00:00:00 nginx: worker process
root 17809 9820 0 00:25 pts/0 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@server sbin]# netstat -ntulp | grep 80
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 17806/nginx: master
[root@server sbin]# ./nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf -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
1、通过进程检查
master进程用于读取配置文件，并且维护管理worker进程
worker进程对请求进行处理
2、通过查看端口
3、检查配置文件
./nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf -t
2、nginx常用命令
杀死进程
kill -QUIT 主pid
kill -TERM 主pid
命令关闭
./nginx -s stop
重启
./nginx -s reload
帮助
-?,-h : this help
-v : show version and exit
-V : show version and configure options then exit
-t : test configuration and exit
-T : test configuration, dump it and exit
-q : suppress non-error messages during configuration testing
-s signal : send signal to a master process: stop, quit, reopen, reload
-p prefix : set prefix path (default: /usr/local/nginx/)
-c filename : set configuration file (default: conf/nginx.conf)
-g directives : set global directives out of configuration file
3、nginx配置文件
配置文件路径: [nginx安装路径]/conf/nginx.conf
比如这次环境的路径在/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
配置文件内容为
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
3.1worker配置
从配置文件开始到 events 块之间的内容，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。
worker_processes 1;
worker_processes 设置nginx可以并发处理进程的大小
3.2events配置
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 {
worker_connections 1024;
}
worker_connections 设置nginx worker（进程）支持的最大连接数
3.3httpd配置
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
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。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。
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。1、全局 server 块
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。
2、 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：
nginx.png
= ：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。
~：用于表示 uri 包含正则表达式，并且区分大小写。
~：用于表示 uri 包含正则表达式，并且不区分大小写。
^~：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。
三、Nginx反向代理配置
1、反向代理配置实例1
实验环境 192.168.1.41
启动一个tomcat 端口为8080
nginx使用默认端口80
访问 http://192.168.1.41反向代理到 http://192.168.1.41:8080
1启动一个tomcat端口8080
[root@server ~]# yum -y install java
[root@server local]# ls /usr/local/apache-tomcat-7.0.96.tar.gz
/usr/local/apache-tomcat-7.0.96.tar.gz
[root@server local]# tar -zxvf apache-tomcat-7.0.96.tar.gz
[root@server local]# cd apache-tomcat-7.0.96
[root@server apache-tomcat-7.0.96]# ./bin/startup.sh
[root@server apache-tomcat-7.0.96]# netstat -ntulp | grep 8080
tcp6 0 0 :::8080 :::* LISTEN 9851/java
2配置nginx.conf
[root@server nginx]# vim conf/nginx.conf
server {
listen 80;
server_name 192.168.1.41;
location / {
proxy_pass http://192.168.1.41:8080;
index index.html index.htm;
}
}
[root@server nginx]# ./sbin/nginx
3验证
测试结果.png
2、反向代理配置实例2
实验环境 192.168.1.41
启动两个tomcat 端口为8081，8082
nginx使用端口32880
访问 http://192.168.1.41:32880/test1/ 反向代理到 http://192.168.1.41:8081/test1
访问 http://192.168.1.41:32880/test2 反向代理到 http://192.168.1.41:8082/test2
1启动两个tomcat 端口为8081，8082
[root@server local]# cd /usr/local/
[root@server local]# cp -rvf apache-tomcat-7.0.96 tomcat1
[root@server local]# cp -rvf apache-tomcat-7.0.96 tomcat2
[root@server local]# cd tomcat1
[root@server tomcat1]# vim conf/server.xml
<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN">
<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
[root@server tomcat1]# mkdir webapps/test1
[root@server tomcat1]# echo test1 > webapps/test1/index.html
[root@server tomcat1]# ./bin/startup.sh
Tomcat started.
[root@server tomcat1]# cd ../tomcat2
[root@server tomcat2]# vim conf/server.xml
<Server port="8007" shutdown="SHUTDOWN">
<Connector port="8082" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
[root@server tomcat2]# mkdir webapps/test2
[root@server tomcat2]# echo test2 > webapps/test2/index.html
[root@server tomcat2]# ./bin/startup.sh
Tomcat started.
[root@server tomcat2]# netstat -ntulp | grep 808
tcp6 0 0 :::8081 :::* LISTEN 10072/java
tcp6 0 0 :::8082 :::* LISTEN 10136/java
2配置nginx.conf
[root@server tomcat2]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
server {
listen 32880;
server_name 192.168.1.41;
location /test1 {
proxy_pass http://192.168.1.41:8081;
}
location /test2 {
proxy_pass http://192.168.1.41:8082;
}
}
[root@server tomcat2]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
3验证
测试结果1.png
测试结果2.png
3、反向代理配置实例3
实验环境192.168.1.41 192.168.1.42
在192.168.1.42启动一个httpd 端口为80
nginx使用端口32881
访问http://192.168.1.41:32881反向代理到 http://192.168.1.42:80
1在192.168.1.42启动一个httpd 端口为80
[root@localhost ~]# yum -y install httpd
[root@localhost ~]# systemctl start httpd
2配置nginx.conf
[root@server ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
server {
listen 32881;
server_name 192.168.1.41;
location / {
proxy_pass http://192.168.1.42:80;
index index.html index.htm;
}
}
[root@server ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
3验证
验证结果.png
四、Nginx负载均衡配置
1、负载均衡配置实例1
实验环境 192.168.1.41
启动两个tomcat 端口为8083 8085
nginx端口使用32882
访问http://192.168.1.41:32882负载均衡到http://192.168.1.41:8083和http://192.168.1.41:8085
1启动一个tomcat端口8080
[root@server local]# cd /usr/local/
[root@server local]# cp -rvf apache-tomcat-7.0.96 tomcat3
[root@server local]# cp -rvf apache-tomcat-7.0.96 tomcat5
[root@server local]# cd tomcat3
[root@server tomcat13# vim conf/server.xml
<Server port="8008" shutdown="SHUTDOWN">
<Connector port="8083" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
[root@server tomcat3]# ./bin/startup.sh
Tomcat started.
[root@server tomcat5]# cd ../tomcat4
[root@server tomcat5]# vim conf/server.xml
<Server port="8010" shutdown="SHUTDOWN">
<Connector port="8085" protocol="HTTP/1.1"
connectionTimeout="20000"
redirectPort="8443" />
[root@server tomcat5]# ./bin/startup.sh
Tomcat started.
[root@server tomcat5]# netstat -ntulp | grep 808
tcp6 0 0 :::8083 :::* LISTEN 10072/java
tcp6 0 0 :::8085 :::* LISTEN 10136/java
2配置nginx.conf
[root@server ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
upstream myserver1{
ip_hash;
server 192.168.1.41:8083 weight=1;
server 192.168.1.41:8085 weight=1;
}
server{
listen 32882;
server_name 192.168.1.41;
location / {
proxy_pass http://myserver1;
}
}
[root@server ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
3验证
image.png
这样看不出效果，因为两个tomcat都长得一样，如果想要有更直观得效果，可以给两个tomcat编写不同得代码。
2、负载均衡配置实例2
实验环境 192.168.1.41 192.168.1.42 192.168.1.43
在192.168.1.42启动一个httpd，在192.168.1.43启动一个httpd
nginx端口使用32883
访问http://192.168.1.41:32883负载均衡到http://192.168.1.42和http://192.168.1.43
1在192.168.1.42启动一个httpd，在192.168.1.43启动一个httpd
[root@client1 ~]# yum -y install httpd
[root@client1 ~]# systemctl start httpd
[root@client2 ~]# yum -y install httpd
[root@client2 ~]# systemctl start httpd
2配置nginx.conf
upstream myserver2{
server 192.168.1.42:80 weight=1;
server 192.168.1.43:80 weight=1;
}
server{
listen 32883;
server_name 192.168.1.41;
location / {
proxy_pass http://myserver2;
}
}
[root@server ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
3验证
image.png
这样看不出效果，因为两个http都长得一样，如果想要有更直观得效果，可以给两个http编写不同得代码。
3、负载均衡策略
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。
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：
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。
五、Nginx动静分离配置
实验环境 192.168.1.41 192.168.1.42
在192.168.1.42启动一个tomcat，默认端口8080，模拟动态资源
在192.168.1.42启动一个httpd，默认端口80，放置一些图片模拟静态资源
nginx端口使用32884
访问http://192.168.1.41:32884直接跳转192.168.1.42:8080访问动态资源
访问http://192.168.1.41:32884/image直接跳转192.168.1.42/image访问静态资源
1在192.168.1.42启动一个tomcat，默认端口8080，模拟动态资源
在192.168.1.42启动一个httpd，默认端口80，放置一些图片模拟静态资源
[root@client1 local]# ls /usr/local/apache-tomcat-7.0.96.tar.gz
/usr/local/apache-tomcat-7.0.96.tar.gz
[root@client1 local]# tar -zxvf apache-tomcat-7.0.96.tar.gz
[root@client1 local]# cd apache-tomcat-7.0.96
[root@client1 apache-tomcat-7.0.96]# ./bin/startup.sh
Tomcat started.
[root@client1 apache-tomcat-7.0.96]# netstat -ntulp | grep 8080
tcp6 0 0 :::8080 :::* LISTEN 43444/java
[root@client1 apache-tomcat-7.0.96]# cd /var/www/html/
[root@client1 html]# mkdir image
[root@client1 html]# ls image/
60ce3e23bbebfdf3a58c54705030e6f9cbcca934.jpg
Autumn_in_Kanas_by_Wang_Jinyu.jpg
Balloon_by_Matt_Benson.jpg
Beach_by_Samuel_Scrimshaw.jpg
beijing.jpg
desktop.jpg
f0df38ae0d5d668e448d12640810ee2065a6df64.jpg
2配置nginx.conf
server {
listen 32884;
server_name 192.168.1.41;
location / {
proxy_pass http://192.168.1.42:8080;
index index.html index.htm;
}
location /image {
proxy_pass http://192.168.1.42:80;
index index.html index.htm;
}
[root@server ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
3验证
image.png
image.png
六、Nginx高可用配置
实验环境192.168.1.41 192.168.1.42
1在两个节点运行nginx和keepalived，nginx参照 安装nginx和运行nginx
[root@server ~]# yum -y install keepalived
[root@client1 ~]# yum -y install keepalived
2配置master节点
[root@master ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@server ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
vrrp_script chk_http_port {
script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
interval 2
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
track_script {
chk_http_port
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.5
}
[root@client1 ~]# vim /usr/local/src/nginx_check.sh
#!/bin/bash
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
systemctl start nginx
if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
killall keepalived
fi
fi
[root@client1 ~]# systemctl start keepalived
3配置backup节点
[root@client1 ~]# cp /etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/keepalived.conf.bak
[root@client1 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
vrrp_script chk_http_port {
script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
interval 2
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 99
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
track_script {
chk_http_port
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.5
}
[root@client1 ~]# vim /usr/local/src/nginx_check.sh
#!/bin/bash
A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
systemctl start nginx
if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
killall keepalived
fi
fi
[root@client1 ~]# systemctl start keepalived
4验证
image.png
七、Nginx原理
master&worker.png
nginx_client.png
master-workers 的机制的好处
首先，对于每个 worker 进程来说，独立的进程，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销，同时在编程以及问题查找时，也会方便很多。其次，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。当然， worker 进程的异常退出，肯定是程序有 bug 了，异常退出，会导致当前 worker 上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险
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_conf.png
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