尚硅谷 NginX 筆記

在此感謝 尚硅谷Nginx教程由淺入深 教程

NginX簡介

什么是Nginx

​ Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的服務器，可以作為靜態網頁的web服務器，處理高並發能力是十分強大的，特點是占有內存少，並發能力強，能經受高負載的考驗，有報告表明能支持高達 50000 個並發連接數。

重要概念

正向代理

• 先在客戶端（瀏覽器）配置代理服務器，通過代理服務器才能對互聯網中的資源進行訪問。

反向代理

• 客戶端對代理是無感知的，因為客戶端不需要任何配置就可以訪問，我們只需要將請求發送到反向代理服務器，由反向代理服務器去選擇目標服務器獲取數據后，返回給客戶端，此時反向代理服務器和目標服務器對外就是一個服務器
• 暴露的是代理服務器地址，隱藏了真實服務器 IP 地址
• 對用戶來講，自己是與代理服務器進行請求訪問，實際上是請求到達代理服務器后，由代理服務器去不同ip地址或端口獲取資源，最終返回。

負載均衡

問題提出：

​ 在早期的架構模式中，能應對並發請求相對較少的情況，通過客戶端發送請求，服務器處理請求並可能返回數據庫的交互數據。

​ 然而在信息數量不斷增長和訪問量、數據量的增大，這種架構往往支撐不了，需要增加服務器的數量，將請求分發到各個服務器上。

什么是負載均衡：

• 增加服務器的數量，然后將請求分發到各個服務器上，將原先請求集中到單個服務器上的情況改為將請求分發到多個服務器上，將負載分發到不同的服務器，也就是負責均衡。

動靜分離

傳統方式：

• 服務器端部署有靜態資源（JS、HTML等）和動態資源（jsp、servlet等）

為了加快網站解析速度，采用動靜分離的方式：

• 把動態頁面和靜態頁面由不同的服務器來解析，加快解析速度，降低原來單個服務器的壓力。

安裝NginX

1. 安裝 openssl 、zlib 、 gcc 依賴

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

2. 安裝 pcre 依賴

• 進入 usr/src 目錄下，直接向xshell中拖入下載好的 pcre-8.37.tar.gz 壓縮包
• 使用解壓命令 tar –xvf pcre-8.37.tar.gz

• 進入解壓后的 pcre-8.37 文件夾中，並使用 ./configure 命令

• 在pcre-8.37 文件夾中，最后使用 make && make install 命令，即先編譯再安裝

3. 同理，在usr/src 目錄下，直接向xshell中拖入下載好的 nginx.tar.gz 壓縮包

• 解壓，./configure，make && make install
• 進入目錄 /usr/local/nginx/sbin/nginx 啟動服務

4. 檢查是否安裝成功

• 在瀏覽器中輸入linux地址，如http://192.168.xx.xxx/

• 如果沒有顯示頁面，可以關閉防火牆：

  關閉防火牆：systemctl stop firewalld

  開啟防火牆：systemctl start firewalld

  查看防火牆狀態：systemctl status firewalld

• 檢查瀏覽器，出現下面的頁面，則安裝成功！

• 為了讓防火牆不攔截Nginx的端口，可以進行如下設置：
  • 查看開放的端口號：firewall-cmd --list-all
  • 設置開放的端口號：firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent
  • 重啟防火牆：firewall-cmd --reload

常用命令

進入nginx目錄中，nginx命令必須在nginx的sbin目錄下進行使用：

cd /usr/local/nginx/sbin

1. 查看版本號

./nginx -v

2. 啟動nginx

./nginx

3. 停止nginx

./nginx -s stop

4. 重新加載nginx

./nginx -s reload

配置文件

1. nginx配置文件位置

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

2. 配置文件的內容

• 全局塊：

  ​ 從配置文件開始到 events 塊之間的內容，主要會設置一些影響 nginx 服務器整體運行的配置指令，主要包括配置運行 Nginx 服務器的用戶（組）、允許生成的 worker process 數，進程 PID 存放路徑、日志存放路徑和類型以及配置文件的引入等。

  ​ 例如：worker_processes 值越大，可以支持的並發處理量也越多

• events塊：

  ​ events 塊涉及的指令主要影響 Nginx 服務器與用戶的網絡連接，常用的設置包括是否開啟對多 work process 下的網絡連接進行序列化，是否允許同時接收多個網絡連接，選取哪種事件驅動模型來處理連接請求，每個 word process 可以同時支持的最大連接數等。

• http塊：

  ​ 配置中最頻繁的部分，代理、緩存和日志定義等絕大多數功能和第三方模塊的配置都在這里，需要注意的是：http 塊也可以包括 http 全局塊、server 塊。

  • http 全局塊

    http 全局塊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、單鏈接請求數上限等。

  • server 塊

    • 每個 http 塊可以包括多個 server 塊，而每個 server 塊就相當於一個虛擬主機
    • 每個 server 塊也分為全局 server 塊，以及可以同時包含多個 locaton 塊

配置實例

反向代理 實例一

1、實現的效果

打開瀏覽器，在瀏覽器地址欄輸入地址 www.123.com，跳轉到 liunx 系統 tomcat 主頁 面中

2、准備工作

• 在linux系統中安裝Tomcat，使用默認端口8080

  • 將tomcat安裝文件放到linux系統下的usr/src文件夾中，解壓
  • 進入tomcat的bin目錄中，./startup.sh啟動tomcat服務器

• 添加對外開放訪問端口的權限

  添加8080端口：firewall-cmd --add-port=8080/tcp --permanent

  重載防火牆：firewall-cmd –reload

  查看已經開放的端口號： firewall-cmd --list-all

• 測試：在windows系統中輸入linux服務器，查看是否能夠訪問到tomcat服務器頁面

  

• 具體操作：

1. 在windows系統中的host文件中，添加域名與ip地址之間的映射，以方便在瀏覽器輸入www.123.com之后，能夠跳轉到nginx服務器。

   

2. 在nginx的配置文件中，進行請求轉發的相關配置（反向代理配置）

   

3. 測試：經過nginx服務器的請求轉發，最終訪問www.123.com，轉發到tomcat服務器上

   

反向代理 實例二

1. 實現效果：

   使用 nginx 反向代理：根據訪問的路徑，需要nginx服務器處理，將請求跳轉到不同端口的服務中，其中 nginx 服務器監聽端口為 9001

   • 訪問 http://127.0.0.1:9001/edu/ 直接跳轉到 127.0.0.1:8081

   • 訪問 http://127.0.0.1:9001/vod/ 直接跳轉到 127.0.0.1:8082

2. 准備工作

• 第一步：准備兩個tomcat服務器，一個 8001 端口，一個 8002 端口，並准備好測試的頁面
• 第二步：創建文件夾（ edu 和 vod ）和測試頁面

3. 具體配置

• 找到 nginx 配置文件，進行反向代理配置

  - location 指令說明

  • 該指令用於匹配 URL

  • 語法如下：

    
    • = ：用於不含正則表達式的 uri ，要求請求字符串與 uri 嚴格匹配，如果匹配成功，就停止繼續向下搜索並立即處理該請求。
    • ~：用於表示 uri 包含正則表達式，並且區分大小寫。
    • ~*：用於表示 uri 包含正則表達式，並且不區分大小寫。
    • ^~：用於不含正則表達式的 uri 前，要求 Nginx 服務器找到標識 uri 和請求字符串匹配度最高的 location 后，立即使用此 location 處理請求，而不再使用 location 塊中的正則 uri 和請求字符串做匹配。
    • 注意：如果 uri 包含正則表達式，則必須要有 ~ 或者 ~ 標識。*

• 開放對外訪問的端口號 9001 8080 8081

4. 測試

負載均衡 實例

1. 實現效果

   瀏覽器地址欄中，輸入地址 http://192.168.17.129/edu/a.html，有負載均衡的效果，即：平均到 8080 和 8081 端口中

2. 准備工作

• 第一步：准備兩台 tomcat 服務器，一台 8080，一台 8081
• 第二步：在兩台 tomcat 里面 webapps 目錄中，創建名稱是 edu 文件夾，在 edu 文件夾中創建 頁面 a.html，用於測試

3. 具體配置（這里主要是平均分配，即輪詢）

   在 nginx 的配置文件中進行負載均衡的配置（主要是在http塊中，進行配置）：

   • 使用 upstream 命令：添加承擔負載的兩個服務器

     

   • 在server塊中進行配置：server_name和listen是nginx服務器的地址端口，在location塊中配置 proxy_pass ，將承擔均衡負載的兩個服務器引入，每次nginx服務器就會將負載分攤到不同的服務單元。

   

4. 測試：請求顯示的頁面在8080和8081端口下的頁面，來回切換

5. nginx 分配服務器策略

• 輪詢（默認）

  • 每個請求按時間順序逐一分配到不同的后端服務器，如果后端服務器 down 掉，能自動剔除。

• weight

  • weight 代表權重，默認為 1，權重越高被分配的客戶端越多
  • 指定輪詢幾率，weight 和訪問比率成正比，用於后端服務器性能不均的情況
  

• ip_hash

  • 每個請求按訪問 ip 的 hash 結果分配，這樣每個訪客固定訪問一個后端服務器，可以解決 session 的問題
  

• fair（第三方）

  • 按后端服務器的響應時間來分配請求，響應時間短的優先分配
  

動靜分離 實例

1. 基本介紹

   把動態跟靜態請求分開，動靜分離從目前實現角度來講大致分為兩種：

   • 1、純粹把靜態文件獨立成單獨的域名，放在獨立的服務器上，也是目前主流推崇的方案
   • 2、動態跟靜態文件混合在一起發布，通過 nginx 來分開

   ​ 通過 location 指定不同的后綴名實現不同的請求轉發。

   ​ 通過 expires 參數設置（在location中進行添加），可以使瀏覽器緩存過期時間，減少與服務器之前的請求和流量：

   ​ 具體 Expires 定義：是給一個資源設定一個過期時間，也就是說無需去服務端驗證，直接通過瀏覽器自身確認是否過期即可， 所以不會產生額外的流量。此種方法非常適合不經常變動的資源。（如果經常更新的文件， 不建議使用 Expires 來緩存），我這里設置 3d，表示在這 3 天之內訪問這個URL，發送一個請求，比對服務器該文件最后更新時間沒有變化，則不會從服務器抓取，返回狀態碼 304，如果有修改，則直接從服務器重新下載，返回狀態碼 200。

2. 准備工作

• 在linux系統中准備靜態資源，比如image、www兩個文件夾，存放靜態資源

3. 具體配置

• 在nginx配置文件中進行配置，找到 nginx 安裝目錄，打開/conf/nginx.conf 配置文件

  - 1. 添加監聽端口和訪問地址 2. 每一個靜態資源訪問目錄對應一段 location，其中 **root 表示資源在linux中根目錄的位置** 3. autoindex on：顯示靜態資源目錄下的資源列表

4. 測試

• 最后檢查 Nginx 配置是否正確即可，然后測試動靜分離是否成功，之需要刪除后端 tomcat 服務器上的某個靜態文件，查看是否能訪問，如果可以訪問說明靜態資源 nginx 直接返回了，不走后端 tomcat 服務器

• 訪問 image（也可以直接在路徑中添加想要訪問的靜態資源名）

• 訪問 www

搭建高可用集群

Keepalived + Nginx 高可用集群（主從模式）

1. 什么是nginx高可用

• 之前的配置中，只有一台nginx服務器，如果這台服務器發生了宕機，那么客戶端就無法進行請求的訪問，高可用集群就是為了解決這樣一個問題。

• 1. 兩台nginx服務器，一台主服務器和一台從服務器，用來保證nginx的服務不會因為一台服務器的宕機而崩潰
  2. 需要一個軟件 Keepalived 支持
     • Keepalived的作用是檢測服務器的狀態，如果有一台web服務器宕機，或工作出現故障，Keepalived將檢測到，並將有故障的服務器從系統中剔除，同時使用其他服務器代替該服務器的工作，當服務器工作正常后Keepalived自動將服務器加入到服務器群中，這些工作全部自動完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修復故障的服務器。
  3. 對外暴露一個虛擬ip，通過路由轉發到這兩台nginx服務器進行請求轉發的處理

2. 配置高可用集群的准備工作

• 1. 需要兩台nginx服務器，比如：192.168.17.129 和 192.168.17.131

  2. 在兩台服務器安裝 nginx

  3. 在兩台服務器安裝 keepalived

     • yum install keepalived –y

     • 安裝之后，在 etc 里面生成目錄 keepalived，有文件 keepalived.conf

  4. 完成高可用配置（主從配置）

     • 修改/etc/keepalived/keepalivec.conf 配置文件

     global_defs { #全局配置
     	notification_email {
              [e-mail]
              [e-mail]
              [e-mail]
      	}
          notification_email_from [e-mail]
          smtp_server 192.168.17.129
          smtp_connect_timeout 30
          router_id LVS_DEVEL #主機的名字
     }
     vrrp_script chk_http_port { # 檢測腳本配置
          script "/usr/local/src/nginx_check.sh" # 腳本文件位置
          interval 2 # 檢測腳本執行的間隔
          weight 2 # 權重，一旦校測腳本中的條件成立，就修改為這個新權重（比如檢測到這個服務器宕機，那么就將權重降低）
     }
     vrrp_instance VI_1 { # 虛擬ip配置
         state BACKUP # 備份服務器上將 MASTER 改為 BACKUP 
         interface ens33 //網卡
         virtual_router_id 51 # 主、備機的 virtual_router_id 必須相同
         priority 90 # 主、備機取不同的優先級，主機值較大，備份機值較小（主機100，備機90）
         advert_int 1 # 默認每隔一秒檢測主機狀態
         authentication {
              auth_type PASS
              auth_pass 1111
          }
          virtual_ipaddress {
          	192.168.17.50 // VRRP H 虛擬地址 (對外暴露的虛擬ip地址)
          }
     }
     

     • 在/usr/local/src 添加檢測腳本（檢測主服務器是否宕機掛掉）

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

     • 把兩台服務器上 nginx 和 keepalived 啟動
       • 啟動 nginx：./nginx
       • 啟動 keepalived：systemctl start keepalived.service

5. 最終測試

• 在瀏覽器地址欄輸入 虛擬 ip 地址 192.168.17.50

• 把主服務器（192.168.17.129）nginx 和 keepalived 停止，再輸入 192.168.17.50，內部訪問的是備用nginx服務器（192.168.17.131）

Nginx 原理解析

1、采用 master 和 worker 的工作方式

• mater作為管理者，管理和監控工作進程
• worker作為實際處理進程，采用 爭搶 的方式對處理請求進行處理

2、worker是如何工作的

3、一個 master 和多個 woker 有好處

• 可以使用 nginx –s reload 熱部署，利用 nginx 進行熱部署操作
  • 無需重新啟動 nginx，避免服務器停止服務
  • 倘若有worker正在處理請求，那么只是余下的worker進行熱部署操作
• 每個 woker 是獨立的進程，如果有其中的一個 woker 出現問題，其他 woker 獨立的， 繼續進行爭搶，實現請求過程，不會造成服務中斷

4、設置多少個 woker 合適

• worker 數和服務器的 cpu 數相等是最為適宜的

5、連接數 worker_connection

• 發送請求，占用了 woker 的幾個連接數？
  • 2 或者 4
    • 如果是訪問靜態資源，client發送請求，worker響應
    • 如果是訪問動態資源，那么worker在上面的基礎上，會多增加兩個連接，用於與tomcat進行交互，請求數據庫訪問
• nginx 有一個 master，有四個 woker，每個 woker 支持最大的連接數 1024，支持的 最大並發數是多少？
  • 普通的靜態資源訪問最大並發數是： worker_connections * worker_processes /2（每個worker的最大連接數 × worker個數，再除以訪問靜態資源的兩個連接數）
  • 而如果是 HTTP 作為反向代理來說，最大並發數量應該是：worker_connections * worker_processes / 4