Nginx 反向代理，負載均衡及搭建高可用集群

Nginx

前提準備

首先是對于linux環境下的安裝(本地機器是windows版本，大家可以使用Vmware,但是需要配置網絡連接等，這里就不在展示虛擬機上的演示。這里使用到個人的阿里云云服務器搭配上xftp與xshell來進行文件的上傳與連接命令行的輸入)

注意：以下命令皆為centos7所使用。

下面開始進行系列依賴的安裝：

gcc 安裝：

yum -y install gcc automake autoconf libtool make
yum install gcc gcc-c++
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pcre 安裝

cd /usr/local/src
wget    https://netix.dl.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.40/pcre-8.40.tar.gz
tar -zxvf pcre-8.40.tar.gz
cd pcre-8.40
./configure
make && make install
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zlib 安裝

cd /usr/local/src
wget http://zlib.net/zlib-1.2.11.tar.gz      wget  http://www.zlib.net/zlib-1.2.11.tar.gz
tar -zxvf zlib-1.2.11.tar.gz
cd zlib-1.2.11
./configure
make && make install
yum install -y zlib zlib-devel
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openssl 安裝

cd /user/local/scr
wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.0.1t.tar.gz
tar -zxvf openssl-1.0.1t.tar.gz
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nginx 安裝

cd /user/local/scr
wget http://nginx.org/download/nginx-1.1.10.tar.gz
tar zxvf nginx-1.1.10.tar.gz
cd nginx-1.1.10
./configure
make && make install
啟動nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
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完成之后可以先行查看自己的自己的服務器開放了哪些的端口：

firewall-cmd --list-all
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若是沒有進行端口的開發可以使用如下命令進行端口的開放：

firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent
# 其中80 可以進行修改為自己想要開放的端口，當然前提下是你要打開了防火墻。
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防火墻設置

systemctl status firewalld.service # 查看防火墻狀態
systemctl stop firewalld.service   # 關閉防火墻
systemctl start firewalld.service  # 打開防火墻
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nginx基礎命令

再完成以上的基礎準備之后，已經對nginx進行了啟動，查看當前的nginx情況：

ps -ef | grep nginx
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對nginx進行啟動，停止與重啟。

cd /usr/local/sbin   # 注意要進入到安裝的nginx對應的相關的目錄下才能夠執行相關聯的語句。
./nginx # 表示啟動nginx
./nginx -s stop    # 表示對nginx 進行停止。
./nginx - s reload # 表示重啟，一般在配置文件進行修改之后使用。
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在啟動完成之后就可以進行ip地址的訪問（因為對于nginx來說默認是啟動在80 端口，所以可直接進行ip地址的訪問）

配置文件講解：

首先是配置文件地址：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf。

對于nginx配置文件來說分為三大塊：

全局快

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。

比如下面第一行配置的：

worker_processes  1;
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這是 Nginx 服務器并發處理服務的關鍵配置，worker_processes 值越大，可以支持的并發處理量也越多，但是會受到硬件、軟件等設備的制約

events 塊

events {
    worker_connections  1024;
}
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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。

上述例子就表示每個 work process 支持的最大連接數為 1024. 這部分的配置對 Nginx 的性能影響較大，在實際中應該靈活配置。

http 塊

http {
    include       mime.types;
    default_type  Application/octet-stream;

    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
       server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
…………………………
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這算是 Nginx 服務器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

這塊和虛擬主機有密切關系，虛擬主機從用戶角度看，和一臺獨立的硬件主機是完全一樣的，該技術的產生是為了節省互聯網服務器硬件成本。

每個 http 塊可以包括多個 server 塊，而每個 server 塊就相當于一個虛擬主機。

而每個 server 塊也分為全局 server 塊，以及可以同時包含多個 locaton 塊。

1， 全局server塊

最常見的配置是本虛擬機主機的監聽配置和本虛擬主機的名稱或 IP 配置。

2，location塊

一個 server 塊可以配置多個 location 塊。

這塊的主要作用是基于 Nginx 服務器接收到的請求字符串（例如 server_name/uri-string），對虛擬主機名稱（也可以是 IP 別名）之外的字符串（例如前面的 /uri-string）進行匹配，對特定的請求進行處理。地址定向、數據緩存和應答控制等功能，還有許多第三方模塊的配置也在這里進行。

反向代理

何為反向代理：

在了解反向代理之前，先了解正向代理：

正向代理：如果把局域網外的 Internet 想象成一個巨大的資源庫，則局域網中的客戶端要訪問 Internet，則需要通過代理服務器來訪問，這種代理服務就稱為正向代理。簡而言之就是起到一個幫助到達目標網絡的作用。

反向代理：反向代理，其實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，再返回給客戶端，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。

舉個例子：我們在本地環境上安裝一個Tomcat 服務器，對于tomact來說默認訪問是8080端口，但是我們不想輸入80端口就可以直接進行訪問，就需要我們直接訪問80 端口表示訪問到nginx服務器，然后進行配置文件的配置，將請求轉發到我們的tomcat服務器上。

我們可以進行如下配置：

在http模塊中進行如下配置：

 server {
        listen       80;
     #  server_name  localhost;
       server_name 121.*.*.34;# 表示監聽的服務的名稱是 如下地址
        location / {
            root   html;
           proxy_pass http://127.0.0.1:8080; # 表示進行轉發的地址，首先需要在本機安裝tomact 并啟動 自行官網下載即可
            index  index.html index.htm;
        }
        }
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完成配置之后記得重啟服務：即可看到如下展示：表示從80端口跳轉到8080端口

實例二

在上面的案例中我們訪問的還是默認的80端口，若是我們想要更換端口去訪問呢，我們若是想要訪問其他的端口，或者說是訪問帶路徑的信息呢，該如何進行操作，這個時候就可以添加一個server，因為一個server監聽一個唯一的端口，這里我們可以再創建一個server 選中我們監聽的端口信息。在location中進行配置即可。

 server {
        listen      3308; # 我們監聽不同的端口信息
        server_name  localhost;
        location  ~ /edu/  {
        # 在tomcat 下的webpage下創建對應的目錄，下添加一個index.html 頁面。
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
    }
復制代碼

這個時候我們就可以訪問如下網址：可以發現如下的3308（自己測試時候要提前開啟端口）端口搭配上edu路徑和對應的index.html 就可以訪問到我們tomact 服務器下面的對應的頁面信息。

負載均衡

概念

負載均衡即是將負載分攤到不同的服務單元，既保證服務的可用性，又保證響應足夠快，給用戶很好的體驗。快速增長的訪問量和數據流量催生了各式各樣的負載均衡產品，很多專業的負載均衡硬件提供了很好的功能，但卻價格不菲，這使得負載均衡軟件大受歡迎， nginx 就是其中的一個，在 linux 下有 Nginx、LVS、Haproxy 等等服務可以提供負載均衡服務，而且 Nginx 提供了幾種分配方式(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，用于后端服務器性能不均的情況。例如： upstream server_pool { server 121.111.2.34 weight = 10; server 121.111.2.35 weight = 10; } 復制代碼
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。 upstream server_pool{ ip_hash; server 121.111.2.34 weight = 10; server 121.111.2.35 weight = 10; } 復制代碼

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。

upstream server_pool{
fair;
server 121.111.2.34 weight = 10;
server 121.111.2.35 weight = 10;
}
復制代碼

實例

在http中添加upstream關鍵字：

http{
……
upstream myserver{
# 擁有兩臺服務器
fair # 表示 按照相應的時間進行分配哪個服務來相應當前的請求 。
server 121.111.2.34:8080;
server 121.111.2.35:8080;
# 注意 這里是模擬兩臺服務器，對于沒有兩臺真實的服務器的，可以開兩個tomcat 服務 配置不同的端口
server 121.111.2.34:8080;
server 121.111.2.34:8081;
}

server{
        listen 80;
        server_name 121.111.2.34;
        ……
        location /{
        proxy_pass http://myserver
        # myserver 和上面自己所起的upstream 相對應
        …… 
        }
}
復制代碼

這樣就可以在訪問到本機的80端口時候進行數據的轉發處理，選擇一個特定的主機進行服務的相應接收

高可用

簡介

關于這部分知識，之前在學習基于MySQL與redis集群上項目負載均衡時候有使用的到Docker 來搭建后端的nginx負載均衡,同時，這部分的具體完成的信息也在我的個人githubgithub項目地址賬戶上有所體現。

無論是nginx集群的創建，還是負載均衡的完成上，對于docker 來說都為我們提供了很大的便利，當時的docker配置上夾雜了一些其他的配置，可能把這部分分割出來還是需要點時間去理解，這里就單獨進行分析與學習。

實例

關于具體的邏輯信息，在我如上的基于Mysql與Redis集群上項目負載均衡，主要就是說：為了防止只有一個nginx導致問題的出現的問題，然后添加兩個nginx進行輪詢，但是這個輪詢的工作不需要我們自行完成，而是借助第三方的工具Keepalived，幫助我們完成系列的工作,見下圖：利用心跳檢測，來具體檢測出故障的機器，并且進行ip的虛擬化，只需要記錄一個ip信息，然后后面的操作

首先是有兩臺服務器，然后在其上都進行keepalived的安裝 yum install keepalived -y # 安裝 rpm -q -a keepalived # 查看安裝的情況 cd /etc/keepalived vi keepalived.conf 復制代碼
然后修改兩臺keepalived中的文件的配置信息：

global_defs {

    notification_email {

        acassen@firewall.loc

        failover@firewall.loc

        sysadmin@firewall.loc

    }

    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc

    smtp_server 121.111.2.34

    smtp_connect_timeout 30

    router_id LVS_DEVEL #唯一

}

vrrp_script chk_http_port {
    script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
    interval 2  #（檢測腳本執行的間隔）2 s執行一次
    weight 2   # 腳本成立 權重增加2。
}

vrrp_instance VI_1 {

    state BACKUP    # 備份服務器上將 MASTER（主） 改為 BACKUP 

    interface ens33 # 網卡

virtual_router_id 51    # 主、備機的 virtual_router_id 必須相同

    priority 100    # 主、備機取不同的優先級，主機值較大，備份機值較小

    advert_int 1 # 進行心跳檢測 每隔一秒 發送檢測信息 查看是否存活

    authentication {

        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

    virtual_ipaddress {

        121.111.2.20 # 虛擬地址
    }
}
復制代碼

腳本文件的編寫,不同于使用docker 的方式，如下是使用到dcoker 的解決方案,配置文件的不同。

如下我們編寫具體的信息查看nginx是否存活。存放的目錄是/usr/local/src/。

#!/bin/bash

A = `ps -C nginx –no-header |wc -l`

if [$A - eq 0]; then

    / usr / local / nginx / sbin / nginx
    # 查看nginx 是否還存活

sleep 2

if [`ps -C nginx --no-header |wc -l` - eq 0]; then killall keepalived

fi

fi
復制代碼

完成之后對nginx和keepalived 進行啟動即可keepalived 啟動命令：systemctl start keepalived

這個時候我們訪問虛擬地址：121.111.2.20，然后兩個keepalived會搶占這個虛擬ip，同時將服務請求發送到不同對應的nginx服務器上,這樣就保證了在一個服務器出現故障時候，另外一個還能夠正常的工作。

鏈接：https://juejin.im/post/6858430406736216072

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