Nginx常用配置(反向代理、负载均衡、动静分离、高可用集群)

Pikachues

1.Nginx是什么

Nginx是一个高性能的Web和反向代理服务器。作为web服务器它与我们常用的web应用服务器(tomcat、jetty)不同的是:它不能解析jsp等页面,只能解析html、css、JavaScript;作为反向代理服务器它在我们应用部署时应用广泛,例如静态页面的部署、反向代理等。

2.安装

Windows

下载,解压即可立即使用。

Linux

看这篇教程

Mac

Mac可以跟Linux一样安装,也可以用下面方法安装:

查询是否已经安装和对应信息

brew info nginx

https://cdn.jsdelivr.net/gh/xiaoxiaoshou/staticResouce/img/20201216155014.png

安装

brew install nginx
安装已经配置好环境变量可以直接启动

启动

nginx 

配置文件

vim /usr/local/etc/nginx/nginx.conf

3.配置文件详解

例如Linux安装好之后,我们在/usr/local/nginx/conf/有一个文件名为nginx.conf的配置文件。配置文件默认内容如下(已经加上注释):

给配置文件加上注释

#user  nobody;
# 启动进程,通常设置成和cpu的数量相等
worker_processes  1;

# 全局错误日志
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

# PID文件
#pid        logs/nginx.pid;


# 工作模式及连接数上限
events {
    # 支持最大连接数
    worker_connections  1024;
}


http {
    #文件扩展名与文件类型映射表
    include       mime.types;
    #默认文件类型
    default_type  application/octet-stream;

    # 日志格式 
    #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;

    # 指定 nginx 是否调用 sendfile 函数(zero copy 方式)来输出文件
    sendfile        on;

    #防止网络阻塞
    #tcp_nopush     on;

    # 连接超时时间
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    # 开启zip压缩
    #gzip  on;

    # 虚拟主机配置,一个http中可以包含多个server
    server {
        # 监听端口
        listen       8080;
        # 请求地址(可以是域名或IP地址),多个地址之间用空格隔开
        server_name  localhost;

        # 编码, 如果网页格式与当前配置的不同的话将会被自动转码
        #charset koi8-r;

        #虚拟主机访问日志定义    
        #access_log  logs/host.access.log  main;

        # location对指定路径进行拦截处理(默认路径)    
        location / {
            # 首页应用路径
            root   html;
            # 首页对应root下的哪个文件
            index  index.html index.htm;
        }

        # 错误信息页面
        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # 代理配置例子:访问URL以.php结尾则自动转交给127.0.0.1
        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}


        # 转发(类似代理Proxy): php脚本请求全部代理给FastCGI处理
        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # 配置禁止访问 .htxxx文件
        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.key;

    #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    #    ssl_session_timeout  5m;

    #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    #    ssl_prefer_server_ciphers  on;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}

    include servers/*;
}

4.常用配置

4.1.反向代理

在进行配置前先了解几个概念:代理服务器、正向代理、反向代理。

代理服务器

所谓代理服务器就是位于发起请求的客户端与原始服务器端之间的一台跳板服务器,正向代理可以隐藏客户端,反向代理可以隐藏原始服务器。

正向代理

用户知道目标服务器地址,但由于网络限制等原因,无法直接访问。这时候需要先连接代理服务器,然后再由代理服务器访问目标服务器。正向代理目标服务器不知道真实的客户端。

反向代理

用户知道代理服务器地址,但是代理服务器不是最终处理用户请求的服务器,代理服务器通过用户的请求地址将请求交给不同的最终服务器处理。反向向代理用户不知道真实服务器的地址。

配置举例

例子1:我们将来自于www.123.com的请求全部反向代理给http://127.0.0.1:8080处理。

server {
        listen       80;
        server_name  www.123.com;

        location / {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
    }

例子2:根据访问的路径将请求交给不同的服务处理。

访问 http://127.0.0.1/edu/ 请求交给http://127.0.0.1:8081处理

访问 http://127.0.0.1/vod/ 请求交给http://127.0.0.1:8082处理

server {
        listen       80;
        server_name  www.123.com;

        location ~ /edu/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
        }
        
        location ~ /vod/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8082;
        }
    }

location说明

location用于请求路径的匹配。语法如下:

location [= | ~ | ~* | ^~] url {

}
  • = 用于不含正则表达式的URL的精确匹配。
  • ~用于表示URL包含正则表达式的匹配,区分大小写。
  • ~*用于表示URL包含正则表达式的匹配,不区分大小写。
  • ^~表示普通字符匹配,如果该选项匹配,只匹配该选项,不匹配别的选项,一般用来匹配目录
如果URI包含正则表达式,必须包含~或者~*标识

4.2 负载均衡

什么是负载均衡?

负载均衡从字面意思理解将自己承受不了的压力分摊给别人处理共同承受压力。在我们部署环境中意思为将请求分发给多台服务器进行处理,使服务器能够承受更大的并发。

配置举例

将来自http://127.0.0.1/edu/1.html的...,平均分配给8080和8081端口处理。

准备两个Tomcat(修改端口号准备好1.html文件)分别启动。

nginx配置:

http{

  upstream myserver{
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
  }
  
  server{
      listen    80;
      server_name localhost;
  }
  
  location / {
      proxy_pass    http://myserver;
      root    html;
      index    index.html    index.htm;
  }
  
}  
  
myserver为自己取得名称,可以随意取。

Nginx实现负载均衡的几种策略

1.轮询(默认策略)

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,权重越大被分配的客户端越多。

http{

  upstream myserver{
    server 127.0.0.1:8080    weight=10;
    server 127.0.0.1:8081    weight=5;
  }
  
  server{
      listen    80;
      server_name localhost;
  }
  
  location / {
      proxy_pass    http://myserver;
      root    html;
      index    index.html    index.htm;
  }
  
}  

3.ip_hash

每个请求按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问题。

http{

  upstream myserver{
      ip_hash;
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
  }
  
  server{
      listen    80;
      server_name localhost;
  }
  
  location / {
      proxy_pass    http://myserver;
      root    html;
      index    index.html    index.htm;
  }
  
}  

4.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。

http{

  upstream myserver{
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
    fair;
  }
  
  server{
      listen    80;
      server_name localhost;
  }
  
  location / {
      proxy_pass    http://myserver;
      root    html;
      index    index.html    index.htm;
  }
  
}  

4.3 动静分离

什么是动静分离?

Nginx 动静分离简单来说就是把动态资源跟静态资源请求分开,不能理解成只是单纯的把动态页面和静态页面物理分离。严格意义上说应该是动态请求跟静态请求分开(通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发,通过expires配置静态资源缓存时间);目的是提高网站响应速度,减轻服务器的负担。

image-20210107163141459

从目前的实现角度来说大致有两种:

  • 一种是把静态文件放在单独的服务器上,这是目前主流的方法;
  • 一种就是动态文件和动态文件混合在一起发布,通过nginx配置分开。

举例

我们开发的一个应用,部署时静态资源存储的宿主机的data目录下,后台接口都是以/api/为前缀,当发来动态请求时由location拦截反向代理给http://192.168.122.128:8080处理。当发来静态资源请求时,从宿主机获取。

http{
  
  server{
      listen    80;
      server_name localhost;
  }
  
  location /api/ {
      proxy_pass    http://192.168.122.128:8080;
  }

# 文件浏览器配置
#  location / {
#      root    /;
#      autoindex    on; #目录索引页
#  }
  
  location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)$ { 
            root /data/; #宿主机静态资源目录 也可以反向代理到静态资源服务器获取
            expires      3d; # 缓存3天 
        } 
  
} 

4.4 高可用集群

注意:本案例只是虚拟机内网测试,不适用于公网测试。

什么是高可用集群?

高可用(High Availability)简称HA,即通过设计减少系统不能提供服务的时间(即宕机后最短时间内提供服务),集群是多台机器一起工作。通俗的讲:高可用集群就是宕机了能在短时间内继续提供服务的一个多台机器组成的系统。

Nginx配置高可用集群有两种配置方案

  • keepalived+nginx 主从配置

    这种方案,使用一个vip(虚拟IP)地址,2台服务器,一台做主,一台做备,但同时只有一台机器工作,另一台备份机器在主机器不出现故障的时候,永远处于浪费状态,对于服务器不多的网站,该方案不经济实惠。

  • keepalived+nginx 双主配置

    这种方案,使用两个vip地址,2台服务器,互为主备,同时有两台机器工作,当其中一台机器出现故障,两台机器的请求转移到一台机器负担。

环境准备

准备两台服务器(这里以CentOs 7.X为例)。

这里只是举例Nginx配置,没有其他的反向代理配置(tomcat等服务器)。
1.安装Nginx
建议看这篇文章
2.安装Keepalived
yum install keepalived –y

安装之后在/etc/目录下多个一个keepalived目录,keepalived目录下的keepalived.conf为其配置文件。

Keepalived的作用为激活虚拟IP,使客户端能够通过虚拟IP访问到对应服务。
3.编写nginx检测脚本(两台机器)

vim /etc/keepalived/nginx_check.sh

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx --no-header | wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /www/server/nginx/sbin #尝试重新启动nginx
    sleep 2  #睡眠2秒
    if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived #启动失败,将keepalived服务杀死。将vip漂移到其它备份节点
    fi
fi

添加可执行权限chmod +x /etc/keepalived/nginx_check.sh

主从配置

主机keepalived配置:

global_defs {
# 收件人
#    notification_email {
#     acassen@firewall.loc
#     failover@firewall.loc
#     sysadmin@firewall.loc
#   }
#   发件人
#   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
#   发邮件服务器
#        smtp_server 192.168.200.1
#   超时时间
#   smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL01  # 局域网keppalived主机身份标识信息(每台唯一)
}


# 集群资源监控,组合track_script进行 
vrrp_script chk_nginx {
       script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
       interval 2  #每2秒检测一次nginx的运行状态
       weight -20  #失败一次,将自己的优先级-20
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    interface eth0 # 网卡
    virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 100 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1
# 设置高可用集群中不抢占功能,在主机down后,从机接管,当主机重新恢复后,主机不抢占备用机
#    nopreempt 
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

# 集群资源监控,组合vrrp_script进行  
  track_script {  
    chk_nginx  
  }    
    virtual_ipaddress {
        10.211.55.50 // VRRP H 虚拟地址
    } 
}

备用机keepalived配置:

global_defs {
# 收件人
#    notification_email {
#     acassen@firewall.loc
#     failover@firewall.loc
#     sysadmin@firewall.loc
#   }
#   发件人
#   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
#   发邮件服务器
#        smtp_server 192.168.200.1
#   超时时间
#   smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL02  # 局域网keppalived主机身份标识信息(每台唯一)
}


# 集群资源监控,组合track_script进行 
vrrp_script chk_nginx {
       script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
       interval 2  #每2秒检测一次nginx的运行状态
       weight -20  #失败一次,将自己的优先级-20
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    interface eth0 # 网卡
    virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 90 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1
# 设置高可用集群中不抢占功能,在主机down后,从机接管,当主机重新恢复后,主机不抢占备用机
#    nopreempt 
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

# 集群资源监控,组合vrrp_script进行  
  track_script {  
    chk_nginx  
  }    
    virtual_ipaddress {
        10.211.55.50 // VRRP H 虚拟地址
    } 
}

测试

启动两台机器的nginxkeepalived服务

启动nginx:

nginx

启动keepalived

systemctl start keepalived.service

查看keepalived是否启动

ps -ef | grep keepalived

查看主机虚拟IP绑定情况

ip addr

image-20210109122534370

通过虚拟IP访问

image-20210109122717648

模拟主机nginx宕机(杀掉keepalived服务,杀掉nginx是不行的,因为keepalived对应检测脚本检测到Nginx死了会尝试重启)

systemctl stop keepalived.service

这时候通过虚拟IP访问可以看到已经切换到从机

image-20210109123310438

双主配置

第一台机器:

global_defs {
# 收件人
#    notification_email {
#     acassen@firewall.loc
#     failover@firewall.loc
#     sysadmin@firewall.loc
#   }
#   发件人
#   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
#   发邮件服务器
#        smtp_server 192.168.200.1
#   超时时间
#   smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL01  # 局域网keppalived主机身份标识信息(每台唯一)
}


# 集群资源监控,组合track_script进行 
vrrp_script chk_nginx {
       script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
       interval 2  #每2秒检测一次nginx的运行状态
       weight -20  #失败一次,将自己的优先级-20
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    interface eth0 # 网卡
    virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 100 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1
# 设置高可用集群中不抢占功能,在主机down后,从机接管,当主机重新恢复后,主机不抢占备用机
#    nopreempt 
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

# 集群资源监控,组合vrrp_script进行  
  track_script {  
    chk_nginx  
  }    
    virtual_ipaddress {
        10.211.55.50 // VRRP H 虚拟地址
    } 
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    interface eth0 # 网卡
    virtual_router_id 52 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 90 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1
# 设置高可用集群中不抢占功能,在主机down后,从机接管,当主机重新恢复后,主机不抢占备用机
#    nopreempt 
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

# 集群资源监控,组合vrrp_script进行  
  track_script {  
    chk_nginx  
  }    
    virtual_ipaddress {
        10.211.55.51 // VRRP H 虚拟地址
    } 
}

第二台机器:

global_defs {
# 收件人
#    notification_email {
#     acassen@firewall.loc
#     failover@firewall.loc
#     sysadmin@firewall.loc
#   }
#   发件人
#   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
#   发邮件服务器
#        smtp_server 192.168.200.1
#   超时时间
#   smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL02  # 局域网keppalived主机身份标识信息(每台唯一)
}


# 集群资源监控,组合track_script进行 
vrrp_script chk_nginx {
       script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"
       interval 2  #每2秒检测一次nginx的运行状态
       weight -20  #失败一次,将自己的优先级-20
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    interface eth0 # 网卡
    virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 90 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1
# 设置高可用集群中不抢占功能,在主机down后,从机接管,当主机重新恢复后,主机不抢占备用机
#    nopreempt 
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

# 集群资源监控,组合vrrp_script进行  
  track_script {  
    chk_nginx  
  }    
    virtual_ipaddress {
        10.211.55.50 // VRRP H 虚拟地址
    } 
}

vrrp_instance VI_2 {
    state MASTER # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
    interface eth0 # 网卡
    virtual_router_id 52 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
    priority 100 # 主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1
# 设置高可用集群中不抢占功能,在主机down后,从机接管,当主机重新恢复后,主机不抢占备用机
#    nopreempt 
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }

# 集群资源监控,组合vrrp_script进行  
  track_script {  
    chk_nginx  
  }    
    virtual_ipaddress {
        10.211.55.51 // VRRP H 虚拟地址
    } 
}

测试:

重新启动两台机器的keepalived服务

systemctl restart keepalived.service

在两台机器上都可以通过ip addr看到绑定的对应虚拟IP地址

image-20210109125427900

image-20210109125503290

通过虚拟IP访问:

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当一台服务的nginx挂掉之后两个虚拟IP访问都会到同一台机器。

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