nginx的负载均衡，代理等功能详解

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nginx的负载均衡，代理等功能详解

2024-07-24 12:15:13 229人阅读

Nginx的负载均衡：

（1）nginx的算法： upstream目前支持 4 种方式的分配
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
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。
2)、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。
3)、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。
4)、url_hash（第三方）

配置：

http {

...省略

upstream myserver { # 定义负载均衡服务器

server 172.16.18.3:80 weight=1; #权重高的匹配到的次数多。

server 172.16.19.192:80 weight=2;

}

server {

listen 80;

server_name node1;

add_header X-Via $server_addr;

location / {
    root /data/webapps/www/;
    index index.html index.htm;
    proxy_pass http://myserver;                                             #转发至负载均衡，有算法做匹配
}
location /bbs {
    proxy_pass http://172.16.18.3;                                         #特殊请求转发到指定服务器
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;                                 #错误返回sorry页
location = /50x.html {
    root /data/webapps/www/;
}

}

访问验证：

[root@node1 www]# curl http://172.16.18.1
<h1>node2.luo.com</h1>
[root@node1 www]# curl http://172.16.18.1
<h1>node3</h1>
[root@node1 www]# curl http://172.16.18.1
<h1>node2.luo.com</h1>
[root@node1 www]# curl http://172.16.18.1
<h1>node2.luo.com</h1>
[root@node1 www]# curl http://172.16.18.1
<h1>node3</h1>

依据权重返回各服务器的结果！负载均衡功能实现！

Nginx的反向代理：

nginx的反向代理最重要的就是配置server段。在server段中定义代理服务器即可

配置：

全局配置不动，在http段中的server段中配置如下

server {
listen 80;
server_name node1.aolens.com;

    add_header X-Via $server_addr;                #添加头部信息X-Via 为服务器地址
    location / {
        proxy_pass http://172.16.18.3;
    }
    error_page 500 502 503 504 /50x.html;
    location = /50x.html {
    root html;
    }

}

全局代理

[root@node1 www]# curl http://node1.aolens.com

<h1>bbs server</h1>

局部代理

server {
    listen 80;
    server_name node1.aolens.com;
    add_header X-Via $server_addr;
location / {
    root /data/webapps/www/;
    index index.html index.htm;
}
location = /bbs/ {
    proxy_pass http://172.16.18.3/;
}

可以使用curl命令对配置好的服务进行请求，以验正其效果：

[root@node1 www]# curl -I http://172.16.18.1/bbs/
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.6.1
Date: Mon, 22 Sep 2014 16:02:42 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 20
Last-Modified: Mon, 22 Sep 2014 15:48:56 GMT
Connection: keep-alive
ETag: "542044e8-14"
X-Via: 172.16.18.1
Accept-Ranges: bytes

[root@node1 www]# curl http://node1.aolens.com/bbs/
<h1>bbs server</h1>

[root@node1 www]# curl http://node1.aolens.com
<h1>node1</h1>

代理功能实现。

nginx在实现反向代理功能时的最重要指令为proxy_pass，它能够将location定义的某URI代理至指定的上游服务器(组)上。如下面的示例中，location的/url将被替换为上游服务器上的/newurl。
location /url {
proxy_pass http://www.magedu.com:8080/newurl;
}

举例说明:

1,当proxy_pass后边跟的是http://node1.aolens.com;没有后边的url，请求到的路径便是转发路径+url

location /bbs {
proxy_pass http://172.16.18.3;
}

所以请求到的路径为172.16.18.3/bbs

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2,当proxy_pass后边跟的是http://node1.aolens.com/;有后边的url，请求到的路径便是http://node1.aolens.com/,忽略location匹配的url.

location /bbs {
proxy_pass http://172.16.18.3/;
}

所以请求到的路径为172.16.18.3/

clipboard[1]

3,解释一下精确匹配应该注意的问题点

当location是精确匹配uri时，只有完全匹配到才会proxy_pass转发。

location = /bbs {
proxy_pass http://172.16.18.3;
}

大家想此时匹配到的是什么？是http://172.16.18.3/bbs吗？那么就错了，应为在访问/bbs时会默认加上/，所以访问的是/bbs/路径。精确无法匹配到，所以请求的路劲应该是：

http://127.0.0.1/bbs;也就是你本地的路径+/bbs。而无法匹配到，当然你前边还需要定义一个location / 访问的问本地路径。

clipboard[2]

那么

location = /bbs/ {
proxy_pass http://172.16.18.3;
}

请求的路径则为：http://172.16.18.3/bbs/

clipboard[3]

当你请求的是/bbs/url；那么一定不可能匹配到此location。

4,正则匹配

正则匹配有~（区分大小写），~*（不区分大小写），location匹配url时，直接将匹配到的url添加在porxy_pass代理的路径下。

例如：

location {~|~*} {/bbs|/bbs/} {
proxy_pass http://172.16.18.3;
}

访问到的一定是http://172.16.18.3/bbs/;路径。此时不能为路径后添加url.否则会报错！

clipboard[4]

后续在url路径下的也全部属于此location匹配。路径为http://172.16.18.3/url;

clipboard[5]

只要bbs出现在url中就可以被匹配到。将匹配的url添加到porxy_pass后。如下，

clipboard[6]

1，缓冲区设定：

语法:
proxy_buffering on | off;

默认值:

proxy_buffering on;

上下文:
http, server, location

代理的时候，开启或关闭缓冲后端服务器的响应。

当开启缓冲时，nginx尽可能快地从被代理的服务器接收响应，再将它存入proxy_buffer_size和proxy_buffers指令设置的缓冲区中。如果响应无法整个纳入内存，那么其中一部分将存入磁盘上的临时文件。proxy_max_temp_file_size和proxy_temp_file_write_size指令可以控制临时文件的写入。

当关闭缓冲时，收到响应后，nginx立即将其同步传给客户端。nginx不会尝试从被代理的服务器读取整个请求，而是将proxy_buffer_size指令设定的大小作为一次读取的最大长度。

响应头“X-Accel-Buffering”传递“yes”或“no”可以动态地开启或关闭代理的缓冲功能。这个能力可以通过proxy_ignore_headers指令关闭。

语法:
proxy_buffer_size size;

默认值:

proxy_buffer_size 4k|8k;

上下文:
http, server, location

设置缓冲区的大小为size。nginx从被代理的服务器读取响应时，使用该缓冲区保存响应的开始部分。这部分通常包含着一个小小的响应头。该缓冲区大小默认等于proxy_buffers指令设置的一块缓冲区的大小，但它也可以被设置得更小。

2缓存：

语法:
proxy_cache zone | off;

默认值:

proxy_cache off;

上下文:
http, server, location

指定用于页面缓存的共享内存。同一块共享内存可以在多个地方使用。off参数可以屏蔽从上层配置继承的缓存功能。缓存将遵从upstream服务器的响应报文首部中关于缓存的设定，如 "Expires"、"Cache-Control: no-cache"、 "Cache-Control: max-age=XXX"、"private"和"no-store" 等，但nginx在缓存时不会考虑响应报文的"Vary"首部。为了确保私有信息不被缓存，所有关于用户的私有信息可以upstream上通过"no-cache" or "max-age=0"来实现，也可在nginx设定proxy_cache_key必须包含用户特有数据如$cookie_xxx的方式实现，但最后这种方式在公共缓存上使用可能会有风险。因此，在响应报文中含有以下首部或指定标志的报文将不会被缓存。

Set-Cookie

Cache-Control containing "no-cache", "no-store", "private", or a "max-age" with a non-numeric or 0 value

Expires with a time in the past

X-Accel-Expires: 0

语法:
proxy_cache_key string;

默认值:

proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;

上下文:
http, server, location

$uri设定在存储及检索缓存时用于“键”的字符串，可以使用变量为其值，但使用不当时有可能会为同一个内容缓存多次；另外，将用户私有信息用于键可以避免将用户的私有信息返回给其它用户；

定义如何生成缓存的键，比如

proxy_cache_key "$host$request_uri $cookie_user";

这条指令的默认值类似于下面字符串

proxy_cache_key $scheme$proxy_host$uri$is_args$args;

语法:
proxy_cache_lock on | off;

默认值:

proxy_cache_lock off;

上下文:
http, server, location

启用此项，可在缓存未命令中阻止多个相同的请求同时发往upstream，其生效范围为worker级别；

语法:
proxy_cache_lock_timeout time;

默认值:

proxy_cache_lock_timeout 5s;

上下文:
http, server, location

roxy_cache_lock功能的锁定超时时长

语法:
proxy_cache_min_uses number;

默认值:

proxy_cache_min_uses 1;

上下文:
http, server, location

某响应报文被缓存之前至少应该被请求的次数；

语法:
proxy_cache_path path [levels=levels] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time];

默认值:
—

上下文:
http

设置缓存的路径和其他参数。缓存数据是保存在文件中的，缓存的键和文件名都是在代理URL上执行MD5的结果。 levels参数定义了缓存的层次结构。比如，下面配置

proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=one:10m;

缓存中文件名看起来是这样的：

/data/nginx/cache/c/29/b7f54b2df7773722d382f4809d65029c

定义一个用记保存缓存响应报文的目录，及一个保存缓存对象的键及响应元数据的共享内存区域(keys_zone=name:size)，其可选参数有：

levels：每级子目录名称的长度，有效值为1或2，每级之间使用冒号分隔，最多为3级；

inactive：非活动缓存项从缓存中剔除之前的最大缓存时长；

max_size：缓存空间大小的上限，当需要缓存的对象超出此空间限定时，缓存管理器将基于LRU算法对其进行清理；

loader_files：缓存加载器(cache_loader)的每次工作过程最多为多少个文件加载元数据；

loader_sleep：缓存加载器的每次迭代工作之后的睡眠时长；

loader_threashold：缓存加载器的最大睡眠时长；

例如： proxy_cache_path /data/nginx/cache/one levels=1 keys_zone=one:10m;

proxy_cache_path /data/nginx/cache/two levels=2:2 keys_zone=two:100m;

配置范例：

http {

include mime.types;

default_type application/octet-stream;

sendfile on;

keepalive_timeout 65;
proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=STATIC:10m inactive=24h max_size=1g;
server {

listen 80;

server_name node1;

add_header X-Via $server_addr;
location / {

root /data/webapps/www/;

    index index.html index.htm;
    proxy_pass http://www.magedu.com;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_cache STATIC;
    proxy_cache_valid 200 1d;
    proxy_cache_valid 301 302 10m;
    proxy_cache_vaild any 1m;
    proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header updating http_500 http_502 http_503 http_504;
} } }

缓存前请求速度

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缓存后请求速度

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查看缓存目录会发现多了一个文件，这就是缓存文件

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Nginx压缩：

对文本文件依靠nginx自己的压缩算法对文本文件进行压缩，有助于缓解带宽压力。

配置：http段

gzip on;

gzip_http_version 1.0;

gzip_comp_level 2; #压缩等级

gzip_types text/plain text/css application/x-javascript text/xml applicati on/xml application/xml+rss text/javascript application/javascript application/json; #压缩数据类型

gzip_disable msie6; #以“用户代理”禁用gzip的响应请求头字段匹配任何指定的正则表达式。

未压缩前大小：577KB

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压缩后大小为：50.4KB

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Nginx限速配置：

nginx的限速功能通过limit_zone、limit_conn和limit_rate指令进行配置。首先需要在http上下文配置一个limit_zone，然后在需要的地方使用limit_conn和limit_rate 进行限速设置。

语法:
limit_conn zone number;

默认值:
—

上下文:
http, server, location

指定一块已经设定的共享内存空间，以及每个给定键值的最大连接数。当连接数超过最大连接数时，服务器将会返回 503 (Service Temporarily Unavailable) 错误。比如，如下配置

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;
server {
    location /download/ {
        limit_conn addr 1;

        limit_rate 50k;        #限速
    }

表示，同一 IP 同一时间只允许有一个连接。

limit_rate 50k; 对每个连接限速50k. 注意，这里是对连接限速，而不是对IP限速。如果一个IP允许三个并发连接，那么这个IP就是限速为limit_rate×3，在设置的时候要根据自己的需要做设置调整，要不然会达不到自己希望的目的。

Nginx对URL的跳转：

url跳转是指在访问特定的url时跳转到指定的页面。

server {

listen 80;

server_name node1;

add_header X-Via $server_addr;

location / {

root /data/webapps/www;

index index.html;

location /bbs {

rewrite /bbs/ /proxy/index.html break;

proxy_pass http://172.16.18.1;

}

当你访问http://172.16.18.1/bbs;时会自动跳转到http://172.16.18.1/proxy; 可以看到请求到的状态码是304 Not Modified

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Nginx配置虚拟主机：

1，基于域名的访问：

http {
server {
listen 80;
server_name www.aolens.com;

root /data/webapps/www;
index index.html;
}
server {
listen 80;
server_name web.aolens.com;

root /data/webapps/web;
index index.html;
}
}

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2，基于端口的访问：

http {
server {
listen 80;
server_name www.aolens.com;

root /data/webapps/www;
index index.html;
}
server {
listen 8080;
server_name web.aolens.com;

root /data/webapps/web;
index index.html;
}
}

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3，基于IP访问

http {
server {
listen 172.16.18.1：80;
server_name www.aolens.com;

root /data/webapps/www;
index index.html;
}
server {
listen:172.16.18.5：80;
server_name web.aolens.com;

root /data/webapps/web;
index index.html;
}
}

4，还可以基于端口IP来访问

http{

server {
listen 172.16.18.3:80;
server_name www.aolens.com;
location / {
root /usr/share/nginx/a;
index index.html index.htm;
}

server {

listen 172.16.18.6:8080;

server_name web.aolens.com;

root /usr/share/nginx/b;

index index.html index.htm;

}

[root@node3 conf.d]# curl http://172.16.18.3
<h1>aaaaaaa</h1>
[root@node3 conf.d]# curl http://172.16.18.6
curl: (7) couldn‘t connect to host
[root@node3 conf.d]# curl http://172.16.18.6:8080
<h1>bbbbbbb</h1>

Nginx基于用户认证：

语法:
auth_basic string | off;

默认值:

auth_basic off;

上下文:
http, server, location, limit_except

开启使用“HTTP基本认证”协议的用户名密码验证。指定的参数被用作域。参数off可以取消继承自上一个配置等级 auth_basic 指令的影响。

语法:
auth_basic_user_file file;

默认值:
—

上下文:
http, server, location, limit_except

指定保存用户名和密码的文件，格式如下：

# comment
name1:password1
name2:password2:comment
name3:password3

密码应该使用crypt()函数加密。可以用Apache发行包中的htpasswd命令来创建此类文件。

配置案例：

server {
listen 80;
server_name node1;
add_header X-Via $server_addr;
location / {
auth_basic "Restricted";
auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd;
root /data/webapps/www;
index index.html;
location /bbs {
rewrite /bbs /proxy/index.html break;
proxy_pass http://172.16.18.1;
}}

[root@node1 conf]# htpasswd -cm /etc/nginx/.htpasswd aolens 为用户创建密码文件
New password:
Re-type new password:
Adding password for user aolens

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