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Nginx实现反向代理负载均衡与静态缓存
介绍：
Nginx是一款轻量级的Web服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器。在连接高并发的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品，能够支持高达50000个并发连接数的响应。
实验环境：
| Hostname | IP | 系统 | 规划 |
| n2.preferred | 192.168.1.2 | Centos 6.5 | Web server |
| n3.preferred | 192.168.1.3 | Centos 6.5 | Web server |
| n6.preferred | 192.168.1.6 | Centos 7.0 | Nginx proxy |
实验拓扑：
利用Nginx代理对Client访问后端Web服务器的请求提供负载均衡
实验步骤：
一、安装：（我们在这里使用编译安装）
[root@n6 ~]#yum install groupinstall "Development Tools" "Server Platform Development" <---安装依赖包组
[root@n6 ~]#yum install pcre-devel openssl-devel zlib-devel -y <---安装相应软件
[root@n6 ~]# tar -xf nginx-1.6.1.tar.gz
[root@n6 ~]# cd nginx-1.6.1/
[root@n6 nginx-1.6.1]# ls
auto CHANGES CHANGES.ru conf configure contrib html LICENSE man README src
[root@n6 nginx-1.6.1]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --user=nginx --group=nginx --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx.lock --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fastcgi <---各参数请参照官方文档
... 过程省略
[root@n6 nginx-1.6.1]# make && make install
... 过程省略
[root@n6 ~]# groupadd -r nginx <---创建用户
[root@n6 ~]# useradd -r -g nginx nginx <---创建用户
[root@n6 ~]# mkdir /var/tmp/nginx/{client,proxy,fastcgi} -p <---创建编译安装时所需的目录
[root@n6 ~]# cd /etc/nginx/
[root@n6 nginx]# ls
fastcgi.conf koi-utf nginx.conf uwsgi_params
fastcgi.conf.default koi-win nginx.conf.default uwsgi_params.default
fastcgi_params mime.types scgi_params win-utf
fastcgi_params.default mime.types.default scgi_params.default
#我们主要对nginx.conf这个文件进行配置Nginx的主配置文件介绍：
Nginx的配置文件中参数较多，我主要说说重要的部分。
#user nobody; #运行用户
worker_processes 1; #启动进程，通常设置成cpu数量减1
#全局错误日志及Pid文件
#error_log logs/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;
#pid logs/nginx.pid;
#工作模式及连接数上线
events {
worker_connections 1024; #单个后台worker process进程的最大并发链接数
}
#设定http服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
http {
include mime.types; #设定mime类型，类型由mime.type文件定义
default_type application/octet-stream; #设定日志格式
#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;
#指令指定 nginx 是否调用 sendfile 函数（zero copy 方式）来输出文件，对于普通应用必须设为 on,如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为 off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的uptime
sendfile on;
#tcp_nopush on;
#keepalive_timeout 0; #连接超时时间
keepalive_timeout 65;
#gzip on; #开启gzip压缩
server {
listen 80; #侦听80端口
server_name localhost; #定义使用localhost访问
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main; #设定本虚拟机的访问日志
#默认请求
location / {
root html; #定义服务器的默认网站根目录位置
index index.html index.htm; #定义首页索引文件的名称
}
#error_page 404 /404.html; #定义错误页面
# redirect server error pages to the static page /50x.html
#
error_page 500 502 503 504 /50x.html; #定义错误提示页面
location = /50x.html {
root html;
}
# proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
#
#location ~ \.php$ {
# proxy_pass http://127.0.0.1;
#}
# pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
#
#PHP脚本请求全部转发到fastcgi处理，使用fastcgi默认配置
#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;
#}
# 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;
# }
#}
#基于https验证访问
# 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;
# }
#}二、配置Nginx实现反向代理负载均衡
以下在n6.preferred服务器上实现
#定义一个upstream(负载均衡组)，组名为n6_proxy，在server组里直接调用组名
http {
...
upstream n6_proxy {
server 192.168.1.2:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=1; <---两台real server为WEB的IP
server 192.168.1.3:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=1;
#权重为1，1秒算超时连续2次超时说明检测失败
}
server {
listen 80;
server_name n6.preferred; <---修改为本机hostname
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
root /var/www/html;
index index.html index.htm;
proxy_pass http://n6_proxy; <---将对本服务器首页的请求代理至负载均衡组n6_proxy的两台real server
}
}
[root@n6 nginx]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@n6 nginx]# ss -tunlp | grep :80
Netid State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port
tcp LISTEN 0 128 *:80 *:* users:(("nginx",31418,6),("nginx",31417,6))
#nginx监听了80端口将n2.preferred和n3.preferred两台web server安装httpd，并添加一个测试页面
#以下在n2.preferred上实现 [root@n2 ~]# yum install httpd -y [root@n2 ~]# echo ‘<h1> real web server is n2.preferred</h1>‘ > /var/www/html/index.html <---测试页面 #以下在n3.preferred上实现 [root@n3 ~]# yum install httpd -y [root@n3 ~]# echo ‘<h1> real web server is n3.preferred</h1>‘ > /var/www/html/index.html [root@n3 ~]# service httpd start; ssh root@192.168.1.2 ‘service httpd start‘ <---同时启动httpd Starting httpd: httpd: Could not reliably determine the server‘s fully qualified domain name, using n3.preferred for ServerName [ OK ] Starting httpd: httpd: apr_sockaddr_info_get() failed for n2.preferred httpd: Could not reliably determine the server‘s fully qualified domain name, using 127.0.0.1 for ServerName [ OK ] [root@n3 ~]# ss -tunl | grep :::80; ssh root@192.168.1.2 ‘ss -tunl | grep :::80‘ <---查看80端口是否都已侦听 tcp LISTEN 0 128 :::80 :::* The authenticity of host ‘192.168.1.2 (192.168.1.2)‘ can‘t be established. RSA key fingerprint is 24:93:80:46:ac:22:62:a9:6d:df:46:a1:94:a8:9a:77. tcp LISTEN 0 128 :::80 :::*
测试(负载均衡)：
三、配置Nginx实现静态资源缓存
#创建缓存目录
[root@n6 ~]# mkdir /cache/nginx -p
[root@n6 ~]# chown nginx:nginx /cache/nginx/ <---将属主和属组都该为nginx
[root@n6 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf <---添加以下参数
http {
...
#缓存路径，1:1表示1级目录下的子目录名称只能有1个字符，缓存key名称为mycache(在location中会调用)，缓存大小为32M
proxy_cache_path /cache/nginx/ levels=1:1 keys_zone=mycache:32m
server {
...
location /forum/ {
proxy_cache mycache; #调用缓存key的mycache
proxy_cache_vaild 200 1m; #返回值为200缓存1分钟
proxy_cache_vaild 301 302 10m; #返回值为301，302缓存10分钟
proxy_cache_vaild any 1m; #其它所有返回值都统统为1分钟
proxy_pass http://192.168.1.2/index.html; #将url为/forum/的代理至web(n2.preferred)上
proxy_set _header Host $host; #把客户端访问的真实主机名传递给后端Web服务器
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; #把客户端访问的真实IP传递给后端Web服务器
}
#要在客户端访问时记录真实的访问主机名与IP，则Web服务器上还需修改一项参数
[root@n2 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
LogFormat "%h %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined <---将%h修改为{X-Real-IP}i两台Web服务器都需要修改
LogFormat "%{X-Real-IP}i %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined测试： #访问此url将只会被分配n2.preferred服务器上
[root@n6 nginx]# pwd /cache/nginx [root@n6 nginx]# ls <---生成了一个缓存文件 6 [root@n6 nginx]# cat 6/2/def821edf5c378c0eaa684572237a026 m X3l XLW KEY: http://192.168.1.2/index.html HTTP/1.1 200 OK Date: Thu, 22 Sep 2016 07:53:29 GMT Server: Apache/2.2.15 (CentOS) Last-Modified: Thu, 22 Sep 2016 01:27:52 GMT ETag: "60806-2a-53d0e920461cd" Accept-Ranges: bytes Content-Length: 42 Connection: close Content-Type: text/html; charset=UTF-8 <h1> real web server is n2.preferred</h1>
查看来自Client访问的IP地址
三、静态资源缓存对于服务器的提升
到这里我们的工作已经基本全部完成了，这时估计有人会问“我们做的这些，有什么用”？好~那我将用最后一项压力测试让你明白！为了达到真实测试目的，我将让Nginx服务器不再提供缓存。
#注释掉相应的缓存配置参数
http {
...
# proxy_cache_path /cache/nginx/ levels=1:1 keys_zone=mycache:32m;
upstream n6_proxy {
server 192.168.1.2:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=1;
server 192.168.1.3:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=1;
}
server {
listen 80;
server_name n6.preferred;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
root /usr/share/nginx/html;
index index.html index.htm;
proxy_pass http://n6_proxy/;
#proxy_pass http://192.168.1.2/;
}
location /forum/ {
# proxy_cache mycache;
# proxy_cache_valid 200 1m;
# proxy_cache_valid 301 302 10m;
# proxy_cache_valid any 1m;
# proxy_cache_use_stale error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
proxy_pass http://192.168.1.2/index.html;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
}
}使用ab进行压力测试。注：-n表示每次并发量，-c表示总共发送的数量
接下来我们将Nginx服务器上的缓存注释取消，在进行缓存测试。
总结：
显而易见，静态资源缓存起到了近3倍的提升，对于服务器需要响应大量并发请求来说提升的还是蛮重要的！当然本章只是介绍了Nginx部分模块，还有很多没有提到，在以后会相继详细介绍。大家有什么问题欢迎交流！
作者：preferred QQ：2517709908
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Nginx实现反向代理负载均衡与静态缓存
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