從原理到實戰,徹底搞懂Nginx

臧小晶發表於2020-01-09

  本文首先介紹 Nginx 的反向代理、負載均衡、動靜分離和高可用的原理,隨後詳解 Nginx 的配置檔案,最後通過實際案例實現 Nginx 反向代理和負載均衡的具體配置。學會 Nginx ,一篇足夠了。

1. 簡介

  Nginx 是開源的輕量級 Web 伺服器反向代理伺服器,以及負載均衡器 HTTP 快取器。其特點是高併發高效能低記憶體
  Nginx 專為效能優化而開發,效能是其最重要的考量,實現上非常注重效率,能經受高負載的考驗,最大能支援 50000 個併發連線數。 Nginx 還支援熱部署,它的使用特別容易,幾乎可以做到 7x24 小時不間斷執行。 Nginx 的網站使用者有:百度、淘寶、京東、騰訊、新浪、網易等。

2. 反向代理

2.1 正向代理

  Nginx 不僅可以做反向代理,實現負載均衡,還能用做正向代理來進行上網等功能。

正向代理原理圖

2.2 反向代理

  客戶端對代理伺服器是無感知的,客戶端不需要做任何配置,使用者只請求反向代理伺服器,反向代理伺服器選擇目標伺服器,獲取資料後再返回給客戶端。反向代理伺服器和目標伺服器對外而言就是一個伺服器,只是暴露的是代理伺服器地址,而隱藏了真實伺服器的IP地址。

反向代理原理圖

3. 負載均衡

  將原先請求集中到單個伺服器上的情況改為增加伺服器的數量,然後將請求分發到各個伺服器上,將負載分發到不同的伺服器,即負載均衡。

負載均衡原理圖

4. 動靜分離

  為了加快網站的解析速度,可以把靜態頁面和動態頁面由不同的伺服器來解析,加快解析速度,降低原來單個伺服器的壓力。

動靜分離原理圖

5. 高可用

  為了提高系統的可用性和容錯能力,可以增加nginx伺服器的數量,當主伺服器發生故障或當機,備份伺服器可以立即充當主伺服器進行不間斷工作。

高可用原理圖

6. Nginx配置檔案

6.1 檔案結構

  Nginx 配置檔案由三部分組成。

...              #全域性塊

events {         #events塊
   ...
}

http      #http塊
{
    ...   #http全域性塊
    server        #server塊
    { 
        ...       #server全域性塊
        location [PATTERN]   #location塊
        {
            ...
        }
        location [PATTERN] 
        {
            ...
        }
    }
    server
    {
      ...
    }
    ...     #http全域性塊
}
複製程式碼
  • 第一部分 全域性塊
      主要設定一些影響 nginx 伺服器整體執行的配置指令。
      比如: worker_processes 1; , worker_processes 值越大,可以支援的併發處理量就越多。

  • 第二部分 events塊
      events 塊涉及的指令主要影響Nginx伺服器與使用者的網路連線。
      比如: worker_connections 1024; ,支援的最大連線數。

  • 第三部分 http塊
      http 塊又包括 http 全域性塊和 server 塊,是伺服器配置中最頻繁的部分,包括配置代理、快取、日誌定義等絕大多數功能。

    • server塊:配置虛擬主機的相關引數。
    • location塊:配置請求路由,以及各種頁面的處理情況。

6.2 配置檔案

########### 每個指令必須有分號結束。#################
#user administrator administrators;  #配置使用者或者組,預設為nobody nobody。
#worker_processes 2;  #允許生成的程式數,預設為1
#pid /nginx/pid/nginx.pid;   #指定nginx程式執行檔案存放地址
error_log log/error.log debug;  #制定日誌路徑,級別。這個設定可以放入全域性塊,http塊,server塊,級別以此為:debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg
events {
    accept_mutex on;   #設定網路連線序列化,防止驚群現象發生,預設為on
    multi_accept on;  #設定一個程式是否同時接受多個網路連線,預設為off
    #use epoll;      #事件驅動模型,select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport
    worker_connections  1024;    #最大連線數,預設為512
}
http {
    include       mime.types;   #副檔名與檔案型別對映表
    default_type  application/octet-stream; #預設檔案型別,預設為text/plain
    #access_log off; #取消服務日誌    
    log_format myFormat '$remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; #自定義格式
    access_log log/access.log myFormat;  #combined為日誌格式的預設值
    sendfile on;   #允許sendfile方式傳輸檔案,預設為off,可以在http塊,server塊,location塊。
    sendfile_max_chunk 100k;  #每個程式每次呼叫傳輸數量不能大於設定的值,預設為0,即不設上限。
    keepalive_timeout 65;  #連線超時時間,預設為75s,可以在http,server,location塊。

    upstream mysvr {   
      server 127.0.0.1:7878;
      server 192.168.10.121:3333 backup;  #熱備
    }
    error_page 404 https://www.baidu.com; #錯誤頁
    server {
        keepalive_requests 120; #單連線請求上限次數。
        listen       4545;   #監聽埠
        server_name  127.0.0.1;   #監聽地址       
        location  ~*^.+$ {       #請求的url過濾,正則匹配,~為區分大小寫,~*為不區分大小寫。
           #root path;  #根目錄
           #index vv.txt;  #設定預設頁
           proxy_pass  http://mysvr;  #請求轉向mysvr 定義的伺服器列表
           deny 127.0.0.1;  #拒絕的ip
           allow 172.18.5.54; #允許的ip           
        } 
    }
}   
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7.配置例項

7.1 反向代理

7.1.1 實戰一

實現效果:
  在瀏覽器輸入 www.abc.com , 從 nginx 伺服器跳轉到 linux 系統 tomcat 主頁面。
具體配置:

    server {
        listen       80;   
        server_name  192.168.4.32;   #監聽地址
   
        location  / {       
           root html;  #/html目錄
           proxy_pass http://127.0.0.1:8080;  #請求轉向
           index  index.html index.htm;      #設定預設頁       
        } 
    }
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7.1.2 實戰二

實現效果:
  根據在瀏覽器輸入的路徑不同,跳轉到不同埠的服務中。
具體配置:

    server {
        listen       9000;   
        server_name  192.168.4.32;   #監聽地址       
        
        location  ~ /example1/ {  
           proxy_pass http://127.0.0.1:5000;         
        } 

        location  ~ /example2/ {  
           proxy_pass http://127.0.0.1:8080;         
        } 
    }
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location 指令說明:

  • ~ : 表示uri包含正規表示式,且區分大小寫。
  • ~* : 表示uri包含正規表示式,且不區分大小寫。
  • = : 表示uri不含正規表示式,要求嚴格匹配。

7.2 負載均衡

7.2.1 實戰一

實現效果:
  在瀏覽器位址列輸入 http://192.168.4.32/example/a.html ,平均到 5000 和 8080 埠中,實現負載均衡效果。
具體配置:

    upstream myserver {   
      server 192.167.4.32:5000;
      server 192.168.4.32:8080;
    }
    

    server {
        listen       80;   #監聽埠
        server_name  192.168.4.32;   #監聽地址
   
        location  / {       
           root html;  #html目錄
           index index.html index.htm;  #設定預設頁
           proxy_pass  http://myserver;  #請求轉向 myserver 定義的伺服器列表      
        } 
    }
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nginx 分配伺服器策略

  • 輪詢(預設)
      按請求的時間順序依次逐一分配,如果伺服器down掉,能自動剔除。

  • 權重
      weight 越高,被分配的客戶端越多,預設為 1。比如:

          upstream myserver {   
            server 192.167.4.32:5000 weight=10;
            server 192.168.4.32:8080 weight=5;
          }
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  • ip
      按請求 ip 的 hash 值分配,每個訪客固定訪問一個後端伺服器。比如:

          upstream myserver { 
            ip_hash;  
            server 192.167.4.32:5000;
            server 192.168.4.32:8080;
          }
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  • fair
      按後端伺服器的響應時間來分配,響應時間短的優先分配到請求。比如:

          upstream myserver { 
            fair;  
            server 192.167.4.32:5000;
            server 192.168.4.32:8080;
          }
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  恭喜!目前為止你已經掌握了 Nginx 的基本原理,並且能夠配置反向代理和負載均衡。接下來還會更新一篇Nginx進階:從原理到實戰,徹底搞懂Nginx(高階篇),含Nginx 配置動靜分離和高可用配置例項,並對 Nginx 原理進行深入解析。碼字不易,點個贊鼓勵一下吧~

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