喜极而泣，我终于学会了Nginx！
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了喜极而泣，我终于学会了Nginx！相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
本文首先介绍 nginx 的反向代理、负载均衡、动静分离和高可用的原理，随后详解 Nginx 的配置文件，带大家从原理到实战，彻底搞懂 Nginx！
图片来自 Pexels
Nginx 是开源的轻量级 Web 服务器、反向代理服务器，以及负载均衡器和 HTTP 缓存器。其特点是高并发，高性能和低内存。
Nginx 专为性能优化而开发，性能是其最重要的考量，实现上非常注重效率，能经受高负载的考验，最大能支持 50000 个并发连接数。
Nginx 还支持热部署，它的使用特别容易，几乎可以做到 7x24 小时不间断运行。Nginx 的网站用户有：百度、淘宝、京东、腾讯、新浪、网易等。
反向代理
①正向代理
②反向代理
客户端对代理服务器是无感知的，客户端不需要做任何配置，用户只请求反向代理服务器，反向代理服务器选择目标服务器，获取数据后再返回给客户端。
负载均衡
动静分离
高可用
Nginx 配置文件
①文件结构
... #全局块
events { #events块
...
}
http #http块
{
... #http全局块
server #server块
{
... #server全局块
location [PATTERN] #location块
{
...
}
location [PATTERN]
{
...
}
}
server
{
...
}
... #http全局块
}
Nginx 配置文件由三部分组成：
全局块，主要设置一些影响 Nginx 服务器整体运行的配置指令。比如：worker_processes 1；worker_processes 值越大，可以支持的并发处理量就越多。
Events 块，涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接。比如：worker_connections 1024；支持的最大连接数。
HTTP 块，又包括 HTTP 全局块和 Server 块，是服务器配置中最频繁的部分，包括配置代理、缓存、日志定义等绝大多数功能。Server 块：配置虚拟主机的相关参数。Location 块：配置请求路由，以及各种页面的处理情况。
②配置文件
########### 每个指令必须有分号结束。#################
#user administrator administrators; #配置用户或者组，默认为nobody nobody。
#worker_processes 2; #允许生成的进程数，默认为1
#pid /nginx/pid/nginx.pid; #指定nginx进程运行文件存放地址
error_log log/error.log debug; #制定日志路径，级别。这个设置可以放入全局块，http块，server块，级别以此为：debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg
events {
accept_mutex on; #设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on
multi_accept on; #设置一个进程是否同时接受多个网络连接，默认为off
#use epoll; #事件驱动模型，select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport
worker_connections 1024; #最大连接数，默认为512
}
http {
include mime.types; #文件扩展名与文件类型映射表
default_type application/octet-stream; #默认文件类型，默认为text/plain
#access_log off; #取消服务日志
log_format myFormat '$remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; #自定义格式
access_log log/access.log myFormat; #combined为日志格式的默认值
sendfile on; #允许sendfile方式传输文件，默认为off，可以在http块，server块，location块。
sendfile_max_chunk 100k; #每个进程每次调用传输数量不能大于设定的值，默认为0，即不设上限。
keepalive_timeout 65; #连接超时时间，默认为75s，可以在http，server，location块。
upstream mysvr {
server 127.0.0.1:7878;
server 192.168.10.121:3333 backup; #热备
}
error_page 404 https://www.baidu.com; #错误页
server {
keepalive_requests 120; #单连接请求上限次数。
listen 4545; #监听端口
server_name 127.0.0.1; #监听地址
location ~*^.+$ { #请求的url过滤，正则匹配，~为区分大小写，~*为不区分大小写。
#root path; #根目录
#index vv.txt; #设置默认页
proxy_pass http://mysvr; #请求转向mysvr 定义的服务器列表
deny 127.0.0.1; #拒绝的ip
allow 172.18.5.54; #允许的ip
}
}
}
配置实例
①正向代理
server{
resolver 8.8.8.8;
listen 80;
location / {
proxy_pass http://$http_host$request_uri;
}
}
在需要访问外网的客户端上执行以下一种操作即可：
1. 方法1（推荐）
export http_proxy=http://你的正向代理服务器地址：代理端口
2. 方法2
vim ~/.bashrc
export http_proxy=http://你的正向代理服务器地址：代理端口
②反向代理
server {
listen 80;
server_name 192.168.4.32; #监听地址
location / {
root html; #/html目录
proxy_pass http://127.0.0.1:8080; #请求转向
index index.html index.htm; #设置默认页
}
}
实现效果：根据在浏览器输入的路径不同，跳转到不同端口的服务中。
具体配置：
server {
listen 9000;
server_name 192.168.4.32; #监听地址
location ~ /example1/ {
proxy_pass http://127.0.0.1:5000;
}
location ~ /example2/ {
proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
}
}
~：表示 uri 包含正则表达式，且区分大小写。
~*：表示 uri 包含正则表达式，且不区分大小写。
=：表示 uri 不含正则表达式，要求严格匹配。
③负载均衡
具体配置：
upstream myserver {
server 192.167.4.32:5000;
server 192.168.4.32:8080;
}
server {
listen 80; #监听端口
server_name 192.168.4.32; #监听地址
location / {
root html; #html目录
index index.html index.htm; #设置默认页
proxy_pass http://myserver; #请求转向 myserver 定义的服务器列表
}
}
轮询（默认）：按请求的时间顺序依次逐一分配，如果服务器 down 掉，能自动剔除。
权重：weight 越高，被分配的客户端越多，默认为 1。
upstream myserver {
server 192.167.4.32:5000 weight=10;
server 192.168.4.32:8080 weight=5;
}
IP：按请求 IP 的 Hash 值分配，每个访客固定访问一个后端服务器。
upstream myserver {
ip_hash;
server 192.167.4.32:5000;
server 192.168.4.32:8080;
}
Fair：按后端服务器的响应时间来分配，响应时间短的优先分配到请求。
upstream myserver {
fair;
server 192.168.4.32:5000;
server 192.168.4.32:8080;
}
④Nginx 缓存
实现效果：在 3 天内，通过浏览器地址栏访问 http://192.168.4.32/a.jpg，不会从服务器抓取资源，3 天后（过期）则从服务器重新下载。
具体配置：
# http 区域下添加缓存区配置
proxy_cache_path /tmp/nginx_proxy_cache levels=1 keys_zone=cache_one:512m inactive=60s max_size=1000m;
# server 区域下添加缓存配置
location ~ .(gif|jpg|png|htm|html|css|js)(.*) {
proxy_pass http://192.168.4.32:5000；#如果没有缓存则转向请求
proxy_redirect off;
proxy_cache cache_one;
proxy_cache_valid 200 1h; #对不同的 HTTP 状态码设置不同的缓存时间
proxy_cache_valid 500 1d;
proxy_cache_valid any 1m;
expires 3d;
}
⑤动静分离
upstream static {
server 192.167.4.31:80;
}
upstream dynamic {
server 192.167.4.32:8080;
}
server {
listen 80; #监听端口
server_name www.abc.com; 监听地址
# 拦截动态资源
location ~ .*.(php|jsp)$ {
proxy_pass http://dynamic;
}
# 拦截静态资源
location ~ .*.(jpg|png|htm|html|css|js)$ {
root /data/; #html目录
proxy_pass http://static;
autoindex on;; #自动打开文件列表
}
}
⑥高可用
# 安装 keepalived
yum install keepalived -y
# 检查版本
rpm -q -a keepalived
keepalived-1.3.5-16.el7.x86_64
1.在两台 Nginx 服务器上安 Keepalived：Keepalived 相当于一个路由，它通过一个脚本来检测当前服务器是否还活着，如果还活着则继续访问，否则就切换到另一台备份服务器。
Keepalived 将 Nginx 服务器绑定到一个虚拟 IP，Nginx 高可用集群对外统一暴露这个虚拟 IP，客户端都是通过访问这个虚拟 IP 来访问 Nginx 服务器 。
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from_Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.4.32
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL # 在 /etc/hosts 文件中配置，通过它能访问到我们的主机
}
vrrp_script_chk_http_port {
script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
interval 2 # 检测脚本执行的时间间隔
weight 2 # 权重每次加2
}
vrrp_instance VI_1 {
interface ens7f0 # 网卡，需根据情况修改
state MASTER # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP
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 # 每隔多长时间（默认1s）发送一次心跳，检测服务器是否还活着
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.100 # VRRP H 虚拟地址，可以绑定多个
}
}
127.0.0.1 localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1 localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
127.0.0.1 LVS_DEVEL
interval：设置脚本执行的间隔时间。
weight：当脚本执行失败即 Keepalived 或 Nginx 挂掉时，权重增加的值（可为负数）。
ens7f0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST> mtu 1500
inet 192.168.4.32 netmask 255.255.252.0 broadcast 192.168.7.255
inet6 fe80::e273:9c3c:e675:7c60 prefixlen 64 scopeid 0x20<link>
... ...
3.在 /usr/local/src 目录下添加检测脚本 nginx_check.sh：
#!/bin/bash
A=`ps -C nginx -no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
/usr/local/nginx/sbin/nginx
sleep 2
if [ ps -C nginx -no-header |wc -l` -eq 0 ];then
killall keepalived
fi
fi
4.启动两台服务器的 Nginx 和 Keepalived：
# 启动 nginx
./nginx
# 启动 keepalived
systemctl start keepalived.service
原理解析
Master 作为管理员不参与任何工作，只负责给多个 Worker 分配不同的任务（Worker 一般有多个）。
ps -ef |grep nginx
root 20473 1 0 2019 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx
nginx 4628 20473 0 Jan06 ? 00:00:00 nginx: worker process
nginx 4629 20473 0 Jan06 ? 00:00:00 nginx: worker process
多个 Worker 以争抢的机制来抢夺任务，得到任务的 Worker 会将请求经由 Tomcat 等做请求转发、反向代理、访问数据库等（Nginx 本身是不直接支持 Java 的）。
可以使用 nginx -s reload 进行热部署。
每个 Worker 是独立的进程，如果其中一个 Worker 出现问题，其他 Worker 是独立运行的，会继续争抢任务，实现客户端的请求过程，而不会造成服务中断。
发送一个请求，会占用 Worker 几个连接数？
有一个 Master 和 4 个 Worker，每个 Worker 支持的最大连接数为 1024，该系统支持的最大并发数是多少？
简介：就职于中科星图股份有限公司（北京），研发部后端技术组。个人擅长 Python/Java 开发，了解前端基础；熟练掌握 mysql，MongoDB，了解 Redis；熟悉 Linux 开发环境，掌握 Shell 编程，有良好的 Git 源码管理习惯；精通 Nginx ，Flask、Swagger 开发框架；有 Docker+Kubernetes 云服务开发经验。对人工智能、云原生技术有较大的兴趣。
编辑：陶家龙
来源：https://juejin.im/post/5e1c263e5188254dc74a3b23
征稿：有投稿、寻求报道意向技术人请联络 editor@51cto.com
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