Nginx实现反向代理负载均衡与静态缓存

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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Nginx实现反向代理负载均衡与静态缓存相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

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:


HostnameIP系统规划
n2.preferred192.168.1.2Centos 6.5Web server
n3.preferred192.168.1.3Centos 6.5Web server
n6.preferred192.168.1.6Centos 7.0Nginx 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

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实验步骤:

一、安装:(我们在这里使用编译安装)

[[email protected] ~]#yum install groupinstall "Development Tools" "Server Platform Development"    <---安装依赖包组
[[email protected] ~]#yum install pcre-devel openssl-devel zlib-devel -y    <---安装相应软件 
[[email protected] ~]# tar -xf nginx-1.6.1.tar.gz 
[[email protected] ~]# cd nginx-1.6.1/
[[email protected] nginx-1.6.1]# ls 
auto  CHANGES  CHANGES.ru  conf  configure  contrib  html  LICENSE  man  README  src
[[email protected] 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        
[[email protected] nginx-1.6.1]# make && make install
... 过程省略
[[email protected] ~]# groupadd -r nginx    <---创建用户 
[[email protected] ~]# useradd -r -g nginx nginx    <---创建用户     
[[email protected] ~]# mkdir /var/tmp/nginx/{client,proxy,fastcgi} -p    <---创建编译安装时所需的目录
[[email protected] ~]# cd /etc/nginx/
[[email protected] 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
        }
}
[[email protected] nginx]# /usr/local/nginx/sbin/nginx   
[[email protected] 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
[[email protected] ~]# yum install httpd -y 
[[email protected] ~]# 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
[[email protected] ~]# yum install httpd -y 
[[email protected] ~]# echo ‘<h1> real web server is n3.preferred</h1>‘ > /var/www/html/index.html
[[email protected] ~]# service httpd start; ssh [email protected] ‘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  ]
[[email protected] ~]# ss -tunl | grep :::80; ssh [email protected] ‘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):

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三、配置Nginx实现静态资源缓存

#创建缓存目录
[[email protected] ~]# mkdir /cache/nginx -p 
[[email protected] ~]# chown nginx:nginx /cache/nginx/    <---将属主和属组都该为nginx
[[email protected] ~]# 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
[[email protected] ~]# 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

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[[email protected] nginx]# pwd 
/cache/nginx
[[email protected] nginx]# ls    <---生成了一个缓存文件 
6
[[email protected] 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

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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

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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。

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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


本文出自 “Preferred” 博客,请务必保留此出处http://preferreds.blog.51cto.com/11870667/1870426

以上是关于Nginx实现反向代理负载均衡与静态缓存的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

nginx实现反向代理负载均衡-技术流ken

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