4.5 Nginx教程_web服务器

一、Nginx介绍

1.1 引言

为什么要学习Nginx

代理问题：客户端到底要将请求发送给哪台服务器。

负载均衡问题：如果所有客户端的请求都发送给了服务器1，那么服务器2将没有任何意义。

资源优化：客户端发送的请求可能是申请动态资源的，也有申请静态资源，但是都是去Tomcat中获取的

服务器搭建集群后：

在搭建集群后，使用Nginx做反向代理服务器

使用Nginx后，解决了上述的三个问题，Nginx会实现负载均衡策略。客户端的请求都经过Nginx处理，Nginx决定用哪台服务器解决问题；对于静态资源，Nginx会处理，无需寻找服务器，这样可以减少服务器的压力。

1.2 Nginx介绍

 Nginx是由俄罗斯人研发的，应对Ramble的网站，并且2004年发布的第一个版本。

Nginx的特点：

1.稳定性极强。7*24小时不间断运行。

2.Nginx提供了非常丰富的配置实例。

3.占用内存小，并发能力强。(这个并发我这里稍微解释一下，Tomcat的线程池有约150个线程，也就是说Tomcat可以应对150左右的并发。但是Nginx随便配置一下，他最多可以承受五万的并发。百度，京东，淘宝都是在用Nginx)

二、Nginx的安装

2.1 安装Nginx

version: '3.1'
services:
  nginx:
    restart: always
    image: daocloud.io/library/nginx:latest
    container_name: nginx
    ports:
      - 80:80

安装步骤非常简单(首先Linux上要安装daoker和docker-compose命令) ：1.进入/opt/目录下；2.mkdir docker_nginx；3.cd docker_nginx目录下；4.vi docker-compose.yml文件，并将上述命令复制进去，保存退出；5.docker-compose up -d;6.浏览器访问http://1.15.122.141:80/，访问80端口即可

 2.2 Nginx的配置文件

Nginx配置文件总共有两个。下面这个配置文件的存放位置是：

worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

# 以上同城为全局块
# worker_process他的数值越大，Nginx的并发能力就越强(当然大小设置，是要根据主机配置的)
# error_log 代表Nginx的错误日志存放位置
# pid 不需要管，是Nginx运行时的标识

events { worker_connections 1024; } 

# events块
# worker_connection他的数值越大，Nginx并发能力越强(这个和上面的workder_processes我们一般是不动的，是由运维人员根据我们机器的性能来配置，默认就是1和1024)

http {
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    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  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

# http块
# include代表引入一个外部的文件 -> /mime.type中放着大量的媒体类型
# default_type 是默认使用的媒体类型
# include /etc/nginx/conf.d/*.conf; -> 引入了conf.d目录下的以.conf为结尾的配置文件   --- 这个是我们重点关注的

下面看另外一个配置文件，也就是上面提到的conf.d下面的配置文件。这个配置文件其实是上面那个配置文件在最后引入进去的。位置在：

server {
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;

    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
    }
　　# location块
　　# root：将接收到的请求根据/usr/share/nginx/html去查找静态资源
　　# index：默认去上述的路径中找到index.html或者index.htm
}
# service块
# listen：代表Nginx监听的端口号
# localhost：代表Nginx接收请求的ip

总结一下：Nginx的配置文件有两个，其中第二个是在第一个中被引入的，因此也可以看做是一个。这个配置文件总共有全局块、events块和http块。其中http块中有两部分，一部分是媒体类型，另一部分是引入的server块。该块主要展示的是访问Nginx对应的地址和端口号，已经访问niginx后，其将把你的请求带到何处(location块)。后期我们主要修改的就是server块。

2.3 修改docker-compose文件

version: '3.1'
services:
  nginx:
    restart: always
    image: daocloud.io/library/nginx:latest
    container_name: nginx
    ports:
      - 80:80
    volumes:
    - /opt/docker_nginx/conf.d/:/etc/nginx/conf.d

这个修改是为了将上面需要修改的server块的内容映射出来，映射到/opt/docker_nginx/conf.d文件下

 此时用浏览器访问80端口，发现访问失败

 这是因为映射出来的数据卷里面是空的，没有server块，没有首页信息。但是没关系，我们已经知道里面存放的是server块了，我们手动编写一下。

server{
  listen 80;
  server_name localhost;

  location / {
    root /usr/share/nginx/html;
    index index.html index.htm;
  }
}

重启之后再次访问，就又可以访问到了。

从下面看书，我们就学习Nginx的三个核心应用：反向代理、负载均衡和动静分离

三、Nginx的反向代理

3.1 正向代理和反向代理介绍

正向代理：

1. 正向代理服务时由客户端设立的。
2. 客户端了解代理服务器和目标服务器都是谁。
3. 帮助咱们实现突破访问权限，提高访问的速度，对目标服务隐藏客户端的ip地址。

 比如访问谷歌：我们正常情况下，是不能访问谷歌的。但是我们通过正向代理服务器访问，此时对于我们(客户端)来说，我们知道正向代理服务器是谁，我们也知道要访问的是谷歌；且谷歌并不知道我们在访问，因为去是被正向代理服务器访问的。

反向代理：

1. 反向代理服务器是配置在服务端的。
2. 客户端是不知道访问的到底是哪一台服务器的。
3. 达到复杂均衡效果，并且可以隐藏服务器真正的ip地址。

 我们已淘宝为例：首先反向代理服务器是配置在服务端的，是淘宝的开发人员配置的，和客户端无关；其次对于客户端而言，只暴露出来了这个反向代理服务器，大家就以为这是淘宝服务器，然后客户的请求会到这里(也只需要记住这一个域名即可)，然后请求由反向代理服务器决定到哪台服务器，对于用户而言，隐藏了真正的ip地址。

3.2 基于Nginx实现反向代理

其实这里用Nginx实现反向代理，只涉及三个东西，客户端即浏览器；一个本来就能访问的服务，也可以说网站；然后用Nginx配置反向代理(其实就是修改server块)

准备一个目标服务器。

启动了之前的tomcat服务器。(这个是前面讲解Docker知识时，用到的tomcat服务器。这里可以再用一下)，这里要注意。这个服务你是要本来就可以访问的(ip:端口号)

编写nginx的配置文件，通过Nginx访问到tomcat服务器。

server{
  listen 80;
  server_name localhost;

  # 基于反向代理访问到Tomcat服务器
  location / {
    proxy_pass http://10.128.2.***:7080/; # 这里是具体的IP，***是三个数字，大家根据自己的ip修改即可
  }


  #location / {
  #  root /usr/share/nginx/html;
  #  index index.html index.htm;
  #}
}

本来可以用http://10.128.2.***:7080/访问服务，现在我们通过Nginx的配置，用Nginx就可以访问(Nginx默认80端口)。

 这里反向代理失败了，一直在转圈，并没有访问到应有的网站。这个可能是我本来的服务是微服务，运用了spring-security，可能这个安全设置屏蔽了反向代理吧。后面可以研究下。不过代理的思路就是这样的。大家可以用讲解Docker知识时的Tomcat服务，启一个，进行代理。

下面讲解一下location可以映射的路径

3.3 关于Nginx的location路径映射

优先级关系：

(location = ) > (location /xxx/yyy/zzz) > (location ^~) > (location ~, ~*) > (location /起始路径) > (location /)。如果我们写多个location去进行路径映射，按照这种优先级顺序来写

# 1. = 匹配
location = / {
    # 精准匹配，主机名后面不能带任何的字符串
}

比如:www.baidu.com就可以匹配，但不能匹配www.baidu.com/xxx。也就是精准匹配ip:端口号

# 2. 通用匹配
location /xxx {
    # 匹配所有以/xxx开头的路径
}

# 3. 正则匹配
location ~ /xxx {
    # 匹配所有以/xxx开头的路径
}

# 4.匹配开头路径
location ^~ /images/ {
    # 匹配所有以/images开头的路径
}

# 5. ~* . (gif|jpg|png)$ {
    # 匹配以gif或者jpg或者png为结尾的路径
}

 这里写了多个方式，按照优先级写的。后面再看下这个视频，补充笔记。

四、Nginx负载均衡

Nginx为我们默认提供了三种负载均衡的策略：

1. 轮询：将客户端发起的请求，平均的分配给每一台服务器。
2. 权重：会将客户端的请求，根据服务器的权重值不同，分配不同的数量。
3. ip_hash：基于发起请求的客户端的ip地址不同，他始终会将请求发送到指定的服务器上。

下面我们就一个一个的实现一波

4.1 轮询

想要实现Nginx轮询负载均衡机制只需要在配置文件中添加以下内容

upstream 名字 {
  server ip:port;
  server ip:port;
  ...
}

server {
  listen 80;
  server_name localhost;

  location / {
    proxy_pass http://upstream的名字/;
  }
}

 轮询的效果是：01010101，这是常见的。但是轮询也可能出现00101010110101这样的情况。并非一定是一个个来的。

4.2 权重

实现权重的方式：这个方式非常简单，只是在轮询的基础上加两个地方即可。

upstream 名字 {
  server ip:port weight=权重比例;
  server ip:port weight=权重比例;
  ...
}

server {
  listen 80;
  server_name localhost;

  location / {
    proxy_pass http://upstream的名字/;
  }
}

 权重的方式：当请求量大的时候，是按照权重比例请求的，量少的时候可能有偏差。

4.3 ip_hash

ip_hash实现：这个实现也非常简单，只需要我们在上面添加一个字符即可。至于有没有weight都是可以的。2

upstream 名字 {
  ip_hash;
  server ip:port weight=权重比例;
  server ip:port weight=权重比例;
  ...
}

server {
  listen 80;
  server_name localhost;

  location / {
    proxy_pass http://upstream的名字/;
  }
}

五、Nginx动静分离

Nginx的并发能力公式：(前面讲Nginx的配置文件时，里面有全局块和events块)

worker_processes * worker_connection / 4 | 2 = Nginx最终的并发能力

动态资源需要/4，静态资源需要/2.

Nginx通过动静分离，来提升Nginx的并发能力，更快的给用户响应。

为什么动态资源/4，静态资源/2。对于客户端的任一访问，有四个连接，1：客户端到Nginx；2：Nginx到服务器；3：服务器到Nginx；4：Nginx到客户端。对于静态资源，Nginx做了优化，客户端到Nginx后，Nginx不需要到服务器，因此只是两个连接数。

5.1 动态资源代理

动态资源代理，我们前面一直在用。没什么说的，只是在配置文件中加入以下内容：

# 配置如下
location / {
  proxy_pass 路径;
}

动态资源代理没什么讲的，上面这是4个连接数。下面讲下静态资源代理。

5.2 静态资源代理

使用root静态代理

# 配置如下
location / {
  root 静态资源路径;
  index 默认访问路径下的什么资源
  autoindex on; # 代表展示静态资源全的全部内容，以列表的形式展开。
}

# 先修改docker，添加一个数据卷，映射Nginx服务器的一个目录  
# 添加了index.html和1.jpg静态资源
# 修改配置文件

 这里再在yml文件后面添加两个映射，将Nginx服务器内部存放图片和html的目录映射出来，方便我们修改。

后面有需要的话，再看一下，补充一下。

六、Nginx集群

6.1 引言

对于Tmocat集群来说，由于一台服务器可能处理不了那么多请求，因此搭建多台服务器。但是呢？搭建多台服务器除了解决性能问题外，还会解决另外一个问题，其实就是单点故障。加入只有一个Tomcat服务器，如果其挂了，那整个系统就挂了。对于Nginx也存在单点故障问题，因此要搭建Nginx集群。

单点故障，避免Nginx的宕机，导致整个程序的崩溃

准备多台Nginx。

准备keepalived(这是一个程序)，监听Nginx的健康情况。这样才能知道哪个Nginx挂了（挂了的话，消息发送给谁？）。

准备haproxy，提供一个虚拟的路径，统一的去接收用户请求。(就不怕haproxy出现单点故障问题吗？)

7.2 搭建Nginx集群

查看资料中的内容，直接通过运行docker-compose即可。

总结：

以上其实就学习了Nginx的安装、配置文件和三大功能(反向代理、负载均衡---决定访问哪台服务器和动静分离---提高性能)