nginx详解反向代理、负载均衡、LNMP架构上线动态网站

简介

Nginx是俄罗斯人编写的十分轻量级的HTTP服务器,Nginx，它的发音为“engine X”，是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，同时也是一个IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。Nginx是由俄罗斯人 Igor Sysoev为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru站点开发的，它已经在该站点运行超过两年半了。Igor Sysoev在建立的项目时,使用基于BSD许可。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。

Nginx和Apache的区别（重要）

Nginx

1. 轻量级，采用 C 进行编写，同样的 web 服务，会占用更少的内存及资源
2. 抗并发，nginx 以 epoll and kqueue 作为开发模型，处理请求是异步非阻塞的，负载能力比 apache 高很多，而 apache 则是阻塞型的。在高并发下 nginx 能保持低资源低消耗高性能 ，而 apache 在 PHP 处理慢或者前端压力很大的情况下，很容易出现进程数飙升，从而拒绝服务的现象。
3. nginx 处理静态文件好，静态处理性能比 apache 高三倍以上
4. nginx 的设计高度模块化，编写模块相对简单
5. nginx 配置简洁，正则配置让很多事情变得简单，而且改完配置能使用 -t 测试配置有没有问题，apache 配置复杂 ，重启的时候发现配置出错了，会很崩溃
6. nginx 作为负载均衡服务器，支持 7 层负载均衡
7. nginx 本身就是一个反向代理服务器，而且可以作为非常优秀的邮件代理服务器
8. 启动特别容易, 并且几乎可以做到 7*24 不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动，还能够不间断服务的情况下进行软件版本的升级
9. 社区活跃，各种高性能模块出品迅速

Apache

1. apache 的 rewrite 比 nginx 强大，在 rewrite 频繁的情况下，用 apache
2. apache 发展到现在，模块超多，基本想到的都可以找到
3. apache 更为成熟，少 bug ，nginx 的 bug 相对较多
4. apache 超稳定
5. apache 对 PHP 支持比较简单，nginx 需要配合其他后端用
6. apache 在处理动态请求有优势，nginx 在这方面是鸡肋，一般动态请求要 apache 去做，nginx 适合静态和反向。

总结

apache 仍然是目前的主流，拥有丰富的特性，成熟的技术和开发社区

两者最核心的区别在于 apache 是同步多进程模型，一个连接对应一个进程，而 nginx 是异步的，多个连接（万级别）可以对应一个进程

一般来说，需要性能的 web 服务，用 nginx 。如果不需要性能只求稳定，更考虑 apache ，后者的各种功能模块实现得比前者，例如 ssl 的模块就比前者好，可配置项多。epoll(freebsd 上是 kqueue ) 网络 IO 模型是 nginx 处理性能高的根本理由，但并不是所有的情况下都是 epoll 大获全胜的，如果本身提供静态服务的就只有寥寥几个文件，apache 的 select 模型或许比 epoll 更高性能。当然，这只是根据网络 IO 模型的原理作的一个假设，真正的应用还是需要实测了再说的。

更为通用的方案是，前端 nginx 抗并发，后端 apache 集群，配合起来会更好。

nginx配置文件

该文件在   /etc/nginx/nginx.conf

#nginx进程,一般设置为和cpu核数一样
worker_processes 4;                        
#错误日志存放目录 
error_log  /data1/logs/error.log  crit;  
#运行用户，默认即是nginx，可不设置
user nginx       
#进程pid存放位置
pid        /application/nginx/nginx.pid;        

#Specifies the value for maximum file descriptors that can be opened by this process. 
#最大文件打开数（连接），可设置为系统优化后的ulimit -HSn的结果
worker_rlimit_nofile 51200;

cpu亲和力配置，让不同的进程使用不同的cpu

worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000 0001 00100100 1000;

#工作模式及连接数上限
events 
{
  use epoll;       #epoll是多路复用IO(I/O Multiplexing)中的一种方式,但是仅用于linux2.6以上内核,可以大大提高nginx的性能
  worker_connections 1024;  #;单个后台worker process进程的最大并发链接数
}
###################################################
http 
{

include mime.types; #文件扩展名与类型映射表
default_type application/octet-stream; #默认文件类型




  #隐藏响应header和错误通知中的版本号
  server_tokens off;
  #开启高效传输模式   
  sendfile on;

-------------------------------------------------------------------------------------------------
  #激活tcp_nopush参数可以允许把httpresponse header和文件的开始放在一个文件里发布，
  积极的作用是减少网络报文段的数量
  tcp_nopush     on;
  #激活tcp_nodelay，内核会等待将更多的字节组成一个数据包，从而提高I/O性能
  tcp_nodelay on;
#连接超时时间，单位是秒
  keepalive_timeout 60;

  #开启gzip压缩功能
    gzip on；
 #设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头的Content-Length中获取。默认值是0，表示不管页面多大都进行压缩。建议设置成大于1K。如果小于1K可能会越压越大。
  gzip_min_length  1k;

#压缩缓冲区大小。表示申请4个单位为16K的内存作为压缩结果流缓存，默认值是申请与原始数据大小相同的内存空间来存储gzip压缩结果。
  gzip_buffers     4 16k;

#压缩版本（默认1.1，前端为squid2.5时使用1.0）用于设置识别HTTP协议版本，默认是1.1，目前大部分浏览器已经支持GZIP解压，使用默认即可。
  gzip_http_version 1.0;

#压缩比率。用来指定GZIP压缩比，1压缩比最小，处理速度最快；9压缩比最大，传输速度快，但处理最慢，也比较消耗cpu资源。
  gzip_comp_level 9;

#用来指定压缩的类型，“text/html”类型总是会被压缩
  gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
  #vary header支持。该选项可以让前端的缓存服务器缓存经过GZIP压缩的页面，例如用

Squid缓存经过Nginx压缩的数据。

gzip_vary off;
#开启ssi支持，默认是off
  ssi on;
  ssi_silent_errors on;
#设置日志模式
    log_format  access  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                        '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                        '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';

#反向代理负载均衡设定部分

#upstream表示负载服务器池，定义名字为backend_server的服务器池
upstream backend_server {
    server   10.254.244.20:81 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    server   10.254.242.40:81 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    server   10.254.245.19:81 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
    server   10.254.243.39:81 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
  #设置由 fail_timeout 定义的时间段内连接该主机的失败次数，以此来断定 fail_timeout 定义的时间段内该主机是否可用。默认情况下这个数值设置为 1。零值的话禁用这个数量的尝试。

设置在指定时间内连接到主机的失败次数，超过该次数该主机被认为不可用。

#这里是在30s内尝试2次失败即认为主机不可用！
  }
###################

#基于域名的虚拟主机
  server
  {

#监听端口
    listen       80;
    server_name  www.abc.com abc.com;    
    index index.html index.htm index.php;    #首页排序
    root  /data0/abc;                            #站点根目录，即网站程序存放目录 
    error_page 500 502 404 /templates/kumi/phpcms/404.html;   #错误页面
#伪静态   将www.abc.com/list....html的文件转发到index.php。。。
#rewrite ^/list-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+).html$ /index.php?m=content&c=index&a=lists&catid=$1&types=$2&country=$3&language=$4&age=$5&startDate=$6&typeLetter=$7&type=$8&page=$9 last;
#location 标签，根目录下的.svn目录禁止访问
    location ~ /.svn/ {
     deny all;
    }
            location ~ .php$   
             {  #符合php扩展名的请求调度到fcgi server  
              fastcgi_pass  127.0.0.1:9000;  #抛给本机的9000端口
              fastcgi_index index.php;    #设定动态首页
              include fastcgi.conf;
             }

 

nginx实现反向代理和负载均衡

反向代理：在收到客户端请求之后，会修目标IP地址和端口

正向代理：在收到客户端请求之后，会修源IP地址和端口

上游服务器：代理服务器后端的哪些真正给客户端提供服务的节点，这样的服务器称之为上游服务器

下游服务器：客户端就是下游节点

反向代理指令

只有proxy_pass 是必须的

模块：nginx_http_proxy_module
    指令
    proxy_pass：指定上游服务器的ip和端口
    proxy_set_header：指定在重新封装请求报文的时候，添加一个新的首部


    Syntax:     proxy_pass URL;
    Default:     —
    Context:     location, if in location, limit_except
    例子：proxy_pass http://10.220.5.200:80;


    Syntax:     proxy_set_header field value;
    Default:     proxy_set_header Host $proxy_host;
    Context:     http, server, location

例如

location / {
        proxy_pass http://10.220.5.180;
        }

反向代理实战案例

1.环境准备

centos7.5

反向代理服务器IP：172.20.10.7/28

web1服务器IP：172.20.10.8/28

web2服务器IP:172.20.10.9/28

2.配置反向代理服务器端

yum安装nignx需要配置网络源，复制下面的代码到你的yum仓库中

[ken]
name=ken
enabled=1
gpgcheck=0
baseurl=https://mirrors.aliyun.com/epel/7Server/x86_64/

安装

[root@ken ~]# yum install nginx -y

配置nginx文件，我们实现这样一个效果，静态文件都被代理到172.20.10.8，动态文件都被调度到172.20.10.9，实现动静分离。

[root@ken ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
# For more information on configuration, see:
#   * Official English Documentation: http://nginx.org/en/docs/
#   * Official Russian Documentation: http://nginx.org/ru/docs/

user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;

# Load dynamic modules. See /usr/share/nginx/README.dynamic.
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    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;
    tcp_nodelay         on;
    keepalive_timeout   65;
    types_hash_max_size 2048;

    include             /etc/nginx/mime.types;
    default_type        application/octet-stream;
       # include /etc/nginx/conf.d/*.conf;

    server {
        listen       80 default_server;
        listen       [::]:80 default_server;
        server_name  _;
        root         /var/www/html;
        index index.html index.php;
        # Load configuration files for the default server block.
   location /songqi {                                   #在页面输入当前IP后在后面加上 /songqi 即可
        proxy_pass http://172.20.10.8/;                  #上游节点，也即是访问这个页面时跳转到的网页，后面最好加 / ，免去创建同名目录的麻烦 
        }
        location ~ /.*.php$ {　　　　　　　　　　　　　　　#动态网页配置，使用了正则表达式
        proxy_pass http://172.20.10.9;                 #使用了正则表达式所以不能在后面加 /
        proxy_set_header host $proxy_host;
        proxy_set_header realip $remote_addr;
        }

        error_page 404 /404.html;
            location = /40x.html {
        }

        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
            location = /50x.html {
        }
    }
}