Nginx负载均衡以及动静分离的原理与配置

一、nginx实现负载均衡原理

nginx实现负载均衡是通过反向代理实现

nginx服务器作为前端，tomcat服务器作为后端，web页面请求由nginx服务来进行转发。

但是不是把所有的web请求转发，而是将静态页面请求nginx服务器自己来处理，动态页面请求，转发给后端的tomcat服务器来处理。

tomcat是属于轻量级的应用服务器，可接受访问量可能会不足，所以我们需要多台tomcat服务器，然后通过nginx配置权重来进行挑选tomcat服务器去进行处理，负载均衡的一种策略。

nginx服务器

1、首页使用精准匹配

2、静态页面使用正则匹配自己处理

3、动态页面使用正则匹配jsp结尾的请求，使用proxy_pass转发给tomcat服务器

二、nginx动静分离原理

服务端接收来自客户端的请求中，既有静态资源也有动态资源，静态资源由 nginx 提供服务，动态资源由 nginx 转发至后端。

Nginx负载均衡以及动静分离的原理与配置

nginx 静态处理优势

nginx 处理静态页面的效率远高于 tomcat 的处理能力
若 tomcat 的请求量为1000次，则 nginx 的请求量为6000次
tomcat 每秒的吞吐量为0.6m，nginx 的每秒吞吐量为3.6m
nginx 处理静态资源的能力是 tomcat 处理的6倍

三、nginx + tomcat 动静分离、负载均衡配置步骤

环境准备：

nginx 服务器：192.168.121.13

tomcat 服务器1：192.168.121.12：8080 192.168.121.12：8081

tomcat 服务器2：192.168.121.10

1、部署 nginx 负载均衡服务器

				?

									首先将 nginx-1.12.0.tar.gz 压缩包上传到 /opt 目录下

									systemctl stop firewalld.service 

									systemctl disable firewalld.service 

									setenforce 0

									yum install -y pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make

									useradd -m -s /sbin/nologin nginx

									cd /opt

									tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -c /opt/

									cd nginx-1.12.0/

									./configure \

									--prefix=/usr/local/nginx \

									--user=nginx \

									--group=nginx \

									--with-file-aio \

									--with-http_stub_status_module \

									--with-http_gzip_static_module \

									--with-http_flv_module \

									--with-http_ssl_module

									make && make install

									ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

									vim /lib/systemd/system/nginx.service

									[unit]

									description=nginx

									after=network.target

									[service]

									type=forking

									pidfile =/usr/local/nginx/logs/nginx.pid

									execstart=/usr/local/nginx/sbin/nginx

									execreload=/bin/kill -s hup $mainpid

									execstop=/bin/kill -s quit $mainpid

									privatetmp=true

									[install]

									wantedby=multi-user.target

									chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service

									systemctl start nginx.service

									systemctl enable nginx.service

2、部署两台 tomcat 应用服务器

				?

									所需安装包为：

									apache-tomcat-9.0.16.tar.gz  

									jdk-8u201-linux-x64.rpm 

									#scp apache-tomcat-9.0.16.tar.gz root@192.168.121.10:/opt    #将所需的压缩包在tomcat1上传给tomcat2 server，当然我们也可以自己直接将压缩包拉到/opt目录下

									systemctl stop firewalld.service 

									systemctl disable firewalld.service 

									setenforce 0

									rpm -qpl jdk-8u201-linux-x64.rpm

									rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm 

									java -version

									vim /etc/profile.d/java.sh

									export java_home=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64

									export classpath=.:$java_home/lib/tools.jar:$java_home/lib/dt.jar

									export path=$java_home/bin:$path

									source /etc/profile.d/java.sh

									java -version

									cd /opt

									vim abc.java

									public class abc {

									  public static void main(string[] args){

									    system.out.println("hello world!")

									  }

									}

									[root@localhost?opt]#javac abc.java      #用来检测jdk环境是否设置成功

									[root@localhost?opt]#java abc

									hello world!

									cd /opt

									tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz

									mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat

									##启动tomcat##

									/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

									netstat -natp | grep  8080

Nginx负载均衡以及动静分离的原理与配置

动静分离配置

				?

									（1）tomcat1 server 配置

									mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test

									vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp

									<%@ page language="java" import="java.util.*" pageencoding="utf-8"%>

									<html>

									<head>

									<title>jsp test1 page</title>   #指定为 test1 页面

									</head>

									<body>

									<% out.println("动态页面 1,http://www.test1.com");%>

									</body>

									</html>

									vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml

									#由于主机名 name 配置都为 localhost，需要删除前面的 host 配置

									<host name="localhost" appbase="webapps" unpackwars="true" autodeploy="true" xmlvalidation="false" xmlnamespaceaware="false">

									 <context docbase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true">

									 </context>

									</host>

									/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 

									/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 

									（2）tomcat2 server 配置

									mkdir /usr/local/tomcat/tomcat1/webapps/test /usr/local/tomcat/tomcat2/webapps/test

									vim /usr/local/tomcat/tomcat1/webapps/test/index.jsp

									<%@ page language="java" import="java.util.*" pageencoding="utf-8"%>

									<html>

									<head>

									<title>jsp test2 page</title>   #指定为 test2 页面

									</head>

									<body>

									<% out.println("动态页面 2,http://www.test2.com");%>

									</body>

									</html>

									vim /usr/local/tomcat/tomcat1/conf/server.xml

									#删除前面的 host 配置

									<host name="localhost" appbase="webapps" unpackwars="true" autodeploy="true" xmlvalidation="false" xmlnamespaceaware="false">

									 <context docbase="/usr/local/tomcat/tomcat1/webapps/test" path="" reloadable="true" />

									</host>

									/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh 

									/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 

									vim /usr/local/tomcat/tomcat2/webapps/test/index.jsp

									<%@ page language="java" import="java.util.*" pageencoding="utf-8"%>

									<html>

									<head>

									<title>jsp test3 page</title>   #指定为 test3 页面

									</head>

									<body>

									<% out.println("动态页面 3,http://www.test3.com");%>

									</body>

									</html>

									vim /usr/local/tomcat/tomcat2/conf/server.xml

									#删除前面的 host 配置

									<host name="localhost" appbase="webapps" unpackwars="true" autodeploy="true" xmlvalidation="false" xmlnamespaceaware="false">

									 <context docbase="/usr/local/tomcat/tomcat2/webapps/test" path="" reloadable="true" />

									</host>

									/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh 

									/usr/local/tomcat/tomcat2/

nginx 负载均衡模式

rr 负载均衡模式：

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果超过了最大失败次数后（max_fails，默认1），在失效时间内(fail_timeout，默认10秒)，该节点失效权重变为0，超过失效时间后，则恢复正常，或者全部节点都为down后，那么将所有节点都恢复为有效继续探测，一般来说rr可以根据权重来进行均匀分配。

least_conn 最少连接：

优先将客户端请求调度到当前连接最少的服务器。

ip_hash 负载均衡模式：

每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题，但是ip_hash会造成负载不均，有的服务请求接受多，有的服务请求接受少，所以不建议采用ip_hash模式，session 共享问题可用后端服务的 session 共享代替 nginx 的 ip_hash。

fair（第三方）负载均衡模式：

按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

url_hash（第三方）负载均衡模式：

和ip_hash算法类似，是对每个请求按url的hash结果分配，使每个url定向到一个同一个后端服务器，但是也会造成分配不均的问题，这种模式后端服务器为缓存时比较好。