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Nginx負(fù)載均衡以及動(dòng)靜分離的原理與配置

更新時(shí)間：2021年06月23日 10:11:04 作者：Jahony

動(dòng)靜分離和負(fù)載均衡都是配置nginx實(shí)現(xiàn)對(duì)請(qǐng)求進(jìn)行操作,所以下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Nginx負(fù)載均衡以及動(dòng)靜分離的相關(guān)資料,需要的朋友可以參考下

一、Nginx實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡原理

Nginx實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡是通過(guò)反向代理實(shí)現(xiàn)

Nginx服務(wù)器作為前端，Tomcat服務(wù)器作為后端，web頁(yè)面請(qǐng)求由Nginx服務(wù)來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

但是不是把所有的web請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)，而是將靜態(tài)頁(yè)面請(qǐng)求Nginx服務(wù)器自己來(lái)處理，動(dòng)態(tài)頁(yè)面請(qǐng)求，轉(zhuǎn)發(fā)給后端的Tomcat服務(wù)器來(lái)處理。

Tomcat是屬于輕量級(jí)的應(yīng)用服務(wù)器，可接受訪問(wèn)量可能會(huì)不足，所以我們需要多臺(tái)Tomcat服務(wù)器，然后通過(guò)Nginx配置權(quán)重來(lái)進(jìn)行挑選Tomcat服務(wù)器去進(jìn)行處理，負(fù)載均衡的一種策略。

Nginx服務(wù)器

1、首頁(yè)使用精準(zhǔn)匹配

2、靜態(tài)頁(yè)面使用正則匹配自己處理

3、動(dòng)態(tài)頁(yè)面使用正則匹配jsp結(jié)尾的請(qǐng)求，使用proxy_pass轉(zhuǎn)發(fā)給Tomcat服務(wù)器

二、Nginx動(dòng)靜分離原理

服務(wù)端接收來(lái)自客戶端的請(qǐng)求中，既有靜態(tài)資源也有動(dòng)態(tài)資源，靜態(tài)資源由 Nginx 提供服務(wù)，動(dòng)態(tài)資源由 Nginx 轉(zhuǎn)發(fā)至后端。

Nginx 靜態(tài)處理優(yōu)勢(shì)

Nginx 處理靜態(tài)頁(yè)面的效率遠(yuǎn)高于 Tomcat 的處理能力
若 Tomcat 的請(qǐng)求量為1000次，則 Nginx 的請(qǐng)求量為6000次
Tomcat 每秒的吞吐量為0.6M，Nginx 的每秒吞吐量為3.6M
Nginx 處理靜態(tài)資源的能力是 Tomcat 處理的6倍

三、Nginx + Tomcat 動(dòng)靜分離、負(fù)載均衡配置步驟

環(huán)境準(zhǔn)備：

Nginx 服務(wù)器：192.168.121.13

Tomcat 服務(wù)器1：192.168.121.12：8080 192.168.121.12：8081

Tomcat 服務(wù)器2：192.168.121.10

1、部署 Nginx 負(fù)載均衡服務(wù)器

首先將 nginx-1.12.0.tar.gz 壓縮包上傳到 /opt 目錄下

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、部署兩臺(tái) Tomcat 應(yīng)用服務(wù)器

所需安裝包為：
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    #將所需的壓縮包在Tomcat1上傳給Tomcat2 server，當(dāng)然我們也可以自己直接將壓縮包拉到/opt目錄下


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      #用來(lái)檢測(cè)JDK環(huán)境是否設(shè)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

##啟動(dòng)tomcat##
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
netstat -natp | grep  8080

動(dòng)靜分離配置

（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>   #指定為 test1 頁(yè)面
</head>
<body>
<% out.println("動(dòng)態(tài)頁(yè)面 1,http://www.test1.com");%>
</body>
</html>


vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
#由于主機(jī)名 name 配置都為 localhost，需要?jiǎng)h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>   #指定為 test2 頁(yè)面
</head>
<body>
<% out.println("動(dòng)態(tài)頁(yè)面 2,http://www.test2.com");%>
</body>
</html>


vim /usr/local/tomcat/tomcat1/conf/server.xml
#刪除前面的 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>   #指定為 test3 頁(yè)面
</head>
<body>
<% out.println("動(dòng)態(tài)頁(yè)面 3,http://www.test3.com");%>
</body>
</html>


vim /usr/local/tomcat/tomcat2/conf/server.xml
#刪除前面的 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 負(fù)載均衡模式

rr 負(fù)載均衡模式：

每個(gè)請(qǐng)求按時(shí)間順序逐一分配到不同的后端服務(wù)器，如果超過(guò)了最大失敗次數(shù)后（max_fails，默認(rèn)1），在失效時(shí)間內(nèi)(fail_timeout，默認(rèn)10秒)，該節(jié)點(diǎn)失效權(quán)重變?yōu)?，超過(guò)失效時(shí)間后，則恢復(fù)正常，或者全部節(jié)點(diǎn)都為down后，那么將所有節(jié)點(diǎn)都恢復(fù)為有效繼續(xù)探測(cè)，一般來(lái)說(shuō)rr可以根據(jù)權(quán)重來(lái)進(jìn)行均勻分配。

least_conn 最少連接：

優(yōu)先將客戶端請(qǐng)求調(diào)度到當(dāng)前連接最少的服務(wù)器。

ip_hash 負(fù)載均衡模式：

每個(gè)請(qǐng)求按訪問(wèn)ip的hash結(jié)果分配，這樣每個(gè)訪客固定訪問(wèn)一個(gè)后端服務(wù)器，可以解決session的問(wèn)題，但是ip_hash會(huì)造成負(fù)載不均，有的服務(wù)請(qǐng)求接受多，有的服務(wù)請(qǐng)求接受少，所以不建議采用ip_hash模式，session 共享問(wèn)題可用后端服務(wù)的 session 共享代替 nginx 的 ip_hash。

fair（第三方）負(fù)載均衡模式：

按后端服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間來(lái)分配請(qǐng)求，響應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)先分配。

url_hash（第三方）負(fù)載均衡模式：

和ip_hash算法類(lèi)似，是對(duì)每個(gè)請(qǐng)求按url的hash結(jié)果分配，使每個(gè)URL定向到一個(gè)同一個(gè)后端服務(wù)器，但是也會(huì)造成分配不均的問(wèn)題，這種模式后端服務(wù)器為緩存時(shí)比較好。