一、Nginx内容介绍

1.Nginx简介

  1. 什么是nginx和可以做什么事情
  2. 正向代理
  3. 反向代理
  4. 动静分离

2.Nginx的安装

在Linux系统中安装Nginx

3.Nginx的常用命令和配置文件

4.Nginx配置实例1 反向代理

5.Nginx配置实例2 负载均衡

6.Nginx配置实例3 动静分离

7.Nginx的高可用集群

  1. nginx配置主从模式
  2. nginx配置双主模式

二、Nginx的简介

1.什么是Nginx

Nginx是高性能的HTTP和反向代理的服务器，处理高并发能力是十分强大的，能经受高负载的考验，有包括表明能支持高达50000个并发连接数。

2.正向代理

Nginx 不仅可以做反向代理，实现负载均衡。还能用作正向代理来进行上网等功能。
正向代理：如果把局域网外的 Internet 想象成一个巨大的资源库，则局域网中的客户端要访
问 Internet，则需要通过代理服务器来访问，这种代理服务就称为正向代理。

需要在客户端（浏览器）配置代理服务器进行制定网站访问。

image.png

3.反向代理

反向代理，其实客户端对代理是无感知的，因为客户端不需要任何配置就可以访问，我们只
需要将请求发送到反向代理服务器，由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，在返
回给客户端，此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器，暴露的是代理服务器
地址，隐藏了真实服务器 IP 地址。

image.png

4.负载均衡

客户端发送多个请求到服务器，服务器处理请求，有一些可能要与数据库进行交互，服
务器处理完毕后，再将结果返回给客户端。

这种架构模式对于早期的系统相对单一，并发请求相对较少的情况下是比较适合的，成
本也低。但是随着信息数量的不断增长，访问量和数据量的飞速增长，以及系统业务的复杂
度增加，这种架构会造成服务器相应客户端的请求日益缓慢，并发量特别大的时候，还容易
造成服务器直接崩溃。很明显这是由于服务器性能的瓶颈造成的问题，那么如何解决这种情
况呢？

我们首先想到的可能是升级服务器的配置，比如提高 CPU 执行频率，加大内存等提高机
器的物理性能来解决此问题，但是我们知道摩尔定律的日益失效，硬件的性能提升已经不能
满足日益提升的需求了。最明显的一个例子，天猫双十一当天，某个热销商品的瞬时访问量
是极其庞大的，那么类似上面的系统架构，将机器都增加到现有的顶级物理配置，都是不能
够满足需求的。那么怎么办呢？

上面的分析我们去掉了增加服务器物理配置来解决问题的办法，也就是说纵向解决问题
的办法行不通了，那么横向增加服务器的数量呢？这时候集群的概念产生了，单个服务器解
决不了，我们增加服务器的数量，然后将请求分发到各个服务器上，将原先请求集中到单个
服务器上的情况改为将请求分发到多个服务器上，将负载分发到不同的服务器，也就是我们
所说的负载均衡**。

**
没有负载均衡的情况如下图：

image.png

负载均衡图：
image.png

5.动静分离

为了加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析，加快解析速
度。降低原来单个服务器的压力。

没有动静分离的请求图：
image.png

有动静分离的请求图：
image.png

三、Nginx的安装

1.准备工作

（1）打开虚拟机，使用远程连接工具连接 linux 操作系统
（2）到 nginx 官网下载软件

http://nginx.org/

image.png

**百度云永久连接
链接：https://pan.baidu.com/s/15z4qAdyHPNqUov5ZmnjG5w
提取码：f6c8

2.开始进行Nginx安装

(1)安装 pcre 依赖

第一步 联网下载 pcre 压缩文件依赖
wget http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.37/pcre-8.37.tar.gz

image.png

(2) 解压压缩文件

使用命令 tar –xvf pcre-8.37.tar.gz

进入解压的目录，执行./configure 完成后，回到 pcre 目录下执行 make，最后执行 make install

安装 openssl 、zlib 、 gcc 依赖
yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool openssl openssl-devel

(3)安装 nginx

  • 使用命令解压
    ./configure
     make && make install

进入目录 /usr/local/nginx/sbin/nginx 启动服务

image.png**

3.关闭防火墙

在 windows 系统中访问 linux 中 nginx，默认不能访问的，因为防火墙问题


（1）关闭防火墙


（2）开放访问的端口号，80 端口

查看开放的端口号


firewall-cmd —list-all

设置开放的端口号


firewall-cmd —add-service=http –permanent

firewall-cmd —add-port=80/tcp —permanent

重启防火墙


firewall-cmd –reload

image.png

四、Nginx常用命令

进入nginx目录中 

  1. cd /usr/local/nginx/sbin

image.png

1.查看Nginx版本号

./nginx -v

image.png

2.启动Nginx

./nginx

image.png

3.停止Nginx

./nginx -s stop

image.png

4.重新加载Nginx

有些时候修改nginx.conf，需要重新加载配置文件使其生效，则需要用到此命令

./nginx -s reload

image.png

五、Nginx的配置文件

1.Nginx配置文件的位置

cd /usr/local/nginx/conf/

image.png

2.配置文件中的内容

nginx.conf的内容如下：


#user  nobody;
worker_processes  1;

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       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  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        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
        #
        #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;
    #    }
    #}


    # 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;
    #    }
    #}

}

配置文件中有很多#， #开头的表示注释内容

根据上述文件，我们可以很明显的将nginx.conf配置文件分为三部分：

第一部分（全局块）

从配置文件开始到 events 块之间的内容，主要会设置一些影响nginx服务器整体运行的配置指令，主要包括配置运行Nginx服务器的用户（组），允许生成的 worker process 数，进程 PID 存放路径，日志存放路径和类型以及配置文件的引入等。

比如第一行配置的：

worker_processes 1;

这是Nginx服务器并发处理服务的关键配置，worker_processes 值越大，可以支持的并发处理量也越多，但是会受到硬件、软件等设备的制约。

第二部分（events）

比如上面的配置：

events {
    worker_connections  1024;
}

events 块涉及的指定主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接， 常用的设置包括是否开启对 work processes 下的网络连接进行网络连接序列化， 是否允许同时接收多个网络连接 ， 选取那种事件驱动模型来处理连接请求， 每个 word process 可以同时支持的最大连接数等。

上述例子就表示每个 work process 支持的最大连接数为 1024。

这部分的配置对Nginx的性能影响较大，在实际中应该灵活配置 。

第三部分（HTTP 块）

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

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }


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

这算是 Nginx 服务器配置中最频繁的部分， 代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。

需要注意的是： http 块也可以包括 http 全局块、server块。

http全局块

http全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、 连接超时时间 、单链接请求上限等。

server块

这块和虚拟主机有密切关系，虚拟主机从用户角度看，和一台独立的硬件主机是完全一样的，该技术的产生是为了节省互联网服务硬件成本。

每个 http 块可以包括多个 server 块，而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。

而每个 server 块也分为全局 server 块， 以及可以同时包含多个 location 块。

全局 server 块

最常见的配置是虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或IP配置

location 块

一个 server 块可以配置多个 location 块。

这块的作用是基于 Nginx 服务器接收到的请求字符串（例如 server_name/uri-string），对虚拟主机名称（也可以是IP别名） 之外的字符串（例如 前面的 /uri-string）进行匹配， 对特定的请求进行处理。 地址定向、数据缓存和应答控制等功能， 还有许多第三方模块的配置也在这里进行。

六、Nginx配置实例

location 指令说明

该指令用于匹配URL。

语法如下：

location [= | ~ | ~* | ^~] uri {
  proxy_pass     xxx;
}

注意： 如果uri包含正则表达式，则必须要有 ~ 或则 ~* 标识。

= 符号

用户不含正则表达式的 uri 前，要求请求字符串与 uri 严格匹配， 如果匹配成功， 就停止继续向下搜索并立即处理处理该请求。

~ 符号

用于表示 uri 包含正则表达式， 并且区分大小写

~* 符号

用于表示 uri 包含正则表达式，并且不区分大小写

^~ 符号

用于不含正则表达式的 uri 前， 要求 Nginx 服务器找到标识 uri 和请求字符串匹配度最高的 location 后，立即使用此 location 处理请求，而不再使用 location 块中的正则 uri 和请求字符串做匹配。

配置实例-反向代理实例1

1.实现效果

打开浏览器，在浏览器地址栏输入地址（http://www.123.com）, 跳转到 linux 系统 tomcat 主页面中。

2. 准备工作

  1. 在 Linux 系统安装 tomcat ，使用默认端口 8080

    1. tomcat 安装文件放到 Linux 系统中，解压
    2. 进入 tomcat 的 bin 目录中 ， ./startup.sh 启动 tomcat 服务器。

    b. 对外开放访问的端口

    firewall-cmd --add-port=8080/tcp --permanent
firewall-cmd –reload

    查看已经开放的端口号

    firewall-cmd --list-all

    c . 在 windows 系统中通过浏览器访问 tomcat 服务器

image.png

3.访问过程的分析

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4. 具体配置

第一步 在 windows 系统的 host 文件进行域名和 ip 对应关系的配置

image.png

（1） 添加内容在 host 文件中

image.png

第二步 在nginx进行请求转发的配置（反向代理的配置）

image.png

5.最终测试

image.png

配置实例-反向代理实例2

1.实现效果

使用 nginx 反向代理，根据访问的路径跳转到不同的端口的服务中

nginx 监听端口为9001

访问 http://192.168.1.130:9001/edu/ 直接跳转到 127.0.0.1:8080
访问 http://192.168.1.130:9001/vod/ 直接跳转到 127.0.0.1:8081

2.准备工作

  1. 准备两个 tomcat 服务器 ，一个 8080 端口，一个 8081 端口。

  2. 创建文件夹和测试页面

image.png

3.具体配置

  1. 找到nginx 配置文件，进行反向代理配置
 server {
        listen       9001;
        server_name  192.1.168.130;

        location ~ /edu/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }

        location ~ /vod/ {
          proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
        }
    }
  1. 开放对外访问的端口号 9001 8080 8081

4. 最终测试

image.png

image.png

配置实例-负载均衡

1. 实现效果

在浏览器地址栏输入地址 http://192.168.1.130/edu/a.html ，实现负载均衡效果， 平均分发到 8080 和 8081 端口中

2.准备工作

a. 准备两台 tomcat 服务器 ， 一台8080 ， 一台 8081

b. 在两台 tomcat 里面webapps目录中，创建名称是 edu 文件夹 ，在 edu 文件夹中创建页面 a. html ，用于测试

3.在Nginx的配置文件中进行负载均衡的配置

upstream myserver {
        server 192.168.1.130:8080;
        server 192.168.1.130:8081;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.130;
        location / {
                        proxy_pass http://myserver;
        }
  }

配置完成后，重新加载nginx ，访问 http://192.168.1.130/edu/a.html 查看效果。

4. 负载均衡补充说明

随着互联网信息的爆炸性增长，负载均衡（load balance）已经不再是一个很陌生的话题，
顾名思义，负载均衡即是将负载分摊到不同的服务单元，既保证服务的可用性，又保证响应
足够快，给用户很好的体验。

快速增长的访问量和数据流量催生了各式各样的负载均衡产品，很多专业的负载均衡硬件提供了很好的功能，但却价格不菲，这使得负载均衡软件大受欢迎，nginx 就是其中的一个，在 linux 下有 Nginx、LVS、Haproxy 等等服务可以提供负载均衡服务，而且 Nginx 提供了几种分配方式(策略)：

1. 轮询 （默认）

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器， 如果后端服务器 down 掉，能自动剔除。

2.weight

weight 代表权，重默认为 1，权重越高被分配的客户端越多。

指定轮询几率，weight 和访问比例成正比， 用于后端服务器性能不均的情况。

例如: 

upstream server_pool{ 
  server 192.168.1.130 weight=5; 
  server 192.168.1.131 weight=10; 
}

3.iphash

每个请求按访问 ip 和 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。

例如：

upstream server_pool{ 
  ip_hash; 
  server 192.168.1.130:80; 
  server 192.168.1.131:80; 
}

4.fair （第三方）

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。

例如：

upstream server_pool{ 
  server 192.168.1.130:80; 
  server 192.168.1.131:80; 
  fair; 
}

配置实例 - 动静分离实例

image.png

1.动静分离介绍

Nginx 动静分离简单来说就是把动态跟静态请求分开，不能理解成只是单纯的把动态页面和静态页面物理分离。
严格意义上说应该是冬天请求跟静态请求分开，可以理解成使用 Nginx 处理静态页面， Tomcat 处理动态页面。

动静分离从目前实现角度来讲大致分为两种：

  • 一种是纯粹把静态文件独立成单独的域名，放在独立的服务器上，也是目前主流推崇的方案
  • 另外一种方法就是动态跟静态文件混合在一起发布，通过 nginx 来分开。

通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发。 通过 expires 参数设置，可以设置浏览器缓存过期时间，减少与服务器之间的请求和流量。 具体 Expires 定义：

是给一个资源设定一个过期时间， 也就是说无需去服务端验证， 直接通过浏览器自身确认是否过期即可，所以不会产生额外的流浪。此种方法非常适合不经常变动的资源。 （如果经常更新的文件，不建议使用 Expires 来缓存），如果设置成3d， 表示在这 3 天之内访问这个 URL 。发送一个请求，比对服务器该文件最近更新时间没有变化，则不会从服务器抓取 ，返回状态码 304 ，如果有修改 ，则直接从服务器重新下载，返回状态码 200。

2. 准备工作

在 Linux 系统中准备静态资源，用于进行访问。

image.png

image.png

image.png

3. 具体配置

在 nginx 配置文件中进行配置

server {
        listen       80;
        server_name  192.168.236.130;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        location /www/{
          root /data/;
        }

        location /image/{
          root /data/;
          # 列出访问目录
          autoindex on;
        }
   }

4.最终测试

再浏览器中输入地址： http://192.168.236.130/image/

因为配置文件的 autoindex on 效果：

image.png

继续输入： http://192.168.236.130/image/01.jpeg

image.png

在输入：http://192.168.236.130/www/a.html

image.png

七、Nginx配置高可用的集群

1.什么是Nginx高可用

单台Nginx：

image.png

Nginx高可用：

image.png


实验需要准备：

  1. 需要两台 nginx 服务器
  2. 需要 keepalived
  3. 需要虚拟 ip

2.配置高可用的准备工作

  1. 需要两台服务器 192.168.136.129 和 192.168.136.130
  2. 在两台服务器上分别安装 nginx
  3. 在两台服务器安装 keepalived

3. 在两台服务器安装 keepalived

  1. 使用 yum 命令进行安装
cd /usr/
yum install keepalived -y
  1. 安装之后，在 etc 里面生成目录 keepalived ，有文件 keepalived.conf

4.完成高可用配置（主从配置）

  1. 修改 /ect/keepalived/keepalived.conf 配置文件

192.168.136.130 的 keepalived.conf 配置：

130作为Master： 

global_defs {
 notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
 }

 notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
 smtp_server 192.168.136.130
 smtp_connect_timeout 30
 router_id LVS_DEVEL
}


vrrp_script chk_http_port {
 script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
 interval 2 #（检测脚本执行的间隔）
 weight 2
}

vrrp_instance VI_1 {
 state MASTER # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
 interface eth0 #网卡
 virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
 priority 90 # 主、备机取不同的优先级，主机值较大，备份机值较小
 advert_int 1

 authentication {
 auth_type PASS
 auth_pass 1111
 }
 virtual_ipaddress {
 192.168.236.50 // VRRP H 虚拟地址
 }
}

192.168.136.129 的 keepalived.conf 配置：

129作为BACKUP：

global_defs {
 notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
 }

 notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
 smtp_server 192.168.136.129
 smtp_connect_timeout 30
 router_id LVS_DEVEL
}


vrrp_script chk_http_port {
 script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
 interval 2 #（检测脚本执行的间隔）
 weight 2
}

vrrp_instance VI_1 {
 state BACKUP # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
 interface eth0 #网卡
 virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
 priority 90 # 主、备机取不同的优先级，主机值较大，备份机值较小
 advert_int 1

 authentication {
 auth_type PASS
 auth_pass 1111
 }
 virtual_ipaddress {
 192.168.236.50 // VRRP H 虚拟地址
 }
}
  1. 分别在两台服务器目录 /usr/local/src 添加检测脚本
#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
 /usr/local/nginx/sbin/nginx
 sleep 2
 if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
 killall keepalived
 fi
fi
  1. 把两台服务器上 nginx 和 keepalived 启动。

启动 nginx: ./nginx
启动 keepalived : systemctl start keepalived.service

5.最终测试

image.png

  1. 在浏览器地址栏输入 虚拟ip地址 ： 192.168.236.50

image.png

  1. 把主服务器（192.168.136.130） nginx 和 keepalived 停止，再输入 192.168.236.50

image.png

image.png

八、Nginx的原理与优化参数配置

1. master 和 worker

image.png

2. woker 如何进行工作的

image.png

3.一个master 和多个 worker 好处

首先，对于每个 worker 进程来说，独立的进程，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销，
同时在编程以及问题查找时，也会方便很多。

其次，采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断，master 进程则很快启动新的worker 进程。当然，worker 进程的异常退出，肯定是程序有 bug 了，异常退出，会导致当前 worker 上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险。

总结：

    1. 可以使用 nginx –s reload 热部署，利用 nginx 进行热部署操作
    1. 每个 woker 是独立的进程，如果有其中的一个 woker 出现问题，其他 woker 独立的，

    继续进行争抢，实现请求过程，不会造成服务中断

4.设置多少个 woker 合适

worker **数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的**

Nginx 同 redis 类似都采用了 io 多路复用机制，每个 worker 都是一个独立的进程，但每个进
程里只有一个主线程，通过异步非阻塞的方式来处理请求， 即使是千上万个请求也不在话
下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu
数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu，设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗。

设置worker数量

worker_processes 4
#work 绑定 cpu(4 work 绑定 4cpu)。
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
#work 绑定 cpu (4 work 绑定 8cpu 中的 4 个) 。
worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000

5.连接数 worker_connection



这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值，所以，一个 nginx 能建立的最大连接
数，应该是 worker_connections * worker_processes。

当然，这里说的是最大连接数，对于HTTP 请 求 本 地 资 源 来 说 ， 能 够 支 持 的 最 大 并 发 数 量 是 worker_connections worker_processes，如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接，所以普通的静态访问最大并发数是： worker_connections worker_processes /2，而如果是 HTTP 作 为反向代
理来说，最大并发数量应该是 worker_connections worker_processes/4。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。
*
第一个：发送请求，占用了 woker 的几个连接数？
答案：2 或者 4 个

第二个：nginx 有一个 master，有四个 woker，每个 woker 支持最大的连接数 1024，支持的
最大并发数是多少？

  • 普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，
  • 而如果是 HTTP 作 为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections *

worker_processes/4。

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