运维 - Nginx - 《高效编程》

安装包
基本概念
Nginx安装到Windows
Nginx安装到linux
遇到问题
Nginx常用命令
Nginx配置文件
Nginx配置实例-反向代理1
Nginx配置实例-反向代理2
Nginx配置实例-负载均衡
- Nginx常用负载均衡分配服务器策略
Nginx配置实例-动静分离
Nginx+Keepalived高可用集群（主从模式）
Nginx原理及参数优化

安装包

nginx-1.18.0.tar.gz

基本概念

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,有报告表明能支持高达 50,000 个并发连接数。

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。

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。

负载均衡

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

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。

Nginx安装到Windows

官网：http://nginx.org    下载并解压
启动：打开cmd窗口，依次输入命令如下命令启动
cd nginx目录路径
e:
start nginx
会有黑窗口一闪而过，这不是失败，是启动成功了。
访问：http://127.0.0.1:80
为何是访问80端口？为何会显示上述页面？
conf目录下有一个 nginx.conf 文件，用编辑器打开

Nginx安装到linux

官网：http://nginx.org
安装 openssl 、zlib 、 gcc 依赖（上面的也可以一起装，记录多种安装方式）
yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool openssl openssl-devel
安装 pcre
wget http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.43/pcre-8.43.tar.gz
下载后解压：tar -xvf pcre-8.43.tar.gz。然后进入该目录
输入命令：./configure(默认，不加任何参数)
输入命令：make && make install
安装后可查看其版本：pcre-config --version
安装 nginx
上传下载的nginx，然后解压并进入目录。
输入命令：./configure --prefix=/usr/local/nginx --sbin-path=/usr/local/nginx/sbin/nginx --conf-path=/usr/local/nginx/conf/nginx.conf --pid-path=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid --error-log-path=/usr/local/nginx/logs/error.log --http-log-path=/usr/local/nginx/logs/access.log --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-stream
输入命令：make && make install
安装成功后，会在usr文件夹下多出一个local/nginx，在nginx中sbin有启动脚本。
进入目录：cd /usr/local/nginx/sbin
启动服务:./nginx
启动后查看：ps -ef | grep nginx
如果发现端口冲突，先查看端口占用，然后kill掉进程：netstat -ntlp
访问页面(默认80端口)：http://127.0.0.1:80
linux默认有防火墙，默认是访问不到的，需要端口号设置：
查看开放的端口号：firewall-cmd --list-all
设置开放的端口号：
请求开放(http/tcp等)：firewall-cmd --add-service=http –permanent
端口开放：firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent
重启防火墙：firewall-cmd –reload
nginx卸载(删除即可)
查找：find / -name nginx*
删除：rm -rf /usr/local/nginx*

遇到问题

nginx: error while loading shared libraries: libpcre.so.1: cannot open shared object file: No such file or directory

查看原因，输入命令：
ldd $(which /usr/local/nginx/sbin/nginx)

建立软链接，输入命令：
ln -s /lib64/libpcre.so.0.0.1 /lib64/libpcre.so.1

Nginx常用命令

使用操作命令的前提条件，就是要先进入到nginx目录
cd /usr/local/nginx/sbin

命令	说明
nginx -t	验证配置是否正确
nginx -v	查看Nginx的版本号
start nginx	启动Nginx
nginx -s stop	快速停止或关闭Nginx
nginx -s quit	正常停止或关闭Nginx
nginx -s reload	配置文件修改重加载命令
nginx -s reopen	重新打开日志文件

Nginx配置文件

配置文件路径：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
配置文件大部分都是#注释的，不注释的包含三部分内容：
1.全局块：配置服务器整体运行的配置指令 
比如 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
2.events块：影响 Nginx 服务器与用户的网络连接 
比如 worker_connections  1024; 支持的最大连接数为 1024 
3.http块：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。
http块还包含两部分： http 全局块 server 块 
(1)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、单链接请求数上限等。
(2)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
节省互联网服务器硬件成本。
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 locaton 块。 
1、全局 server 块 
最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或IP配置。 
2、location 块 
一个 server 块可以配置多个 location 块。 
这块的主要作用是基于 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。

Nginx配置实例-反向代理1

实现效果：
打开浏览器，在浏览器地址栏输入地址 www.123.com，跳转到liunx系统tomcat主页面中。
准备工作
1、安装一个tomcat
在liunx系统安装tomcat，使用默认端口8080
tomcat安装文件放到liunx系统中，解压
进入tomcat的bin目录中，./startup.sh 启动tomcat服务器
2、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
开始配置
1、在windows系统的hosts文件进行域名和ip对应关系的配置，
加入如下配置映射。因为没域名，不映射就跳转到其他页面了，所以需要改一下hosts文件。
192.144.172.62 www.nginx.com
2、在nginx进行请求转发的配置（反向代理配置）
对server块中进行修改
server {
    listen       80;
  # 将server_name改为IP
    server_name  192.144.172.62;
    location / {
        root   html;
      # 加上proxy_pass，代表请求后会跳转本机的8080端口的路径上
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        index  index.html index.htm;
    }
}
如上配置，监听80端口，访问域名为 www.nginx.com，不加端口号时默认为80端口，
故访问该域名时会跳转到127.0.0.1:8080路径上。
测试：
进入目录，执行重加载配置文件命令。
cd /usr/local/nginx/sbin
执行：./nginx -s reload

Nginx配置实例-反向代理2

实现效果：
使用nginx反向代理，根据访问的路径跳转到不同端口的服务中。nginx监听端口为9001
访问http://127.0.0.1:9001/edu/ 直接跳转到 127.0.0.1:8081
访问http://127.0.0.1:9001/vod/ 直接跳转到 127.0.0.1:8082
准备工作
准备两个tomcat，一个8001端口，一个8002端口，并准备好测试的页面。
开放端口步骤参考上面的说明。
开始配置
修改nginx的配置文件，在http块中添加server{}
server {
    # 监听9091端口
    listen 9091;
    server_name  192.144.172.62;
    location ~ /edu/ {
        proxy_pass http://localhost:8001;
    }
  location ~ /vod/ {
        proxy_pass http://localhost:8002;
    }
}
location指令说明：该指令用于匹配 URL。语法如下：
location [ = | ~ | ~* | ^~ ] uri {}
1、= ：用于不含正则表达式的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该请求。 
2、~ ：用于表示uri包含正则表达式，并且区分大小写。 
3、~*：用于表示uri包含正则表达式，并且不区分大小写。
4、^~：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。 
注意：如果 uri 包含正则表达式，则必须要有 ~ 或者 ~* 标识。

Nginx配置实例-负载均衡

实现效果
浏览器地址栏输入地址http://192.144.172.62/edu/a.html，负载均衡效果，平均分配到8080和8081端口中去。
准备工作上面已经做好了，开始配置
在nginx的配置文件中进行负载均衡的配置 
http{
    upstream myserver{
      ip_hash;
    server 192.144.172.62:8080;
    server 192.144.172.62:8081;
  }
  server {
    listen 80;
    server_name  192.144.172.62;
    location / {
        proxy_pass  http://myserver;
        root   html;
            index  index.html index.htm;
    }
  }
}

Nginx常用负载均衡分配服务器策略

1、轮询（默认使用） 
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权重
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和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。比如：
upstream server_pool{
    server 192.168.5.21 weight=10;
  server 192.168.5.22 weight=9;
} 
3、ip_hash
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。例如：
upstream server_pool{
    ip_hash;
  server 192.168.5.21:80;
  server 192.168.5.22:80;
}
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。比如：
upstream server_pool{
    server 192.168.5.21:80;
  server 192.168.5.22:80;
  fair;
}
如果是tcp的链接，比如mongodb是tcp链接的：
server {
    listen  120.87.157.166:27017; # 这里是对外的访问IP和端口
    #server_name 120.27.157.166;
    proxy_connect_timeout 1s;   # 指tcp 握手的超时时间
    proxy_timeout 3s; # 指在这段时间内如果没有数据传输那就触发timeout，所以这里可以时间设长一点：10s
    proxy_pass mongo; # 这里是代理的IP，可以写多个
}
比如像这样：
upstream mongo{
    server 192.168.5.21:27017;
  server 192.168.5.22:27017;
}
使用fair需要安装负载均衡模块nginx-upstream-fair
配置：
./configure --prefix=/usr/local/nginx  --sbin-path=/usr/local/nginx/nginx --conf-path=/usr/local/nginx/nginx.conf --pid-path=/usr/local/nginx/nginx.pid  --add-module=/home/nginx-upstream-fair-master
编译：
make
复制Nginx：
cp objs/nginx /usr/local/nginx/nginx
配置：按照第4个方法加上fair配置。
注意：
已安装Nginx，配置第三方模块时，只需要--add-module=/第三方模块目录，然后make编译一下就可以，
不要make install安装。编译后复制objs下面的Nginx到指定目录下。

Nginx配置实例-动静分离

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动态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(过期)参数设置，可以使浏览器缓存过期时间，
减少与服务器之前的请求和流量。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量。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），我这里设置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后更新时间没有变化，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。
准备工作
在liunx系统中准备静态资源，用于进行访问
比如图片、js、css、静态页面等等。这里假设在linux的/data目录下有一个image(图片)目录和www(静态页面)目录
开始配置
找到 nginx 安装目录，打开/conf/nginx.conf 配置文件
server {
  listen 80;
  server_name  192.144.172.62;
  location /www/ {
      root   /data/;
        index  index.html index.htm;
  }
  location /image/ {
      root   /data/;
      # 列出目录。有时候一个nginx服务就是为了用来下载文件的，加上这个参数，就展示文件的目录了。
        autoindex on;
  }
}
重点是添加location
最后检查Nginx配置是否正确即可，然后测试动静分离是否成功，只需要删除后端tomcat服务器上的某个静态文件，
查看是否能访问，如果可以访问说明静态资源Nginx直接返回了，不走后端tomcat服务器。

Nginx+Keepalived高可用集群（主从模式）

（1）需要两台 nginx 服务器
（2）需要 keepalived
（3）需要虚拟 ip 
配置高可用的准备工作
（1）需要两台服务器 192.168.17.129 和 192.168.17.131
（2）在两台服务器安装 nginx
（3）在两台服务器安装 keepalived
在两台服务器安装 keepalived
（1）使用 yum 命令进行安装
yum install keepalived –y
查看是否安装：rpm -q -a keepalived
（2）安装之后，在 etc 里面生成目录keepalived，有文件keepalived.conf
Keepalived高可用软件
keepalived软件主要是通过VRRP协议实现高可用功能的。
VRRP是Virtual Router Redundancy Protocol（虚拟路由冗余协议）的缩写，
VRRP出现的目的就是为了解决静态路由的单点故障问题的，它能保证当个别节点宕机时，整个网络可以不间断地运行。所以，keepalived一方面具有配置管理LVS的功能，同时还具有对LVS下面节点进行健康检查的功能，另一方面也可以实现系统网络服务的高可用功能。
Keepalived原理
Keepalived高可用服务对之间的故障切换转移，是通过VRRP来实现的。在keepalived服务工作时，
主Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用来告诉备Backup节点自己还活着。
当主节点发生故障时，就无法发送心跳的消息了，备节点也因此无法继续检测到来自主节点的心跳了。
于是就会调用自身的接管程序，接管主节点的IP资源和服务。当主节点恢复时，
备节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源和服务，恢复到原来的备用角色。
启动之后会有三个进程，没问题之后可以关闭keepalived软件，接下来要修改keepalived的配置文件。
vim /etc/keepalived/keepalived.conf  #用vim打开编辑
开始高可用配置（主从配置）
（1）修改/etc/keepalived/keepalivec.conf 配置文件
# 全局配置
global_defs { 
   notification_email { 
     acassen@firewall.loc 
     failover@firewall.loc 
     sysadmin@firewall.loc 
   } 
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc 
   smtp_server 192.168.17.129 
   smtp_connect_timeout 30 
   # 这里写服务器名称，hosts文件的IP映射。路由标识，在一个局域网里面应该是唯一的
   router_id LVS_DEVEL # hosts文件  127.0.0.1  LVS_DEVEL
} 
vrrp_script chk_http_port { 
   # 脚本文件路径
   script "/usr/local/src/nginx_check.sh" 
   interval 2      #（检测脚本执行的间隔，2代表2秒）
   weight 2              # 代表权重，脚本执行成功，将当前服务器权重设置为2
} 
vrrp_instance VI_1{...}这是一个VRRP实例，里面定义了keepalived的主备状态、接口、优先级、认证和IP信息；
vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP   # VRRP的角色  主：MASTER 备：BACKUP
    interface ens33  # 网卡名称   linux查看网卡名称：ifconfig。根据实际来填写
    virtual_router_id 51   # 虚拟路由ID标识。主、备机的 virtual_router_id 必须相同     
    priority 90     # 主、备机取不同的优先级，优先级，数字越大，优先级越大。一般主较大，备较小
    # nopreempt                                     #不抢占资源
    advert_int 1    # 时间间隔，发送心跳，默认1秒
        authentication {   # 权限，密码1111。两台机器密码一致
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    } 
    # virtual_ipaddress ｛...｝定义虚拟IP地址，可以配置多个IP地址，这里我定义为192.168.17.50
    virtual_ipaddress {  
        192.168.17.50   # VRRP H 虚拟地址，此处绑定虚拟IP，可以绑定多个。这也是对外的访问IP
    } 
}
修改好主节点之后，保存退出，然后启动keepalived，几分钟内会生成一个虚拟IP：192.168.17.50
查看命令：ip addr
然后修改备节点的配置文件，修改好后保存退出后启动keepalived，此时备节点不会生成虚拟IP，
如果生成那就是配置文件出现了错误。备节点和主节点争用IP资源，这个现象叫做“裂脑”。
测试实验
停掉主节点的keepalived服务，查看备节点会不会生成VIP：192.168.17.50
然后启动主节点的keepalived服务，然后查看主节点和备节点的VIP，主节点应该会抢夺回来VIP
（2）在/usr/local/src 添加检测脚本 nginx_check.sh
#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx        # nginx的启动路径，它判断nginx是否还活着，能启动就启动，不能启动就切换到另外一个
  sleep 2     
  if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
      killall keepalived     #如果nginx挂了，就把keepalived杀死
    fi
fi 
（3）把两台服务器上 nginx 和 keepalived 启动 
启动 nginx：./nginx 
启动 keepalived：systemctl start keepalived.service
查看是否启动成功：ps -ef | grep keepalived
最终测试
（1）在浏览器地址栏输入 虚拟 ip 地址 192.168.17.50
（2）把主服务器（192.168.17.129）nginx 和 keepalived 停止，再输入 192.168.17.50 
先停止keepalived：systemctl stop keepalived.service
再停止Nginx

Nginx原理及参数优化

master-workers 的机制的好处
（1）可以使用 nginx –s reload 热部署，利用 nginx 进行热部署操作
（2）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。
需要设置多少个worker？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。
连接数 worker_connection
问题一：发送请求，占用了 woker 的几个连接数？
答案：2个或者4个。访问静态资源占用2个。访问静态资源并且还访问tomcat占用4个。
问题二：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？
1.普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes / 2
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