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七层负载均衡-nginx
目录
一、Nginx的介绍
Nginx是一款轻量级、高性能的HTTP和反向代理web服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，在BSD-like协议下发行；其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力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、新郎、网易、腾讯、淘宝等，因其稳定性、丰富的功能集、简单的配置文件和低系统资源的消耗而闻名
Nginx与Apache的区别：
【1】Nginx相对于Apache的优点：
轻量级，同样是web 服务，比apache占用更少的内存及资源
抗并发，nginx处理请求是异步非阻塞的，而apache是阻塞型的，在高并发下nginx能保持低资源低消耗高性能
高度模块化的设计，编写模块相对简单
社区活跃，各种高性能模块出品迅速
【2】Apache相对于Nginx的优点：rewrite功能比nginx的rewrite强大
模块超多，基本想到的都可以找到
少bug，nginx的bug相对较多
超稳定
Apache是通过libphp5.so这个模块来处理php文件；Nginx是通过php-fpm这个服务来处理php文件；Apache的libphp5.so是随着Apache服务器一起运行，而Nginx和php-fpm是各自独立运行，所以在运行过程中，Nginx和php-fpm都需要分别启动；Nginx处理动态请求是弱项，一般动态请求要Apache去做，Nginx只适合处理静态页面或反向代理；一般来说，需要性能的web服务器用Nginx，如果不需要性能只求稳定就选ApacheLVS是四层负载，也就是基于传输层信息进行调度（传输层协议TCP/UDP）七层负载中比较出名就是haproxy与nginx,也就是基于应用层信息就行调度（应用层协议：HTTP等）。
七层可以做重定向，比如下图访问淘宝地址www.taobao.com，可以看到http状态码为301表示重定向，重定向后的地址为 https://www.taobao.com/，端口为443端口，但用户通过浏览器上过去的都是标准的80端口，也就是做了重定向。现在电商都是做的整站加密。
二，Nginx的安装
- [root@nodea ~]# tar zxf nginx-1.21.6
- [root@nodea ~]# cd nginx-1.21.6/
- [root@nodea nginx-1.21.6]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module 进行编译
- [root@nodea nginx-1.21.6]# yum install -y gcc
- [root@nodea nginx-1.21.6]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module
- [root@nodea nginx-1.21.6]# yum install pcre-devel
- [root@nodea nginx-1.21.6]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module
- [root@nodea nginx-1.21.6]# yum install -y openssl-devel
- [root@nodea nginx-1.21.6]# make
- [root@nodea nginx-1.21.6]# make install生成配置目录
- [root@nodea nginx-1.21.6]# cd /usr/local/nginx/
- [root@nodea sbin]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/bin/ 做软链接
- [root@nodea conf]# nginx -t #检测语法
- [root@nodea conf]# nginx #启动nginx
- [root@nodea conf]# ps ax
- [root@nodea conf]# nginx -s stop #关闭nginx
- [root@nodea conf]# nginx -s reload #重启nginx
三，Nginx的优化
- [root@nodea nginx]# cd ..
- [root@nodea local]# rm -rf nginx/
- [root@nodea ~]# cd nginx-1.21.6/
- [root@nodea nginx-1.21.6]# vim auto/cc/gcc
- [root@nodea nginx-1.21.6]# make clean
- [root@nodea nginx-1.21.6]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module
- [root@nodea nginx-1.21.6]# make
- [root@nodea nginx-1.21.6]# make install
- [root@nodea conf]# vim nginx.conf
- [root@nodea conf]# nginx
- [root@nodea conf]# nginx -s reload
测试：
当其中一台的httpd服务暂停后
四，nginx并发优化
- [root@nodea ~]# cd /usr/local/nginx/conf
- [root@nodea conf]# useradd -M -d /usr/local/nginx/ -s /sbin/nologin nginx 创建用户不给登陆权限
- [root@nodea conf]# vim nginx.conf
- [root@nodea conf]# nginx -s reload
- [root@nodea conf]# lscpu 查看cpu命令
- [root@nodea conf]# sysctl -a | grep file 查看内核数据
- [root@nodea conf]# ulimit -a 查看操作系统数据
- [root@nodea conf]# vim /etc/security/limits.conf设定系统并发量
- [root@nodea conf]# usermod -s /bin/bash nginx
- [root@nodea conf]# su - nginx
- -bash-4.2$ ulimit -a
- [root@nodea conf]# usermod -s /sbin/nologin nginx
- [root@nodea conf]# nginx -s reload
五，nginx平滑升级及回退
平滑升级：不需要关闭当前的服务，用户端是感觉不到的。
1.升级：
下载 nginx 新版本软件，正常执行./configure 和make 但不要执行make install
- 1).下载与编译
- [root@nodea ~]# tar zxf nginx-1.22.0.tar.gz
- [root@nodea ~]# cd nginx-1.22.0
- [root@nodea nginx-1.22.0]# vim auto/cc/gcc 注销debug
- [root@nodea nginx-1.22.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module
- [root@nodea nginx-1.22.0]# make
- 注：
- (1). 此处只用 make 编译就可以，不能做 make install ，因为 make install会将之前的信息覆盖;
- (2). 此处之前如果没有关闭 debug ,要先执行 make clean ，然后关闭 debug ，再编译再 make
- [root@nodea nginx-1.22.0]# cd objs
- [root@nodea objs]# ./nginx -v 查看版本
- [root@nodea objs]# curl -I localhost查看正在运行的版本
- 2).备份之前的数据
- [root@nodea objs]# cd /usr/local/nginx/sbin/
- [root@nodea sbin]# cp nginx nginx.old 备份nginx1.21.0版本数据
- 3).复制新版本
- [root@nodea sbin]# cd -
- /root/nginx-1.22.0/objs
- [root@nodea objs]# \cp -f nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx强制用新版本信息覆盖老版本
- [root@nodea objs]# ps ax | grep nginx 查看当前版本所开启的进程号端口信息；
- 4.)升级新程序
- [root@nodea objs]# kill -USR2 16114 开启接管16114的新进程
- [root@nodea objs]# ps ax | grep nginx
- [root@nodea objs]# kill -WINCH 16114 结束16114的worker
- [root@nodea objs]# ps ax | grep nginx
- 版本回退：
- [root@nodea objs]# cd /usr/local/nginx/
- [root@nodea nginx]# cd sbin
- [root@nodea sbin]# \cp -f nginx.old nginx将1.21.0强制覆盖1.22.0
- [root@nodea sbin]# kill -HUP 16114 来唤醒原进程时直接用来开启子进程
- [root@nodea sbin]# ps ax | grep nginx
- [root@nodea sbin]# kill -WINCH 56581 结束新进程退回之前版本
- [root@nodea sbin]# ps ax | grep nginx
- [root@nodea sbin]# kill -9 56581
- [root@nodea sbin]# ps ax | grep nginx
六，nginx 负载均衡
1.负载均衡的权重
- 1.负载均衡的权重
- 编辑配置文件
- [root@nodea sbin]# cd ..
- [root@nodea nginx]# cd conf
- [root@nodea conf]# vim nginx.conf修改权重为2
- [root@nodea conf]# nginx -s reload
- [root@nodea conf]# for i in {1..10}; do curl 192.168.0.7;done
2.调度不到负载均衡上时显示本机的页面
修改配置文件内容，当负载均衡出现问题时，返回本机的 8080 端口，显示本机的发布页面；- [root@nodea conf]# yum install httpd -y
- [root@nodea conf]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
- [root@nodea conf]# systemctl start httpd
- [root@nodea conf]# vim nginx.conf
- [root@nodea conf]# nginx -s reload
- [root@nodea conf]# cd /var/www/html
- [root@nodea html]# echo nodea backup > index.html
- [root@nodea html]# curl 192.168.0.7
七，nginx 算法
1).ip_hash 算法（根据客户端ip进行负载均衡，相同客户端IP访问时，会访问到同一客户端。一对一，一个sever对一个IP。）
编辑配置文件：
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -s reload
基于 IP 的算法，当访问 IP 不变时，调度不变；
该算法仍然有负载均衡，当客户端匹配的后台服务器挂掉时，会进行负载均衡调度到其他服务器，当该服务器恢复后，还会匹配到原服务器。
2).sticky-cookie
nginx 也可以做 cdn，但时 ip_hash 就不再合适，因为 ip_hash 解析的可能都是 cdn 的地址；
那么就要用到别的算法,此处改为sticky-cookie；
当用户在访问时，server 会给每个客户端返回一个 cookie 值； 会在浏览器中缓存，只要不关网页，当再次访问 server 时，会匹配 server 值做响应。
- [root@nodea ~]# unzip nginx-goodies-nginx-sticky-module-ng-08a395c66e42\(1\).zip
- [root@nodea ~]# cd nginx-1.21.6/
- [root@nodea nginx-1.21.6]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --add-module=/root/nginx-goodies-nginx-sticky-module-ng-08a395c66e42
- [root@nodea nginx-1.21.6]# make
- 注：不能 make install ，需要平滑加载。
- 编译完成之后，需要停掉之前的 nginx，将新编译出来的 nginx 启动脚本移动到 /usr/local/nginx/sbin/ 中覆盖之前的 nginx；
- [root@nodea objs]# \cp -f nginx /usr/local/nginx/sbin/
- [root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -t语法检测
[root@nodea conf]# nginx -s reload
八，nginx限流
1.控制单 IP 并发连接数
1).编辑配置文件内容：
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
2).在默认发布目录 /usr/local/nginx/html 里新建一个目录目录，再放个图片；然后重新加载配置文件的信息；
[root@nodea nginx]# cd html
[root@nodea html]# mkdir download
[root@nodea download]# cp /root/vim.jpg /usr/local/nginx/html/download/
3).测试：
做压力测试:[root@localhost ~]# ab -n 10 -c 10 http://192.168.0.7/download/vim.jpg
[root@nodea nginx]# cd logs
[root@nodea logs]# cat access.log 查看运行日志
4).由于我们在配置文件中对其并发做了限制，所以会有错误，如果此时将并发量更改为1，此时再次测试时便不会在有错误；
[root@localhost ~]# ab -n 10 -c 1 http://192.168.0.7/download/vim.jpg
5）.编辑主配置文件，限制单位时间内的请求数目，以及速度限制：
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
6).测试：此时在测试时，可以看到只有一个测试成功，其他的全部错误；因为 1s 只放行一个，其他的都拒绝；
7).再次修改配置文件，一次处理一个时，其他的让其派对等候，并设置队列长度；
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -s reload
8).再次测试，此时虽然没有错误，都会处理；但是默认还是 1s 一个，此时要时队列比较长，那么后端就需要增加服务来处理其请求；
9).再次修改文件 ，nodelay 不要延迟；
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -s reload
10).测试，此时速度很快，它只会处理消息对列中的数量，其他的就不再等待。
11).编辑主配置文件，限制速度；
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -s reload
12).测试
一个并发，十个请求，此时两个请求需要10s 左右的速度；
九，nginx 配置管理
- 自动索引：下载方便；如我们在发布目录中放的文件，默认没有索引，是不能被访问到的；
- .修改配置文件，加入自动索引的参数；
重新加载之后，此时再次访问发布页面时会看到索引。
- Nginx expire 缓存配置: 缓存可以降低网站带宽，加速用户访问；
- 日志轮询：
1).查看日志量
2).用脚本来保存日志；
[root@nodea logs]# vim /opt/nginxlog.sh 进行日志重载
[root@nodea logs]# chmod +x /opt/nginxlog.sh
[root@nodea logs]# /opt/nginxlog.sh 执行脚本
3).最好用 crontab 来定时管理日志任务
当前为了测试，直接调用脚本来观察效果：为了安全，日志目录不需要给你 nginx 用户访问权限[root@nodea logs]# crontab -e
- 禁用不必要的日志记录，以节省磁盘IO的消耗；
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -s reload
- 站点目录和文件的限制
[root@nodea conf]# vim nginx.conf只允许本机访问
[root@nodea conf]# nginx -s reload
- 中文乱码
[root@nodea html]# vim index.html
修改配置文件，识别中文：放在最外层，针对所有的都生效；
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -s reload
十，nginx 重定向
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防止域名恶意解析到服务器 IP：
[root@nodea conf]# vim nginx.conf
[root@nodea conf]# nginx -s reload
- 也可以重定向：
测试：
- 80重定向443：
客户端测试
- www.linux.org/bbs 重定向 bbs.linux.org：
网站的扩容，站点太大，分出很多的模块；每个模块有自己的指定域名；
[root@nodea conf]# mkdir /bbs
[root@nodea conf]# echo bbs page > /bbs/index.html
[root@nodea conf]# nginx -t
[root@nodea conf]# nginx -s reload
实验一：www.westos.org/bbs 重定向bbs.westos.org
nginx配置文件，书写重定向策略：
客户端进行测试：
实验二：bbs.westos.org 重定向www.westos.org/bbs
不指定发布页时，将按照设置访问默认发布目录下的默认发布页客户端进行测试：
十一，nginx 防盗链
当进行盗链时，通过重定向让盗链访问指定图片
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