Nginx【反向代理、负载均衡、动静分离】

一、基本介绍

1. Nginx是什么？能干什么？

是什么
Nginx（“engine x”）是一个高性能的HTTP和反向代理WEB服务器
能干什么
反向代理
负载均衡
动静分离
厉害之处
高性能
高负载
有报告表明能支持高达50000个并发连接数
详细说明：https://lnmp.org/nginx.html

2.官方资料

官网：https://nginx.org/
使用文档：https://nginx.org/en/docs/

二、Nginx核心功能

1.正向代理

一句话：如果我们要访问www.google.com 但是直接访问不到，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
正向代理：如科学上网，隐藏客户端信息
解读
我们知道www.google.com，但是访问不到
所以使用代理服务器帮助我们(即客户端)来上网，注意帮助的对象是客户端，这种代理，我们称为正向代理
正向代理同时也隐藏了客户端信息
再次说明，正向代理帮助的是客户端，因此可以把客户端+正向代理服务，视为一个整体

2.反向代理

一句话：客户端将请求发送到代理服务器，由代理服务器去选择目标服务器获取数据后，返回给客户端，这种代理方式为反向代理
反向代理：屏蔽内网服务器信息，负载均衡访问

解读
项目设计者，不希望客户端直接访问目标Web服务器(比如目标Web服务器是集群，如果直接访问就会提供多个公网IP)，而是希望提供一个统一的访问IP，这个是理解反向代理的前提，即为什么要反向代理
反向代理帮助的对象是目标Web服务器
当客户端请求达到反向代理服务后，由反向代理服务来决定如何访问目标Web服务器 (或者是哪个Web服务器)，这个过程对客户端是透明的
反向代理服务会暴露公共的IP，只要能上网，就可以访问，但是对于反向代理服务器管理的/代理的 Web服务器通常是在局域网内，不能直接访问，只能通过反向代理来访问
我们可以将反向代理服务+反向代理服务代理的Web服务器视为一个整体
反向代理会屏蔽内网服务器(也就是他代理的服务)信息，并实现负载均衡访问

3.负载均衡

一句话：当客户端向反向代理服务器(比如Nginx)发出请求，如果Nginx代理了多个 WEB服务器(集群)，Nginx会将请求/负载分发到不同的服务器，也就是负载均衡
示意图

4.动静分离

一句话：为了加快网站的解析速度，可以把动态资源和静态资源由不同的服务器来解析，降低单个服务器的压力
传统的项目资源部署
动静分离项目资源部署

三、Nginx下载和安装以及启动

1. 下载

下载网址：https://nginx.org/en/download.html
版本：nginx-1.20.2.tar.gz

2. 安装

2.1首先是需要安装Linux系统

2.2 具体安装

搭建gcc环境，指令

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

本次使用的CentOS8版本，在使用如下指令时遇到报错
```
yum -y install gcc-c++ pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel
```
- 报错图
- 解决方案
- 首先可以去换一下yum源，如果换源后运行指令
```
yum makecache
```
  - 报如下错误，则参考下面网址方案进行解决
- 网址：https://blog.csdn.net/qeqpoququtt/article/details/122855846
提示1：一定要保证当前的linux系统，可以连接外网，因为yum需要到外网，获取数据
提示2：如何在 Linux 配置网络，可以连接到外网，参考视频 (https://www.bilibili.com/video/BV1Sv411r7vd?p=63).
提示3：执行上面指令的时候，可能会报CentosAnotherappiscurrentlyholdingtheyumlock..错误，是因为yum不时会自动升级，占用了端口或文件。
- 解决方案
- (1)可以重启Linux，立即执行该指令
- (2)或者等一会再执行
- (3) 或者参考 https://www.cnblogs.com/lzxianren/p/4254059.html
将nginx-1.20.2.tar.gz 上传到 Linux /opt 目录
切换到/opt目录, 解压nginx-1.20.2.tar.gz，指令：
```
tar -zxvf nginx-1.20.2.tar.gz
```
将解压后的文件放到指定位置
```
mv nginx-1.20.2 /usr/local/nginx
```
进入文件目录
```
cd /usr/local/nginx
```

配置nginx路径

./configure --prefix=/usr/local/nginx 
--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid 
--lock-path=/var/lock/nginx.lock 
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log 
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log 
--with-http_gzip_static_module 
--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client 
--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy
--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi 
--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi 
--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi 
--conf-path=/usr/local/nginx/nginx.conf

补全nginx配置目录
```
mkdir /var/temp/nginx -p
```
编译并安装，需要在/usr/local/nginx下进行
```
make && make install
```
测试配置与nginx是否正常，当出现successful即可
```
./sbin/nginx -t
```
启动nginx
```
./sbin/nginx -c nginx.conf
```
查看进程/或端口(默认端口是80)
```
ps -ef | grep nginx
```

2.3启动Nginx 可能的错误和解决方案

解决nginx 启动报错nginx:[emerg] open() “/var/run/nginx/nginx.pid” failed (2: No such file or directory）
解决方法

进入nginx.conf配置文件：指令

cd /usr/local/nginx/conf/
vim nginx.conf

将注释解开，键入i修改自定义 logs/nginx.pid目录路径
修改为pid /usr/local/nginx/logs/nginx.pid
键Esc进入命令模式，键入:wq保存退出
在/usr/local/nginx，目录下创建logs目录
```
mkdir /usr/local/nginx/logs
```

启动nginx

/usr/local/nginx/sbin/nginx -c nginx.conf

3. 验证是否安装成功

Nginx默认端口是80
在浏览器输入http://localhost，看是否会出现界面

4. 配置防火墙，让Windows访问Nginx

说明：默认情况下 Windows 是不能访问Nginx, 因为防火墙是关闭80端口的
具体配置
查看开放的端口号
```
firewall-cmd --list-all
```

设置开放端口

firewall-cmd --add-service=http --permanent #增加Http服务，默认会监听80端口
firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent

重启防火墙
```
firewall-cmd --reload
```
防火墙配置，可参考视频： https://www.bilibili.com/video/BV1Sv411r7vd?p=77
在Windows系统测试连接：http://192.168.180.130

四、Nginx命令行参数

1. 指令说明

网址：https://nginx.org/en/docs/switches.html

2. 使用演示

启动

/usr/local/nginx/sbin/nginx -c nginx.conf

停止
```
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
```
重新加载（不需要重启）
```
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
```
查看版本
```
/usr/local/nginx/sbin/nginx -v
```
查看版本、配置参数
```
/usr/local/nginx/sbin/nginx -V
```

五、nginx.conf配置文件

1.基本说明

Nginx 的配置文件位置
文件位置
- 安装目录/conf/nginx.conf
- 安装目录/nginx.conf
两个文件是一样的
使用/usr/local/nginx/sbin/nginx启动Nginx，默认用的是安装目录 \nginx.conf配置文件
作用：完成对Nginx的各种配置，包括端口，并发数，重写规则等
nginx.conf组成
全局块
events块
http块
nginx.conf详细文档
文档地址：https://blog.csdn.net/liuchang19950703/article/details/110792007

详细内容

#Nginx用户及组：用户 组。window下不指定
#user  nobody;

#工作进程：数目。根据硬件调整，通常等于CPU数量或者2倍于CPU。
worker_processes  1;

#错误日志：存放路径。
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid(进程标识符)：存放路径
pid       /usr/local/nginx/logs/nginx.pid;

#一个进程能打开的文件描述符最大值，理论上该值因该是最多能打开的文件数除以进程数。
#但是由于nginx负载并不是完全均衡的，所以这个值最好等于最多能打开的文件数。
#LINUX系统可以执行 sysctl -a | grep fs.file 可以看到linux文件描述符。
worker_rlimit_nofile 65535;


events {
    #使用epoll的I/O 模型。linux建议epoll，FreeBSD建议采用kqueue，window下不指定。
    use epoll;

    #单个进程最大连接数（最大连接数=连接数*进程数）
    worker_connections  1024;

    #客户端请求头部的缓冲区大小。这个可以根据你的系统分页大小来设置，
    #一般一个请求头的大小不会超过1k，不过由于一般系统分页都要大于1k，所以这里设置为分页大小。
    #client_header_buffer_size 4k;
}


http {
    #设定mime类型,类型由mime.type文件定义
    include       mime.types;

    default_type  application/octet-stream;

    #日志格式设置
    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';


    #用了log_format指令设置了日志格式之后，需要用access_log指令指定日志文件的存放路径
    #记录了哪些用户，哪些页面以及用户浏览器、ip和其他的访问信息
    #access_log  logs/host.access.log  main;
    #access_log  logs/host.access.404.log  log404;

    #服务器名字的hash表大小
    server_names_hash_bucket_size 128;

    #客户端请求头缓冲大小。
    #nginx默认会用client_header_buffer_size这个buffer来读取header值，
    #如果header过大，它会使用large_client_header_buffers来读取。
    #如果设置过小HTTP头/Cookie过大 会报400 错误 nginx 400 bad request
    #如果超过buffer，就会报HTTP 414错误(URI Too Long)
    #nginx接受最长的HTTP头部大小必须比其中一个buffer大
    #否则就会报400的HTTP错误(Bad Request)
    #client_header_buffer_size 32k;
    #large_client_header_buffers 4 32k;


    #隐藏ngnix版本号
    #server_tokens off;

    #忽略不合法的请求头
    #ignore_invalid_headers   on;

    #让 nginx 在处理自己内部重定向时不默认使用  server_name设置中的第一个域名
    #server_name_in_redirect off;


    #客户端请求体的大小
    #client_body_buffer_size    8m;


    #开启文件传输，一般应用都应设置为on；若是有下载的应用，则可以设置成off来平衡网络I/O和磁盘的I/O来降低系统负载
    sendfile        on;


    #告诉nginx在一个数据包里发送所有头文件，而不一个接一个的发送。
    #tcp_nopush     on;

    #tcp_nodelay off 会增加通信的延时，但是会提高带宽利用率。在高延时、数据量大的通信场景中应该会有不错的效果
    #tcp_nodelay on，会增加小包的数量，但是可以提高响应速度。在及时性高的通信场景中应该会有不错的效果
    tcp_nodelay on;


    #长连接超时时间，单位是秒
    keepalive_timeout  65;

    #gzip模块设置，使用 gzip 压缩可以降低网站带宽消耗，同时提升访问速度。
    #gzip  on;                     #开启gzip
    #gzip_min_length  1k;          #最小压缩大小
    #gzip_buffers     4 16k;       #压缩缓冲区
    #gzip_http_version 1.0;        #压缩版本
    #gzip_comp_level 2;            #压缩等级
    #gzip_types   text/plain text/css text/xml text/javascript application/json application/x-javascript application/xml application/xml+rss;#压缩类型




    #负载均衡
    #max_fails为允许请求失败的次数，默认为1
    #weight为轮询权重，根据不同的权重分配可以用来平衡服务器的访问率。
    # upstream myServer{
    #   server  192.168.247.129:8080 max_fails=3 weight=2;
    #   server  192.168.247.129:8081 max_fails=3 weight=4;  
    # }



    #server {
    #    listen       80;
    #   
    #   #IP/域名可以有多个，用空格隔开
    #   server_name  192.168.247.129;
    #   #server_name  www.test.com;
    #
    #    #charset koi8-r;
    #
    #    #access_log  logs/host.access.log  main;
    #   
    #   #反向代理配置，
    #   #将所有请求为www.test.com的请求全部转发到upstream中定义的目标服务器中。
    #   location / {
    #               
    #       #此处配置的域名必须与upstream的域名一致，才能转发。
    #       proxy_pass http://myServer;
    #       #proxy_pass http://192.168.247.129:8080;
    #       
    #        proxy_connect_timeout 20;          #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
    #       
    #        #client_max_body_size       10m;   #允许客户端请求的最大单文件字节数
    #        #client_body_buffer_size    128k;  #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数
    #        #proxy_send_timeout         300;   #后端服务器数据回传时间(代理发送超时)
    #        #proxy_read_timeout         300;   #连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时)
    #        #proxy_buffer_size          4k;    #设置代理服务器（nginx）保存用户头信息的缓冲区大小
    #        #proxy_buffers              4 32k; #proxy_buffers缓冲区，网页平均在32k以下的话，这样设置
    #        #proxy_busy_buffers_size    64k;   #高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2）
    #        #proxy_temp_file_write_size 64k;   #设定缓存文件夹大小，大于这个值，将从upstream服务器传         
    #       
    #       root   html;
    #       
    #       #定义首页索引文件的名称
    #       index  index.html index.htm;
    #    }
    #
    #   #动静分离 静态资源走linux 动态资源走tomcat
    #   # 注意 /source/image/下面寻找资源
    #   location /image/ {
    #       root /source/;
    #       autoindex on;
    #   }       
    #
    #
    #    # 出现50x错误时，使用/50x.html页返回给客户端
    #    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    #    location = /50x.html {
    #        root   html;
    #    }
    #}



    #下面是配置生产环境中既支持HTTP又支持HTTPS,保证用户在浏览器中输入HTTP也能正常访问

    # SSL证书 配置                                 
    ssl_certificate         cert/yphtoy.com.pem;   #加密证书路径
    ssl_certificate_key cert/yphtoy.com.key;       #加密私钥路径
    ssl_protocols       TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;     #加密协议
    ssl_session_cache   shared:SSL:1m;             #加密访问缓存设置,可以大大提高访问速度
    ssl_session_timeout 10m;                       #加密访问缓存过期时间
    ssl_ciphers     HIGH:!aNULL:!MD5;              #加密算法
    ssl_prefer_server_ciphers on;                  #是否由服务器决定采用哪种加密算法

    # 负载均衡
    upstream api_upstream
    {
        server 127.0.0.1:8080 max_fails=3 weight=1;
        server 127.0.0.1:8081 max_fails=3 weight=1;
    }

    #api 接口(兼容HTTP)
    server{
        listen 80;
        server_name api.test.com;
        # 301重定向跳转到HTTPS接口
        return 301 https://$server_name$request_uri;
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }

    #api 接口(兼容HTTPS)
    server{
        listen 443 ssl;
        server_name api.test.com;
        location / {
           root html;
           index  index.html index.htm;
           proxy_pass http://api_upstream;

           #语法： proxy_cookie_path oldpath replacepath;
           #oldpath就是你要替换的路径 replacepath 就是要替换的值
           #作用：同一个web服务器下面多个应用之间能获取到cookie
           proxy_cookie_path /api/ /;

           #服务端接收的请求头Cooke值不变
           proxy_set_header Cookie $http_cookie;
        }
    }

    #管理后台端(兼容HTTP)
    server{
        listen 80;
        server_name manage.test.com;
        # 301重定向跳转到HTTPS接口
        return 301 https://$server_name/$request_uri;
        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
        location = /50x.html{
             root html  
        }
    }

    #管理后台端(兼容HTTPS)
    server{
        listen 443 ssl;
        server_name manage.test.com;
        location / {
            root /home/test/web/dist

            index /index.html;


            #语法：try_files 【$uri】 【 $uri/】 【参数】
            #当用户请求https://manage.test.com/login时，
            #一.如果配置了上面的默认index,会依次请求
            #1./home/test/web/dist/login       查找有没有login这个文件，没有的话
            #2./home/test/web/dist/index.html  有就直接返回

            #二.如果没有配置了上面的默认index或者配置了没有找到对应的资源,会依次请求
            #1./home/test/web/dist/login        查找有没有login这个文件，没有的话
            #2./home/test/web/dist/login/       查找有没有login这个目录，没有的话
            #3.请求https://manage.test.com/index.html  nginx内部做了一个子请求

            #三.总的来说,index的优先级比try_files高,请求会先去找index配置,这里最后一个参数必须存在
            try_files $uri $uri/ /index.html;   



            #解决跨域问题
            #允许跨域请求地址(*表示全部,但是无法满足带cookie请求,因为cookie只能在当前域请求)
            add_header Access-Control-Allow-Origin $http_origin;
            #允许接收cookie和发送cookie
            add_header Access-Control-Allow-Credentials 'true';
            #允许请求的方法
            add_header Access-Control-Allow-Methods 'GET,POST,DELETE,PUT,OPTIONS';
            #允许请求头（Content-Type:请求数据/媒体类型 x-requested-with:判断请求是异步还是同步 自定义header 比如 token）
            add_header Access-Control-Allow-Headers $http_access_control_request_headers;
            #浏览器缓存请求头信息,1800秒内,只会有1次请求，不会出现"OPTIONS"预请求,节约资源
            #add_header Access-Control-Max-Age '1800';
            if ($request_method = 'OPTIONS') {
                    return 204;
            }


            #服务端HttpServletRequest可以获得用户的真实ip
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

            #服务端HttpServletRequest可以获得用户的真实ip和经过的每一层代理服务器的ip
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

            #服务端接收的请求头Host值不变
            proxy_set_header Host  $http_host;

            proxy_set_header X-Nginx-Proxy true;
        }
    }




}

2.nginx.conf讲解

一张图说明nginx.conf结构

看一下/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

#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;
  #    }
  #}

}

全局块
说明
- 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
简单分析
- 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
- 配置举例
```
worker_processes  1;
```
events块
说明
- events 块涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接
- 常用的设置包括是否开启对多 workprocess 下的网络连接进行序列化，是否允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个 workprocess 可以同时支持的最大连接数等
简单分析
- 上述例子就表示每个 workprocess 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，在实际中应根据实际情况配置
- 配置举例
```
events {
  worker_connections  1024;
}
```
http块
说明
- 这是 Nginx 服务器配置中最复杂的部分，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、单连接请求数上限等

配置举例

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。
- 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
  - 最常见的配置是本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
```
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;
      }
}
```
- 小结：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。比如地址定向、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、反向代理-快速入门

1.反向代理配置-思路分析/图解

2.实现步骤

2.1 安装JDK-jdk11

参考视频网址：https://www.bilibili.com/video/BV1Sv411r7vd?p=86
安装步骤
在opt目录下创建java_jdk目录
```
mkdir /opt/java_jdk
```
通过xftp6 将jdk包上传到 /opt/java_jdk 下
切换到java_jdk目录
```
cd /opt/java_jdk
```

解压jdk

tar -zxvf jdk-11.0.23_linux-x64_bin.tar.gz

创建实际存放目录
```
mkdir /usr/local/java
```
将java_jdk下解压的jdk剪切到/usr/local/java目录下
```
mv /opt/java_jdk/jdk-11.0.23 /usr/local/java
```

配置环境变量，在/etc/profile文件中添加环境变量

export JAVA_HOME=/usr/local/java/jdk-11.0.23
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

让文件立即生效指令
```
source /etc/profile 
```
然后输入指令查看是否配置成功
```
java -version
```

2.2 安装Tomcat

参考视频网址：https://www.bilibili.com/video/BV1Sv411r7vd?p=87
安装步骤
创建存放目录
```
mkdir /opt/tomcat
```
通过xftp6 将tomcat包上传到 /opt/tomcat 下
将文件进行解压
```
tar -zxvf apache-tomcat-9.0.89.tar.gz
```
创建实际存放目录
```
mkdir /usr/local/tomcat9
```

将tomcat剪切到tomcat9

mv /opt/tomcat/apache-tomcat-9.0.89 /usr/local/tomcat9

进入到指定目录

cd /usr/local/tomcat9/apache-tomcat-9.0.89/bin

启动tomcat
```
./startup.sh
```
是否成功

2.3 修改Nginx的nginx.conf配置文件

修改/usr/local/nginx/nginx.conf
操作指令
```
vim /usr/local/nginx/nginx.conf
```
如何查看nginx.conf的配置错误
检测默认配置文件，操作指令：
```
/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
```

指定检测配置文件，操作指令

/usr/local/nginx/sbin/nginx -t -c nginx.conf

3.注意事项和细节

Nginx对外提供访问入口，充当反向代理服务器，Tomcat的端口就无需对外暴露
开启和关闭防火墙端口

开启防火墙端口，以8080端口为例

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

关闭防火墙端口，以8080端口为例

firewall-cmd --remove-port=8080/tcp --permanent
firewall-cmd --reload

查看防火墙的状态
```
firewall-cmd --list-all
```

七、反向代理配置-Location实例

1.反向代理配置-思路分析/图解

2.Location语法规则

解读1-location 语法规则，参考文件：location语法规则.docx
解读2-nginx 的 location 解析过程

3.实现步骤

3.1 修改Nginx的nginx.conf配置文件

3.2 在 Linux 的两个Tomcat中的webapps目录下创建\product\hi.html和\member\hi.html

首先在8080端口下的tomcat的webapps目录下创建product目录，然后在创建hi.html
首先在8000端口下的tomcat的webapps目录下创建member目录，然后在创建hi.html

然后启动这两个tomcat

八、负载均衡-配置实例

1. 负载均衡配置-思路分析/图解

2. 负载均衡配置规则

负载均衡就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
linux 下有 Nginx、LVS、Haproxy 等等服务可以提供负载均衡服务， Nginx 提供了几种分配方式(策略)：
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
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和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。
```
upstreamhspservers{
server192.168.180.130:8080 weight=1;
server192.168.180.130:8000 weight=2;
}
```
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
```
upstreamhspservers{
ip_hash;
server192.168.180.130:8000;
server192.168.180.130:8080;
}
```
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
```
upstreamhspservers{
server192.168.12.134:8080;
server192.168.12.134:8081;
fair;
}
```

3. 实现步骤

3.1 修改Nginx的nginx.conf配置文件

3.2 在两个tomcat的webapps目录下添加search目录，再添加look.html文件

4. 注意事项和避免的坑

两个tomcat如果要启动需要注意，要去修改其中一个tomcat的server.xml文件，以防端口冲突，启动不了，报错
nginx.conf的upstream不能带下划线,否则会失败,但是语法检测不到
如果你的浏览器是无痕上网，负载均衡可能失效，因为Nginx无法采集到相关信息，遇到这个情况。改用其它浏览器即可(比如chrome)
提示：如果某tomcat没有监听对应端口，说明启动失败了，可以尝试先执行 shutdown.sh再执行startup.sh解决
文档:Nginx的upstream配置技巧
基本介绍
- Nginx是一个反向代理软件，大部分的网站都采用Nginx作为网站/平台的服务器软件。Nginx除了可以直接作为web服务器使用外，更多的情况是通过反向代理将请求转发给上游服务器
- 配置上游服务器可以使用upstream进行设置，通过upstream可以实现服务的负载均衡规则，可以提高服务器的高可用性。
参考地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/409693332

九、动静分离-应用实例

1. 什么动静分离

Nginx 动静分离简单来说就是把动态跟静态请求分开，可以理解成使用 Nginx 处理静态页面/资源，Tomcat 处理动态页面/资源。
动静分离可以减轻Tomcat 压力，静态请求由Nginx处理，提供系统整体性。
回顾前面-示意图

2. 动静分离配置-思路分析/图解

3.先使用传统方式实现

创建tomcat\webapps\search\cal.jsp [老韩说明: 为了测试方便, 在tomcat2也对应创建一份]

cal.jsp文件

<%--
To change this template use File | Settings | File Templates.--%>
<%@pagecontentType="text/html;charset=UTF-8" language="java" %>
<html>
<head>
<title>hello, jsp</title>
</head>
<body>
<img src="image/cal.jpg"/>
<h1>JSP, 计算器</h1>
<%
int i = 20;
int j = 70;
int res = i + j;
out.println(i + " + " + j + " = " + res);
%>
</body>
</html>

4.动静分离优化步骤

修改Nginx的nginx.conf配置文件

创建 /usr/local/nginx/html/search/image 目录，因为图片路径其实是ip/search/image
将 Linux 的两个 Tomcat\webapps\search\image 目录删除，在/usr/local/nginx/html/search/image 目录下放入图片

5. 注意事项和细节

注意：配置的静态资源路径要和页面上的路径相匹配否则找不到
这里的路径要是实际请求的静态资源路径
如果还有其它的静态资源，按照配置规则配置即可

十、Nginx工作机制和参数设置

1. master-worker机制

1.1 master-worker工作原理图

图解
一个master 管理多个worker

1.2 一说master-worker机制

争抢机制示意图
图解
一个masterProcess 管理多个workerprocess, 也就是说Nginx采用的是多进程结构, 而不是多线程结构
当client 发出请求(任务)时，masterProcess 会通知管理的 workerprocess
worker process 开始争抢任务, 争抢到的workerprocess 会开启连接,完成任务
每个 worker 都是一个独立的进程，每个进程里只有一个主线程
Nginx 采用了 IO 多路复用机制(需要在Linux环境), 使用IO多路复用机制, 是Nginx在使用为数不多的workerprocess 就可以实现高并发的关键

1.3 二说master-worker机制

二说master-worker模式
解说
master-worker模式
- Nginx 在启动后，会有一个 master 进程和多个相互独立的 worker 进程
- Master 进程接收来自外界的信号，向各worker进程发送信号，每个进程都有可能来处理这个连接。
- Master 进程能监控Worker进程的运行状态，当 worker 进程退出后(异常情况下)，会自动启动新的 worker 进程
accept_mutex 解决 “惊群现象”/理论
- 所有子进程都继承了父进程的 sockfd，当连接进来时，所有子进程都将收到通知并“争着”与它建立连接，这就叫“惊群现象”
- 大量的进程被激活又挂起，只有一个进程可以accept() 到这个连接，会消耗系统资源
- Nginx 提供了一个accept_mutex，这是一个加在accept上的一把共享锁。即每个worker进程在执行accept之前都需要先获取锁，获取不到就放弃执行accept()。有了这把锁之后，同一时刻，就只会有一个进程去 accpet()，就不会有惊群问题了。
- 当一个 worker 进程在 accept() 这个连接之后，就开始读取请求，解析请求，处理请求，产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接，完成一个完整的请求。
- 一个请求，完全由 worker 进程来处理，而且只能在一个 worker 进程中处理。
用多进程结构而不用多线程结构的好处/理论
- 节省锁带来的开销, 每个 worker 进程都是独立的进程，不共享资源，不需要加锁。在编程以及问题查上时，也会方便很多。
- 独立进程，减少风险。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进程则很快重新启动新的worker进程
实现高并发的秘密-IO多路复用
- 对于Nginx来讲，一个进程只有一个主线程，那么它是怎么实现高并发的呢？
- 采用了IO多路复用的原理，通过异步非阻塞的事件处理机制，epoll模型，实现了轻量级和高并发
- nginx 是如何具体实现的呢，举例来说：每进来一个request，会有一个worker进程去处理。但不是全程的处理，处理到什么程度呢？处理到可能发生阻塞的地方，比如向上游(后端)服务器转发request，并等待请求返回。那么，这个处理的worker不会这么傻等着，他会在发送完请求后，注册一个事件：“如果upstream返回了，告诉我一声，我再接着干”。于是他就休息去了。此时，如果再有request 进来，他就可以很快再按这种方式处理。而一旦上游服务器返回了，就会触发这个事件，worker才会来接手，这个request才会接着往下走。由于webserver的工作性质决定了每个request的大部份生命都是在网络传输中，实际上花费在server机器上的时间片不多，这就是几个进程就能解决高并发的秘密所在
小结：Nginx的master-worker工作机制的优势
- 支持 nginx-sreload 热部署, 这个特征在前面使用过
- 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
- 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/IO多路复用来处理请求，即使是高并发请求也能应对
- 采用独立的进程，互相之间不会影响，一个worker进程退出后，其它worker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
- 一个worker 分配一个CPU ，那么worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致

2. 参数设置

2.1 worker_processes

需要设置多少个 worker
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,Nginx默认没有开启利用多核cpu，可以通过增加worker_cpu_affinity 配置参数来充分利用多核cpu的性能

#2 核cpu，开启2个进程

 worker_processes 2;
 worker_cpu_affinity 01 10;

 #2 核cpu，开启4个进程

 worker_processes 4;
 worker_cpu_affinity 01 10 01 10;

 #4 核cpu，开启2个进程，0101表示开启第一个和第三个内核，1010表示开启第二个和第四个内核

 worker_processes 2;
 worker_cpu_affinity 0101 1010;

 #4 个cpu，开启4个进程

 worker_processes 4;
 worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;

 #8 核cpu，开启8个进程

 worker_processes 8;
 worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;

worker_cpu_affinity 理解

配置实例

vim /usr/local/nginx/nginx.conf

重新加载nginx

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

查看nginx 的 workerprocess 情况

worker_connection
- worker_connection 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
- 默认：worker_connections: 1024
- 调大：worker_connections:60000，（调大到6万连接）
- 同时要根据系统的最大打开文件数来调整
```
系统的最大打开文件数>=worker_connections*worker_process
根据系统的最大打开文件数来调整，worker_connections进程连接数量要小
于等于系统的最大打开文件数，worker_connections进程连接数量真实数量=  worker_connections*worker_process
查看系统的最大打开文件数
ulimit-a|grep"openfiles"
openfiles (-n)65535
```
- 根据最大连接数计算最大并发数：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，看一个示意图
配置 Linux 最大打开文件数
使用ulimit-a 可以查看当前系统的所有限制值，使用ulimit-n 可以查看当前的最大打开文件数
新装的linux默认只有1024，当作负载较大的服务器时，很容易遇到error: too many open files。因此，需要将其改大。
使用 ulimit-n 65535 可即时修改，但重启后就无效了。(注ulimit -SHn 65535 等效 ulimit -n 65535，-S 指 soft，-H 指 hard)
有如下三种修改方式：
- 在/etc/rc.local 中增加一行 ulimit -SHn 65535
- 在/etc/profile 中增加一行 ulimit -SHn 65535
- 在/etc/security/limits.conf 最后增加如下两行记录
- soft nofile 65535
- hard nofile 65535
- 在 CentOS中使用第1种方式无效果，使用第3种方式有效果，而在Debian中使用第2种有效果
- 参考网址：https://blog.csdn.net/weixin_43055250/article/details/124980838

十一、搭建高可用集群

1. Keepalived+Nginx高可用集群（主从模式）

1.1 集群架构图

准备两台 nginx 服务器, 一台做主服务器, 一台做备份服务器
两台Nginx服务器的IP地址, 可以自己配置
安装keepalived, 保证主从之间的通讯
对外提供统一的访问IP(虚拟IP-VIP)
示意图

1.2 具体搭建步骤

搭建高可用集群基础环境
准备两台Linux服务器 192.168.180.130 和 192.168.180.131
- 可以克隆来完成
- 也可以直接拷贝一份
在两台Linux服务器, 安装并配置好 Nginx
- 安装配置Nginx步骤前面讲过, 如果是克隆的Linux, 本身就有安装好了Nginx, 直接使用即可.
- 验证安装是否成功，在windows可以通过IP访问到Nginx,，具体的操作步骤和注意事项，前面也都是说过了
- 因为是拷贝了一份Linux, 而新的Linux的IP已经变化了, 所以需要克隆的Linux 的nginx.conf 文件中的IP地址, 做相应的修改
在两台Linux服务器, 安装 keepalived
- 下载keepalived-2.0.20.tar.gz 源码安装包
- 官方网址：https://keepalived.org/download.html
- 上传到两台Linux/root 目录下
- 创建keepalived目录
```
mkdir /usr/local/keepalived
```
- 解压文件到指定目录:
```
tar -zxvf keepalived-2.0.20.tar.gz -C /usr/local/keepalived
```
- 切换到解压的目录
```
cd /usr/local/keepalived/keepalived-2.0.20
```
- 将配置文件放在 /etc 目录下, 安装路径在 /usr/local
```
./configure --sysconf=/etc --prefix=/usr/local
```
- 编译并安装
```
make && make install
```
- 如果成功, 就会安装好keepalived 【可以检查一下】
- 说明：
  - keepalived 的配置目录在 /etc/keepalived/keepalived.conf
  - keepalived 的启动指令在 /usr/local/sbin/keepalived
- 提示：两台Linux都要安装keepalived
完成高可用集群配置
将其中一台 Linux( 比如 192.168.180.130) 指定为 Master ：
```
 vi /etc/keepalived/keepalived.conf
```
将其中一台 Linux(比如 192.168.198.131)指定为 Backup(备份服务器)：
```
vim /etc/keepalived/keepalived.conf
```
启动两台Linux的keepalived 指令
```
/usr/local/sbin/keepalived
```
观察两台linux的ens160 是否已经绑定 192.168.198.18
```
ip a 
```
注意事项和细节
- keepalived 启动后无法ping 通VIP，提示ping:sendmsg:Operationnotpermitted
- 参考网址： https://blog.csdn.net/xjuniao/article/details/101793935
- nginx+keepalived 配置说明和需要避开的坑
- 参考网址：https://blog.csdn.net/qq_42921396/article/details/123074780

1.3 自动检测Nginx异常，终止keepalived

编写shell 脚本:
```
vi /etc/keepalived/ch_nginx.sh
```
简单说明: 下面的脚本就是去统计 ps -C nginx –no-header的行数, 如果为0, 说明nginx已经异常终止了, 就执行 killall keepalived
```
 #!/bin/bash
 num=`ps -C nginx --no-header | wc -l`
 if [ $num -eq 0 ];then
 killall keepalived
 fi
```
修改ch_nginx.sh 权限
```
chmod 755 ch_nginx.sh
```
修改192.168.180.130 主 Master 配置文件
```
vi /etc/keepalived/keepalived.conf
```
重新启动192.168.180.130 Master 的 keepalived , 这时因为 Master 的优先级高，会争夺到VIP优先绑定
手动关闭 192.168.180.130Master 的 Nginx
注意观察 keepalived 也终止了
再次访问nginx, 发现192.168.180.18 这个虚拟IP 又和 192.168.180.131 备份服务器绑定了.
注音事项
keepalived vrrp_script 脚本不执行解决办法
- 打开日志观察
```
tail -f /var/log/messages
```
- -重启keepalived
```
systemctl restart keepalived.service
```
- 说明一下：出现文件找不到，可以修改执行脚本文件名，不要有_看一下是否可行
如果配置有定时检查Nginx异常的脚本,需要先启动nginx,在启动keepalived,否则keepalived一起动就被killall了

1.4 配置文件keepalived.conf详解

#这里只注释要修改的地方
global_defs{

    notification_email{

        test@foxmail.com #接收通知的邮件地址

    }
    notification_email_fromAlexandre.Cassen@firewall.loc #发送邮件的邮箱

    smtp_server192.168.200.1 #smtpserver地址

    smtp_connect_timeout 30 

    router_id Node132   #Node132 为主机标识

    vrrp_skip_check_adv_addr

    #vrrp_strict    #这里需要注释，避免虚拟 ip 无法 ping 通

    vrrp_garp_interval 0 vrrp_gna_interval 0

    }   
    vrrp_instance VI_1 { 

    state MASTER    #主节点 MASTER 备用节点为 BACKUP

    interface ens33 #网卡名称

    virtual_router_id 51    #VRRP 组名，两个节点的设置必须一样，指明属于同一 VRRP 组

    priority 100    #主节点的优先级（1-254 之间），备用节点必须比主节点优先级低

    advert_int 1    #组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样

    authentication {    #设置验证信息，两个节点必须一致

        auth_type PASS 

        auth_pass 1111

    }
    virtual_ipaddress {#指定虚拟 IP, 两个节点设置必须一样

        192.168.200.16
    }
}

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Nginx【反向代理、负载均衡、动静分离】

Nginx【反向代理、负载均衡、动静分离】

一、基本介绍

1. Nginx是什么？能干什么？

2.官方资料

二、Nginx核心功能

1.正向代理

2.反向代理

3.负载均衡

4.动静分离

三、Nginx下载和安装以及启动

1. 下载

2. 安装

2.1首先是需要安装Linux系统

2.2 具体安装

2.3启动Nginx 可能的错误 和解决方案

3. 验证是否安装成功

4. 配置防火墙，让Windows访问Nginx

四、Nginx命令行参数

1. 指令说明

2. 使用演示

五、nginx.conf配置文件

1.基本说明

2.nginx.conf讲解

六、反向代理-快速入门

1.反向代理配置-思路分析/图解

2.实现步骤

2.1 安装JDK-jdk11

2.2 安装Tomcat

2.3 修改Nginx的nginx.conf配置文件

3.注意事项和细节

七、反向代理配置-Location实例

1.反向代理配置-思路分析/图解

2.Location语法规则

3.实现步骤

3.1 修改Nginx的nginx.conf配置文件

3.2 在 Linux 的 两个Tomcat中的webapps目录下创建\product\hi.html和\member\hi.html

八、负载均衡-配置实例

1. 负载均衡配置-思路分析/图解

2. 负载均衡配置规则

3. 实现步骤

3.1 修改Nginx的nginx.conf配置文件

3.2 在两个tomcat的webapps目录下添加search目录，再添加look.html文件

4. 注意事项和避免的坑

九、动静分离-应用实例

1. 什么动静分离

2. 动静分离配置-思路分析/图解

3.先使用传统方式实现

4.动静分离优化步骤

5. 注意事项和细节

十、Nginx工作机制和参数设置

1. master-worker机制

1.1 master-worker工作原理图

1.2 一说master-worker机制

1.3 二说master-worker机制

2. 参数设置

2.1 worker_processes

十一、搭建高可用集群

1. Keepalived+Nginx高可用集群（主从模式）

1.1 集群架构图

1.2 具体搭建步骤

1.3 自动检测Nginx异常，终止keepalived

1.4 配置文件keepalived.conf详解

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2.3启动Nginx 可能的错误和解决方案

3.2 在 Linux 的两个Tomcat中的webapps目录下创建\product\hi.html和\member\hi.html