nginx反向代理和负载均衡实现
【一、为什么要使用nginx】
要回答为什么要使用nginx，那就先说说nginx能做些什么。
首先，nginx能做反向代理，那么什么是反向代理呢，举个栗子，我想在本地使用 www.mickey.com 的域名去访问 www.taobao.com。那么这个时候我们就可以通过nginx去实现。
再者，nginx能实现负载均衡，什么是负载均衡呢？就是我的项目部署在不同的服务器上，但是通过统一的域名进入，nginx则对请求进行分发，减轻了服务器的压力。
在上面这两种情况下，nginx服务器的作用都只是作为分发服务器，真正的内容，我们可以放在其他的服务器上，这样来，还能起到一层安全隔壁的作用，nginx作为隔离层。
其次，nginx还能解决跨域的问题。
【二、、nginx安装】
在 http://nginx.org/ 下载对应版本的nginx
在 nginx 的目录下使用 start nginx 或者 双击 nginx.exe 打开nginx
【三、nginx配置属性说明】
#全局设置
main # 运行用户 user www-data; # 启动进程,通常设置成和cpu的数量相等 worker_processes 1; # 全局错误日志及PID文件 error_log /var/log/nginx/error.log; pid /var/run/nginx.pid; # 工作模式及连接数上限 events { use epoll; #epoll是多路复用IO(I/O Multiplexing)中的一种方式,但是仅用于linux2.6以上内核,可以大大提高nginx的性能 worker_connections 1024; #单个后台worker process进程的最大并发链接数 # multi_accept on; } #设定http服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持 http { #设定mime类型,类型由mime.type文件定义 include /etc/nginx/mime.types; default_type application/octet-stream; #设定日志格式 access_log /var/log/nginx/access.log; #sendfile 指令指定 nginx 是否调用 sendfile 函数（zero copy 方式）来输出文件，对于普通应用， #必须设为 on,如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为 off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的uptime. sendfile on; #将tcp_nopush和tcp_nodelay两个指令设置为on用于防止网络阻塞 tcp_nopush on; tcp_nodelay on; #连接超时时间 keepalive_timeout 65; #开启gzip压缩 gzip on; gzip_disable "MSIE [1-6]\.(?!.*SV1)"; #设定请求缓冲 client_header_buffer_size 1k; large_client_header_buffers 4 4k; include /etc/nginx/conf.d/*.conf; include /etc/nginx/sites-enabled/*; #设定负载均衡的服务器列表 upstream mysvr { #weigth参数表示权值，权值越高被分配到的几率越大 #本机上的Squid开启3128端口 server 192.168.8.1:3128 weight=5; server 192.168.8.2:80 weight=1; server 192.168.8.3:80 weight=6; } server { #侦听80端口 listen 80; #定义使用www.xx.com访问 server_name www.xx.com; #设定本虚拟主机的访问日志 access_log logs/www.xx.com.access.log main; #默认请求 location / { root /root; #定义服务器的默认网站根目录位置 index index.php index.html index.htm; #定义首页索引文件的名称 fastcgi_pass www.xx.com; fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root/$fastcgi_script_name; include /etc/nginx/fastcgi_params; } # 定义错误提示页面 error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html { root /root; } #静态文件，nginx自己处理 location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ { root /var/www/virtual/htdocs; #过期30天，静态文件不怎么更新，过期可以设大一点，如果频繁更新，则可以设置得小一点。 expires 30d; } #PHP 脚本请求全部转发到 FastCGI处理. 使用FastCGI默认配置. location ~ \.php$ { root /root; fastcgi_pass 127.0.0.1:9000; fastcgi_index index.php; fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /home/www/www$fastcgi_script_name; include fastcgi_params; } #设定查看Nginx状态的地址 location /NginxStatus { stub_status on; access_log on; auth_basic "NginxStatus"; auth_basic_user_file conf/htpasswd; } #禁止访问 .htxxx 文件 location ~ /\.ht { deny all; } } #第一个虚拟服务器 server { #侦听192.168.8.x的80端口 listen 80; server_name 192.168.8.x; #对aspx后缀的进行负载均衡请求 location ~ .*\.aspx$ { root /root;#定义服务器的默认网站根目录位置 index index.php index.html index.htm;#定义首页索引文件的名称 proxy_pass http://mysvr;#请求转向mysvr 定义的服务器列表 #以下是一些反向代理的配置可删除. proxy_redirect off; #后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; 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_connect_timeout 90; #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时) proxy_send_timeout 90; #后端服务器数据回传时间(代理发送超时) proxy_read_timeout 90; #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 } } }
【四、nginx反向代理】
1. 什么是代理服务器
代理服务器，客户机在发送请求时，不会直接发送给目的主机，而是先发送给代理服务器，代理服务接受客户机请求之后，再向主机发出，并接收目的主机返回的数据，存放在代理服务器的硬盘中，再发送给客户机。
2. 为什么要使用代理服务器
1）提高访问速度
由于目标主机返回的数据会存放在代理服务器的硬盘中，因此下一次客户再访问相同的站点数据时，会直接从代理服务器的硬盘中读取，起到了缓存的作用，尤其对于热门站点能明显提高请求速度。
2）防火墙作用
由于所有的客户机请求都必须通过代理服务器访问远程站点，因此可在代理服务器上设限，过滤某些不安全信息。
3）通过代理服务器访问不能访问的目标站点
互联网上有许多开发的代理服务器，客户机在访问受限时，可通过不受限的代理服务器访问目标站点，通俗说，我们使用的*浏览器就是利用了代理服务器，虽然不能出国，但也可直接访问外网。
3. 反向代理 VS 正向代理
正向代理，架设在客户机与目标主机之间，只用于代理内部网络对Internet的连接请求，客户机必须指定代理服务器,并将本来要直接发送到Web服务器上的http请求发送到代理服务器中。
反向代理服务器架设在服务器端，通过缓冲经常被请求的页面来缓解服务器的工作量，将客户机请求转发给内部网络上的目标服务器；并将从服务器上得到的结果返回给Internet上请求连接的客户端，此时代理服务器与目标主机一起对外表现为一个服务器。
4. 反向代理有哪些主要应用？
现在许多大型web网站都用到反向代理。除了可以防止外网对内网服务器的恶性攻击、缓存以减少服务器的压力和访问安全控制之外，还可以进行负载均衡，将用户请求分配给多个服务器。
5. 反向代理服务器Nginx
Nginx作为近年来较火的反向代理服务器，安装在目的主机端，主要用于转发客户机请求，后台有多个http服务器提供服务，nginx的功能就是把请求转发给后面的服务器，决定哪台目标主机来处理当前请求。下面演示如何进行配置使Nginx发挥作用。
1）模拟n个http服务器作为目标主机
用作测试，简单的使用2个tomcat实例模拟两台http服务器，分别将tomcat的端口改为8081和8082
2）配置IP域名
192.168.72.49 8081.max.com
192.168.72.49 8082.max.com
3）配置nginx.conf
upstream tomcatserver1 {
server 192.168.72.49:8081;
}
upstream tomcatserver2 {
server 192.168.72.49:8082;
}
server {
listen 80;
server_name 8081.max.com;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
proxy_pass http://tomcatserver1;
index index.html index.htm;
}
}
server {
listen 80;
server_name 8082.max.com;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
proxy_pass http://tomcatserver2;
index index.html index.htm;
}
}流程：
1）浏览器访问8081.max.com，通过本地host文件域名解析，找到192.168.72.49服务器（安装nginx）
2）nginx反向代理接受客户机请求，找到server_name为8081.max.com的server节点，根据proxy_pass对应的http路径，将请求转发到upstream tomcatserver1上，即端口号为8081的tomcat服务器。
4、效果展示
请求8081.max.com，tomcat1接收返回首页
请求8082.max.com，tomcat2接收返回首页
6.总结
通过分析我们不难得出，以百度为例，如果客户机的IP和百度服务器（目标主机）的IP在同一个网段，那就形同局域网内部发送请求，速度极快。
但如果满足不了这种需求还想到达到一个较好的请求响应时，百度服务器就可以对外提供一个与目标服务器在一个网段的公网IP,也就是反向代理服务的IP，通过代理服务器转发客户机请求，决定幕后的N台服务器谁来处理这个请求，并且由于反向代理服务器与目标主机在一个网段，访问速度也会很快。
Nginx用作反向代理服务器时，它就是众多反向代理服务器中的一种，通过简单的配置，指定到服务器IP或域名地址便可将客户机请求转发给指定服务器处理请求。
【五、nginx负载均衡】
什么是负载均衡
当一台服务器的单位时间内的访问量越大时，服务器压力就越大，大到超过自身承受能力时，服务器就会崩溃。为了避免服务器崩溃，让用户有更好的体验，我们通过负载均衡的方式来分担服务器压力。
我们可以建立很多很多服务器，组成一个服务器集群，当用户访问网站时，先访问一个中间服务器，在让这个中间服务器在服务器集群中选择一个压力较小的服务器，然后将该访问请求引入该服务器。如此以来，用户的每次访问，都会保证服务器集群中的每个服务器压力趋于平衡，分担了服务器压力，避免了服务器崩溃的情况。
负载均衡是用反向代理的原理实现的。
1. 内置负载策略
Nginx负载均衡是通过upstream模块来实现的，内置实现了三种负载策略，配置还是比较简单的。官网负载均衡配置说明：http://nginx.org/en/docs/http/load_balancing.html
- 轮循（默认）
Nginx根据请求次数，将每个请求均匀分配到每台服务器 - 最少连接
将请求分配给连接数最少的服务器。Nginx会统计哪些服务器的连接数最少。 - IP Hash
绑定处理请求的服务器。第一次请求时，根据该客户端的IP算出一个HASH值，将请求分配到集群中的某一台服务器上。后面该客户端的所有请求，都将通过HASH算法，找到之前处理这台客户端请求的服务器，然后将请求交给它来处理。
1) 轮循
http {
# ... 省略其它配置
upstream tomcats {
server 192.168.0.100:8080;
server 192.168.0.101:8080;
server example.com:8080;
}
server {
listen 80;
location / {
proxy_pass http://tomcats;
}
}
# ... 省略其它配置
}- proxy_pass http://tomcats：表示将所有请求转发到tomcats服务器组中配置的某一台服务器上。
- upstream模块：配置反向代理服务器组，Nginx会根据配置，将请求分发给组里的某一台服务器。tomcats是服务器组的名称。
-
upstream模块下的server指令：配置处理请求的服务器IP或域名，端口可选，不配置默认使用80端口。通过上面的配置，Nginx默认将请求依次分配给100，101，102来处理，可以通过修改下面这些参数来改变默认的分配策略：
-
weight
默认为1，将请求平均分配给每台serverupstream tomcats { server 192.168.0.100:8080 weight=2; # 2/6次 server 192.168.0.101:8080 weight=3; # 3/6次 server 192.168.0.102:8080 weight=1; # 1/6次 }上例配置，表示6次请求中，100分配2次，101分配3次，102分配1次
- max_fails
默认为1。某台Server允许请求失败的次数，超过最大次数后，在fail_timeout时间内，新的请求将不会分配给这台机器。如果设置为0，Nginx会将这台Server置为永久无效状态，然后将请求发给定义了proxy_next_upstream, fastcgi_next_upstream, uwsgi_next_upstream, scgi_next_upstream, and memcached_next_upstream指令来处理这次错误的请求。 -
fail_timeout
默认为10秒。某台Server达到max_fails次失败请求后，在fail_timeout期间内，nginx会认为这台Server暂时不可用，不会将请求分配给它upstream tomcats { server 192.168.0.100:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=15; server 192.168.0.101:8080 weight=3; server 192.168.0.102:8080 weight=1; }192.168.0.100这台机器，如果有3次请求失败，nginx在15秒内，不会将新的请求分配给它。
-
backup
备份机，所有服务器挂了之后才会生效upstream tomcats { server 192.168.0.100:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=15; server 192.168.0.101:8080 weight=3; server 192.168.0.102:8080 backup; }在100和101都挂了之前，102为不可用状态，不会将请求分配给它。只有当100和101都挂了，102才会被启用。
-
down
标识某一台server不可用。可能能通过某些参数动态的**它吧，要不真没啥用。upstream tomcats { server 192.168.0.100:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=15; server 192.168.0.101:8080 down; server 192.168.0.102:8080 backup; }表示101这台Server为无效状态，不会将请求分配给它。
-
max_conns
限制分配给某台Server处理的最大连接数量，超过这个数量，将不会分配新的连接给它。默认为0，表示不限制。注意：1.5.9之后的版本才有这个配置upstream tomcats { server 192.168.0.100:8080 max_conns=1000; }表示最多给100这台Server分配1000个请求，如果这台Server正在处理1000个请求，nginx将不会分配新的请求给到它。假如有一个请求处理完了，还剩下999个请求在处理，这时nginx也会将新的请求分配给它。
-
resolve
将server指令配置的域名，指定域名解析服务器。需要在http模块下配置resolver指令，指定域名解析服务http { resolver 10.0.0.1; upstream u { zone ...; ... server example.com resolve; } }表示example.com域名，由10.0.0.1服务器来负责解析。
upstream模块server指令的其它参数和详细配置说明，请参考官方文档。
-
2. 第三方负载策略
1) fair
根据服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配，即负载压力小的优先会分配。
由于fair模块是第三方提供的，所以在编译nginx源码的时候，需要将fair添加到nginx模块中。
假设我的nginx是通过源码安装的，安装在/opt/nginx目录下，而且安装时没有添加fair模块
1> 下载fair模块源码
下载地址：https://github.com/xyang0917/nginx-upstream-fair
cd /opt
wget https://github.com/xyang0917/nginx-upstream-fair/archive/master.zip
unzip master.zip解压后的目录名为：nginx-upstream-fair-master
2> 重新编译nginx，将fair模块添加到编译参数
我的nginx源码目录在/opt/nginx-1.10.0
cd /opt/nginx-nginx-1.10.0
./configure --prefix=/opt/nginx --add-module=/opt/nginx-upstream-fair-master
make注意：不要执行make install，这样会覆盖之前nginx的配置
3> 将新编译的nginx可执行程序拷贝到/opt/nginx/sbin/目录下，覆盖之前安装的nginx
编译后的nginx执行程序，放在nginx源码的objs目录下
ps -aux | grep nginx
kill -9 nginx进程ID # 停止nginx服务
cp /opt/nginx-1.10.0/objs/nginx /opt/nginx/sbin/ # 覆盖旧的nginx
nginx # 启动服务配置使用fair负载策略模块：
upstream tomcats {
fair;
server 192.168.0.100:8080;
server 192.168.0.101:8080;
server 192.168.0.102:8080;
}由于采用fair负载策略，配置weigth参数改变负载权重将无效。
2) url_hash
按请求url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，服务器做缓存时比较有效。
1.7.2版本以后，url_hash模块已经集成到了nginx源码当中，不需要单独安装。之前的版本仍需要单独安装，下载地址：https://github.com/evanmiller/nginx_upstream_hash
安装方法和fair模块一样，先下载url_hash源码，然后重新编译nginx源码，将url_hash模块添加到编译配置参数当中，最后将编译后生成的nginx二进制文件替换之前安装的nginx二进制文件即可。
upstream tomcats {
server 192.168.0.100:8080;
server 192.168.0.101:8080;
server 192.168.0.102:8080;
hash $request_uri;
}Nginx负载均衡几个小问题
hash $http_x_forwarded_for;
hash $cookie_jsessionid;
Listen 80
Listen 127.0.0.1:80
【五、nginx动静分离】
动静分离是让动态网站里的动态网页根据一定规则把不变的资源和经常变的资源区分开来，动静资源做好了拆分以后，我们就可以根据静态资源的特点将其做缓存操作，这就是网站静态化处理的核心思路。
动静分离简单的概括是：动态文件与静态文件的分离。
为什么要做动静分离？
在我们的软件开发中，有些请求是需要后台处理的（如：.jsp,.do等等），有些请求是不需要经过后台处理的（如：css、html、jpg、js等等文件），这些不需要经过后台处理的文件称为静态文件，否则动态文件。因此我们后台处理忽略静态文件。这会有人又说那我后台忽略静态文件不就完了吗。当然这是可以的，但是这样后台的请求次数就明显增多了。在我们对资源的响应速度有要求的时候，我们应该使用这种动静分离的策略去解决。
动静分离将网站静态资源（HTML，JavaScript，CSS，img等文件）与后台应用分开部署，提高用户访问静态代码的速度，降低对后台应用访问。这里我们将静态资源放到nginx中，动态资源转发到tomcat服务器中。
因此，动态资源转发到tomcat服务器我们就使用到了前面讲到的反向代理了。
动静分离的原理很简单，通过location对请求url进行匹配即可，具体配置如下：
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf//动态资源 location ~ \.(jsp|jspx|do|action)(\/.*)?$ { //动态请求转发到tomcat服务器，匹配方式可自定义 #设置真实ip proxy_set_header real_ip $remote_addr; //real_ip 设置变量名，可以通过web端获取 proxy_pass http://127.0.0.1:8080; } //静态资源 location ~ .*\.(js|css|htm|html|gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|ioc|rar|zip|txt|flv|mid|doc|ppt|pdf|xls|mp3|wma)$ { //静态资源到nginx服务器下static（具体目录自定义）获取 root static; }在
nginx下创建static文件夹mkdir /usr/local/nginx/static,并且拷贝1.png到static下
启动tomcat、nginx，访问http://192.168.58.149/1.png和http://192.168.58.149/demo.jsp,如图：
静态资源：
动态资源：