高并发解决方案-代理服务器Nginx[通俗易懂]

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

文章目录

• Nginx
  • 1. Nginx概念
  • 2.Nginx的应用场景
  • 3. Linux环境下Nginx的安装与启动
  • 4. Nginx静态网站部署
  • 5. Nginx配置虚拟主机
    • 5.1 端口绑定
    • 5.2 域名绑定
      • 5.2.1 域名概念
      • 5.2.2 域名级别
      • 5.2.3 域名与ip绑定
  • 6. Nginx反向代理
    • 6.1反向代理概念
    • 6.2 配置反向代理
  • 7. Nginx负载均衡
    • 7.1 负载均衡概念
    • 7.2 准备工作
    • 7.3 配置负载均衡

Nginx

1. Nginx概念

Nginx 是⼀款高性能的 http 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器。由俄罗斯的程序设计师伊戈尔·西索夫（Igor Sysoev）所开发，官方测试 Nginx 能够支撑 5 万并发链接，并且cpu、内存等资源消耗却非常低，运行非常稳定。

注：Nginx有很多插件，可以对其进行大量优化，使其提升至10万并发量。

2.Nginx的应用场景

1. http 服务器。 Nginx 是⼀个 http 服务可以独立提供 http 服务。可以做网页静态服务器。
2. 虚拟主机。可以实现在⼀台服务器虚拟出多个网站。例如个⼈网站使用的虚拟主机。
3. 反向代理，负载均衡。当网站的访问量达到⼀定程度后，单台服务器不能满足用户的请求时，需要用多台服务器集群可以使用 Nginx 做反向代理。并且多台服务器可以平均分担负载，不会因为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。

3. Linux环境下Nginx的安装与启动

常见Docker部署Nginx环境，可以参考Docker容器化技术中的第4.3小节Nginx部署。

搜索Nginx镜像；

docker search nginx

拉取Nginx镜像；

docker pull nginx

创建容器，设置端口映射、目录映射；

# 在/docker_test目录下创建nginx目录用于存储nginx数据信息
[root@centos docker_test]# mkdir nginx
[root@centos docker_test]# cd nginx/
[root@centos nginx]# mkdir conf
[root@centos docker_test]# cd conf/

# 在/docker_test/nginx/conf/下创建nginx.conf文件,粘贴下面内容
[root@centos conf]# vi nginx.conf

user root; #和当前用户名一致，我是root
worker_processes 1;

error_log /var/log/nginx/error.log warn;
pid /var/run/nginx.pid;
events { 
     
	worker_connections 1024;
} 
http { 
     
	include /etc/nginx/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 /var/log/nginx/access.log main;

	sendfile on;
	#tcp_nopush on;
	
	keepalive_timeout 65;
	
	#gzip on;
	
	include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

新建配置文件 /docker_test/nginx/conf.d/80.conf。

server { 
     
    listen 80; # 监听的端⼝
    server_name localhost; # 域名或ip
    location / { 
      # 访问路径配置
        root /usr/share/nginx/html;# 根⽬录
        index index.html index.htm; # 默认⾸⻚
    }
    error_page 500 502 503 504 /50x.html; # 错误⻚⾯
    location = /50x.html { 
     
    	root html;
    }
}

docker run -id --name=my_nginx \
-p 80:80 \
-p 81:81 \
-p 82:82 \
-v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf \
-v $PWD/conf.d:/etc/nginx/conf.d \
-v $PWD/logs:/var/log/nginx \
-v $PWD/html:/usr/share/nginx/html \
nginx

• -p 80:80：将容器的 80端口映射到宿主机的 80 端口。
• -v $PWD/conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf：配置目录，将主机当前目录下的 /conf/nginx.conf 挂载到容器的 :/etc/nginx/nginx.conf。
• -v $PWD/logs:/var/log/nginx：日志目录，将主机当前目录下的 logs 目录挂载到容器的/var/log/nginx。

使用外部机器访问Nginx。

简单添加一个docker_test/nginx/html/index.html。

4. Nginx静态网站部署

例如，第3小节通过数据卷挂载到了Nginx容器中的/usr/share/nginx/html目录下，并将其设置成了访问根目录，我们只需将要部署的静态资源上传到服务器该目录下即可。

5. Nginx配置虚拟主机

虚拟主机，也叫“网站空间”，就是把⼀台运行在互联网上的物理服务器划分成多个“虚拟”服务器。虚拟主机技术极大的促进了网络技术的应用和普及。同时虚拟主机的租用服务也成了用络时代的⼀种新型经济形式。

例如，第3小节已经演示了80端口的绑定，接下来我们绑定81端口和82端口。

5.1 端口绑定

上传静态网站；

这里简单写两个index.html页面分别代表81端口和82端口的首页，上传至Nginx容器中的/usr/share/nginx/目录下（也可以以数据卷的方式进行上传）。

新建Nginx配置文件/docker_test/nginx/conf.d/port.conf；

server { 
     
    listen 81; # 监听的端⼝
    server_name localhost; # 域名或ip
    location / { 
      # 访问路径配置
        root /usr/share/nginx/html81;# 根⽬录
        index index.html index.htm; # 默认⾸⻚
    }
    error_page 500 502 503 504 /50x.html; # 错误⻚⾯
    location = /50x.html { 
     
    	root html;
    }
}
server { 
     
    listen 82; # 监听的端⼝
    server_name localhost; # 域名或ip
    location / { 
      # 访问路径配置
        root /usr/share/nginx/html82;# 根⽬录
        index index.html; # 默认⾸⻚
    }
    error_page 500 502 503 504 /50x.html; # 错误⻚⾯
    location = /50x.html { 
     
    	root html;
    }
}

外部机器访问测试。

• 地址栏访问http://192.168.192.130:81，访问成功；

• 地址栏访问http://192.168.192.130:82，访问成功。

5.2 域名绑定

5.2.1 域名概念

    域名（Domain Name），是由⼀串用“点”分隔的字符组成的 Internet 上某⼀台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时标识计算机的电子方位（有时也指地理位置，地理上的域名，指代有行政自主权的⼀个地方区）。域名是⼀个IP地址上的”面具”、别名。

域名的目的是便于记忆和沟通的⼀组服务器的地址（网站、电⼦邮件、 FTP等）。域名作为力所能及难忘的互联网参与者的名称。==域名按域名系统（DNS）的规则流程组成。在DNS中注册的任何名称都是域名。==域名用于各种网络环境和应用程序特定的命名和寻址目的。通常，域名表示互联网协议（IP）资源。例如，用于访问因特网的个人计算机，托管网站的服务器计算机，或网站本身或通过因特网传送的任何其他服务。世界上第⼀个注册的域名是在1985年1月注册的。

5.2.2 域名级别

1. 顶级域名； 顶级域名又分为两类：
   1. 国家顶级域名（national top-level domainnames，nTLDs） 200多个国家都按照ISO3166国家代码分配了顶级域名，例如中国是cn，美国是us，日本是jp等。
   2. 国际顶级域名（international top-level domain names，iTDs） 例如表示工商企业的 .com和.Top，表示网络提供商的.net，表示非盈利组织的.org，表示教育的.edu，以及没有限制的中性域名如.xyz等。⼤多数域名争议都发生在com的顶级域名下，因为多数公司上网的目的都是为了赢利。但因为自2014年以来新顶级域名的发展，域名争议案件数量增长幅度越来越大。为加强域名管理，解决域名资源的紧张， Internet协会、 Internet分址机构及世界知识产权组织（WIPO）等国际组织经过广泛协商， 在原来三个国际通用顶级域名（com）的基础上，新增加了7个国际通用顶级域名： firm（公司企业）、 store（销售公司或企业）、 Web（突出WWW活动的单位）、 arts（突出⽂化、娱乐活动的单位）、 rec (突出消遣、娱乐活动的单位）、 info(提供信息服务的单位）、 nom(个人），并在世界范围内选择新的注册机构来受理域名注册申请。

   例如：baidu.com

2. 二级域名； 二级域名是指顶级域名之下的域名，在国际顶级域名下，它是指域名注册⼈的网上名称，例如 ibm、yahoo、 microsoft等；在国家顶级域名下，它是表示注册企业类别的符号，例如.top、com、edu、gov、net等。 中国在国际互联网络信息中心（Inter NIC） 正式注册并运行的顶级域名是CN，这也是中国的⼀级域名。在顶级域名之下，中国的二级域名又分为类别域名和⾏政区域名两类。类别域名共7个， 包括用于科研机构的ac、用于工商金融企业的com、 top、用于教育机构的edu、用于政府部门的 gov、用于互联网络信息中心和运行中心的net、用于非盈利组织的org。而行政区域名有34个，分别对应于中国各省、自治区和直辖市。 例如 map.baidu.com
3. 三级域名。 三级域名用字母（ A～Z，、a～z、大小写等）、数字（0～9）和连接符（－）组成， 各级域名之间用实点（.）连接，三级域名的长度不能超过20个字符。如无特殊原因，建议采用申请人的英文名（或者缩写）或者汉语拼音名（或者缩写）作为三级域名，以保持域名的清晰性和简洁性。 例如 item.map.baidu.com

5.2.3 域名与ip绑定

⼀个域名对应⼀个 ip 地址，⼀个 ip 地址可以被多个域名绑定。

    本地测试可以修改 hosts 文件（C:\Windows\System32\drivers\etc）可以配置域名和 ip 的映射关系，如果 hosts 文件中配置了域名和 ip 的对应关系，不需要走 DNS 服务器。

注：默认是先到浏览器自身的缓存DNS记录中，存在即返回；找不到或记录已过期的话，会去本地hosts文件（本地 DNS 记录）中找，存在即返回；如果还是找不到，就向域名解析服务器发送解析请求，存在即返回。

    修改/docker_test/nginx/conf.d/80.conf:

server { 
   
    listen 80; # 监听的端⼝
    server_name localhost; # 域名或ip
    location / { 
    # 访问路径配置
        root /usr/share/nginx/html;# 根⽬录
        index index.html index.htm; # 默认⾸⻚
    }
    error_page 500 502 503 504 /50x.html; # 错误⻚⾯
    location = /50x.html { 
   
    	root html;
    }
}
server { 
   
    listen 80; # 监听的端⼝
    server_name www.lijinghua.com; # 域名或ip
    location / { 
    # 访问路径配置
        root /usr/share/nginx/html81;# 根⽬录
        index index.html index.htm; # 默认⾸⻚
    }
    error_page 500 502 503 504 /50x.html; # 错误⻚⾯
    location = /50x.html { 
   
    	root html;
    }
}

6. Nginx反向代理

6.1反向代理概念

反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受 Internet 上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，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，此时代理服务器对外就表现为⼀个反向代理服务器。

6.2 配置反向代理

创建内部服务器；

参看Docker容器化技术的第4.2小节Tomcat部署，创建一个Tomcat镜像，并简单部署一个test项目。

修改本地hosts文件，绑定域名与ip；

编写反向代理配置文件/docker_test/nginx/conf.d/proxy.conf;

upstream tomcat-test{ 
     
	server 192.168.192.130:8080;
}
server { 
     
    listen 80; # 监听的端⼝
    server_name www.proxy.com; # 域名或ip
    location / { 
      # 访问路径配置
        # root index;# 根⽬录
        proxy_pass http://tomcat-test;
    	index index.html index.htm; # 默认⾸⻚
    }
}

重启Nginx，访问http://www.proxy.com/test/index.html。

7. Nginx负载均衡

7.1 负载均衡概念

    负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了⼀种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

负载均衡（Load Balance），其意思就是分摊到多个操作单元上执行，例如Web服务器、FTP服务器、 企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。

7.2 准备工作

使用Dcoker再创建并启动两个tomcat容器，端口分别为8081、8082。

docker run -id --name=c_tomcat1 \
-p 8081:8080 \
-v $PWD:/usr/local/tomcat/webapps \
tomcat

7.3 配置负载均衡

    编写负载均衡配置文件/docker_test/nginx/conf.d/proxy.conf：

upstream tomcat-test1{ 
   
	server 192.168.192.130:8080;
	server 192.168.192.130:8081;
	server 192.168.192.130:8082;
}
server { 
   
    listen 80; # 监听的端⼝
    server_name www.loadbalanced.com; # 域名或ip
    location / { 
    # 访问路径配置
        # root index;# 根⽬录
        proxy_pass http://tomcat-test1;
    	index index.html index.htm; # 默认⾸⻚
    }
}

其实就是在反向代理的基础上，配置多个代理的映射路径，Nginx就会自动帮我们进行负载均衡。

Nginx默认采用轮询的策略进行负载均衡，如果其中⼀台服务器性能比较好，想让其承担更多的压力，可以设置权重:

upstream tomcat-test1{ 
   
	server 192.168.192.130:8080;
	server 192.168.192.130:8081 weight=2;
	server 192.168.192.130:8082;
}

如上配置使Nginx通过www.loadbalanced.com访问的时候，Nginx反向代理到三个端口的比例是1：2：1。

注：其他策略设置可以参考Nginx upstream的5种权重分配方式

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