Nginx的反向代理與負載均衡

1.1 集群是什麼

　　簡單地說，集群就是指一組（若幹個）相互獨立的電腦，利用高速通信網路組成的一個較大的電腦服務系統，每個集群節點（即集群中的每台電腦）都是運行各自服務的獨立服器。這些伺服器之間可以彼此通信，協同向用戶提供應用程式、系統資源和數據，並以單一系統的模式加以管理。當用戶客戶機請求集群系統時，集群給用戶的感覺就是一個單一獨立的伺服器，而實際上用戶請求的是一組集群伺服器。

　　打開谷歌、百度的頁面，看起來好簡單，也許你覺得用幾分鐘就可以製作出相似的網頁，而實際上，這個頁面的背後是由成千上萬台伺服器集群協同工作的結果。而這麼多的伺服器維護和管理，以及相互協調工作也許就是讀者你未來的工作職責了。

　　若要用一句話描述集群，即一堆伺服器合作做同一件事，這些機器可能需要整個技術團隊架構、設計和統一協調管理，這些機器可以分佈在一個機房，也可以分佈在全國全球各個地區的多個機房。

1.2 為什麼要有集群

　　高性能、價格有效性、可伸縮性、高可用性

　　透明性、可管理性、可編輯性

1.2.1 集群種類

　　負載均衡集群 LB 解決調度問題

　　高可用集群  HA 解決單點故障問題（keeplived）

　　高性能計算集群         HP 、網路計算集群 GC

1.2.2 硬體設備

　　F5 設備   A10

1.2.3 軟體

　　nginx （7層  1.9版本之後支持4層）、LVS （4層）、HAproxy （4層 7層）

1.2.4 負載均衡概念說明

　　對用戶的訪問請求進行調度管理

　　對用戶的訪問請求進行壓力分擔

1.2.5 反向代理

　　接收用戶請求代替用戶向後端訪問

　　反向代理與數據轉發的區別

1.2.6 壓力測試的方式

　　ab （apache里的命令） 

　　通過   yum install httpd-tools   獲得

1.3 nginx反向代理實踐

1.3.1 地址規劃說明

ip命令說明

ip address show  查看ip地址
ip route show  查看路由信息

1.3.2 反向代理與數據轉發的區別

1.3.3 安裝部署nginx過程（安裝命令集）

yum install -y pcre-devel openssl-devel
mkdir -p /server/tools
cd /server/tools
wget -q http://nginx.org/download/nginx-1.10.3.tar.gz
ls -l nginx-1.10.3.tar.gz
useradd www -s /sbin/nologin -M
tar xf nginx-1.10.3.tar.gz
cd nginx-1.10.3
./configure  --user=nginx --group=nginx --prefix=/application/nginx-1.10.3 --with-http_stub_status_module  --with-http_ssl_module
make
make install
ln -s /application/nginx-1.10.3 /application/ngin

1.3.4 編寫nginx配置文件（統一web伺服器配置）

worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    server {
        listen       80;
        server_name  bbs.etiantian.org;
        location / {
            root   html/bbs;
            index  index.html index.htm;
        }
      access_log  logs/access_bbs.log  main;
    }        
    server {
        listen       80;
        server_name  www.etiantian.org;
        location / {
            root   html/www;
            index  index.html index.htm;
        }
        access_log  logs/access_www.log  main;
    }
}

1.3.5 統一nginx測試環境 （web文件）

mkdir -p /application/nginx/html/{www,bbs}
for name in www bbs; do echo $name `hostname` >/application/nginx/html/$name/xiaoxinxin.html;done
for name in www bbs; do cat /application/nginx/html/$name/xiaoxinxin.html;done

1.3.6 測試

[root@lb01 ~]# curl -H host:bbs.etiantian.org  10.0.0.8/xiaoxinxin.html
bbs web01
[root@lb01 ~]# curl -H host:bbs.etiantian.org  10.0.0.7/xiaoxinxin.html
bbs web02
[root@lb01 ~]# curl -H host:bbs.etiantian.org  10.0.0.9/xiaoxinxin.html
bbs web03
[root@lb01 ~]# curl -H host:www.etiantian.org  10.0.0.8/xiaoxinxin.html
www web01
[root@lb01 ~]# curl -H host:www.etiantian.org  10.0.0.7/xiaoxinxin.html
www web02
[root@lb01 ~]# curl -H host:www.etiantian.org  10.0.0.9/xiaoxinxin.html
www web03

1.3.7 配置負載服務文件

worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;                                  
    upstream server_pools {
        server 10.0.0.7:80;
        server 10.0.0.8:80;
        server 10.0.0.9:80;
    } 
    server {
        listen 80;
        server_name bbs.etiantian.org;
        location / {
            proxy_pass http://server_pools;
        }
    }

1.3.8 測試訪問

[root@lb01 conf]# curl -H host:bbs.etiantian.org 10.0.0.5/xiaoxinxin.html
bbs web03
[root@lb01 conf]# curl -H host:bbs.etiantian.org 10.0.0.5/xiaoxinxin.html
bbs web02
[root@lb01 conf]# curl -H host:bbs.etiantian.org 10.0.0.5/xiaoxinxin.html
bbs web01

1.4 nginx中常用模塊說明

ngx_http_status_module
ngx_http_ssl_module
ngx_http_log_module
ngx_http_upstream_module
ngx_http_proxy_module

1.4.1 模塊調度演算法

 　　   ①. 定義輪詢調度演算法-rr-預設調度演算法

　　    ②. 定義權重調度演算法-wrr

  　　  ③. 定義靜態調度演算法-ip_hash

  　　  ④. 定義最小的連接數-least_conn

1.4.2 nginx反向代理相關兩個模塊

　　　　upstream 模塊 類似與一個池塘，將nginx節點放置到池塘中

　　　　proxy模塊  用池塘裡面的nginx節點，利用pr oxy進行調用

1.4.3 upstream模塊核心參數簡介

　　　　weight 權重

　　　　max_fails 拋得次數

　　　　fail_timeout 失敗的超時時間

　　　　backup  備份

1.4.4 weight 參數實踐 （權重）

　　upstream 模塊只能在http區塊里

worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    upstream server_pools{
         server 10.0.0.7:80 weight=1;
         server 10.0.0.8:80 weight=2;
    }
    server{
       listen 80;
       server_name bbs.etiantian.org;
       location / {
          proxy_pass http://server_pools;
       }
    }
}

測試

[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web01 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web01 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web02 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web01 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web01 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web02 www

1.4.5 其他的參數說明

　　max_fails    失敗的嘗試次數

　　fail_timeout 失敗後的再次嘗試時間

　　backup 備份節點：所有的節點都掛掉後數據才會請求web01

server 10.0.0.7:80 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=10 ;
server 10.0.0.8:80 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=10 backup;

測試，將web02停掉

[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web02 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web02 www

停掉web02後

[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web01 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5
web01 www
[root@test tools]# curl 10.0.0.5

1.4.6 訪問抓包

用戶請求報文

負載均衡請求報文

說明：

    hosts 主機頭不同，未配置proxy_set_header Host $host 參數，在負載均衡訪問的時候會不帶hosts信息。

1.4.7 upsrteam參數詳細說明

　　weight :調節伺服器的請求分配權重。1.4.8 上述命令的說明如下：