高并发解决方案-代理服务器Nginx[通俗易懂]

高并发解决方案-代理服务器Nginx[通俗易懂]文章目录Nginx1.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Nginx1.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

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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。

  1. 搜索Nginx镜像;

    docker search nginx
    
  2. 拉取Nginx镜像;

    docker pull nginx
    
  3. 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。

    在这里插入图片描述

  4. 使用外部机器访问Nginx。

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

    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述

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

  1. 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)。

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

  2. 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;
        }
    }
    
  3. 外部机器访问测试。

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

      在这里插入图片描述

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

      在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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;
    }
}

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

6.2 配置反向代理

  1. 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。

    在这里插入图片描述

  2. 修改本地hosts文件,绑定域名与ip;

    在这里插入图片描述

  3. 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
        }
    }
    

    在这里插入图片描述

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

    在这里插入图片描述

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

在这里插入图片描述

7.3 配置负载均衡

在这里插入图片描述

    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。

在这里插入图片描述

    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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