Nginx基于upstream模块实现LNAMP负载均衡及动静分离

Nginx可以说是一个功能相当强大的Web服务器组件，其本身既可以作为web服务器直接提供服务，又可以作为一个很好的反向代理服务器，同时可以基于upstream模块作为轻量级的负载均衡调度器来实现web应用的高并发运行。

下面我们就基于Nginx的upstream模块来构建一个Linux+Nginx+Apache+PHP-fpm+MySQL的简单web负载均衡方案，并实现资源的动静态分离。网络拓扑图如下：

首先客户端直接访问的是一个Nginx的反向代理服务器；反向代理服务器负责接收客户的访问请求，并根据访问的资源类型做动静态分离，将静态资源转向另外一台Nginx静态资源服务器，将动态PHP访问资源通过负载均衡调度到后端的Apache集群；后端的Apache在接收到PHP资源请求后，通过fastcgi调用php-fpm模块进行解析；如果php资源涉及到数据库的访问，则转向后端的MySQL数据库。

MySQL主机配置：

安装MariaDB
    yum install -y mariadb-server
启动服务
    systemctl start mariadb.service
登录MySQL，授权PHP主机有访问权限
    mysql> GRANT ALL ON *.* TO 'web'@'172.16.%.%' IDENTIFIED BY 'pass';

备注：这里仅做简单演示，现实生产环境，需要考虑SELinux、iptables、MySQL配置参数优化、以及最小授权等额外因素；如果数据库不在默

认路径，需要修改/etc/my.cnf或/etc/my.cnf.d/*下的配置文件，修改[mysqld]段的datadir=""指向数据库所在路径。


Apache/php-fpm主机配置：

安装httpd、php-fpm、php-mysql以及其他相关依赖包
    yum install -y httpd php-fpm php-mysql
修改/etc/php-fpm.d/www.conf配置文件
    listen = 127.0.0.1:9000     // 若web服务器和php-fpm服务不在同一台主机，则应指向apache/nginx web服务所在主机
    listen.allowd_clients = 127.0.0.1      // 若不apache和php-fpm不在同一台主机，应授权允许apache所在主机有访问权限
    user = apache        // 配置php-fpm以apache用户身份运行
    group = apache
修改/etc/httpd/conf/httpd.conf文件
    #DocumentRoot "/var/www/html"     // 将DocumentRoot配置项注释掉
在/etc/httpd/conf.d/目录下新建虚拟机配置文件vhost.conf(文件名可以自定义，需以.conf结尾)

        ServerName www.test.com
        DirectoryIndex index.html index.php
        DocumentRoot /web/test
        ProxyRequests Off
        ProxyPassMatch ^/(.*\.php(.*)?)$ fcgi://127.0.0.1:9000/web/test/$1
       
                Options None
                AllowOverride None
                Require all granted
       


Nginx代理服务器配置：

安装Nginx软件包：

    yum install -y nginx

修改配置文件，配置Nginx虚拟实现动静态资源分离，及动态资源的负载均衡调度：

upstream websrv{
    server 172.16.254.105;
    server 172.16.254.18;
    }

server {
    listen 80;
    server_name www.test.com;
    root /web/test;
    index index.html index.php;

    location ~\.php {
        proxy_pass http://websrv;
    }

    location ~\.(jpg|css|js|png|gif) {
        proxy_pass http://172.16.254.237;
    }
}

静态资源Nginx服务器配置：

server {
    listen 80;
    server_name www.test.com;
    root /web/test;
    index index.html;
}

至此一个简单的LNAMP负载均衡已经配置完成

资源部署及相关测试：

本例中，html静态页面放在Nginx调度服务器本地的/web/test目录对应路径下；图片、css、js等放置在静态资源服务器/web/test目录对应路径下；php动态页面放置在两台Apache/php-fpm服务器/web/test目录对应路径下；数据库通过php程序进行读写调用。

测试一、静态资源的分离调度

测试文件：index.html、p_w_picpaths/bike_blue.jpg、js/｛jquery-1.js，jquery.js，fangdajing.js｝、css/index.css

部署：

    将静态页面index.html放置于Nginx代理服务器目录下；

    将Nginx静态资源服务器网站目录下创建p_w_picpaths、css、js目录，分别存放图片、css、js文件

index.html页面代码：

静态资源服务器目录结构：

在浏览器中进行访问，可以看出各资源均可进行正常加载：

测试二、动态资源均衡调度及数据库连接

分别在两台Apache/php-fpm主机网站目录创建测试页面test.php,代码如下：

$conn = mysql_connect("172.16.253.176","web","pass");

if(!$conn)
echo "fail to connect mysql!";
else
echo "connect mysql successful!";
echo "
";

if('/'==DIRECTORY_SEPARATOR){
    $server_ip=$_SERVER['SERVER_ADDR'];
}else{
    $server_ip=@gethostbyname($_SERVER['SERVER_NAME']);
}
echo $server_ip;
?>

在浏览器访问，可以看出后端可以正常连接数据库；进行刷新，可以看到资源被调度到不同的后端Apache主机

关闭MySQL数据库服务器，及其中一台Apache服务器，再此刷新可以看到服务器连接失败，并且后端连接仅被调度到一台可用的Apache服务器上

至此，整个项目实验已经成功完成，通过测试我们也可以发现，通过Nginx的upstream模块我们成功的实现了后端主机的负载均衡调度；这里我们演示的仅仅是php动态资源主机的负载均衡，实际情况可以根据自己需求进行调整，也可以实现静态资源的负载均衡。

注意：要实现真正的动静分类，需要项目后端PHP代码支持。

后续完善内容：

1、前端Nginx反向代理为单点，可使用keepalived做高可用

2、增加varnish等缓存节点，从而进一步降低服务器访问压力

3、静态资源同样可做成负载均衡集群，并可做分布式cdn优化加速

4、后端数据库可做主从复制及读写分离，增强可用性及并发能力