nginx反向代理、负载均衡以及动静分离

反向代理

正向代理与反向代理

正向代理是一个位于客户端和目标服务器之间的代理服务器(中间服务器)。为了从原始服务器取得内容，客户端向代理服务器发送一个请求，并且指定目标服务器，之后代理向目标服务器转交并且将获得的内容返回给客户端。
反向代理实际运行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服务器。
反向代理工作在服务期的前端，作为前端服务器，正向代理工作在客户端的前端，为客户端做代理。

反向代理的作用

1. 保证内网的安全，大型网站，通常将反向代理作为公网访问地址，Web服务器是内网。
2. 可以通过反向代理来实现负载均衡，通过反向代理服务器来优化网站的负载

反向代理示例

环境

192.168.0.168  代理服务器(nginx)
192.168.0.52   后端服务器(httpd)  

修改nginx代理配置

location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
            proxy_set_header   Host             $host;
            proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
            proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
        }

添加后端192.168.0.52/wanger首页

mkdir /var/www/html/wanger
echo 192.168.0.52 > /var/www/html/wanger/index.html

在前端服务器进行访问测试

当客户端访问192.168.0.168/wanger/时，会将请求转发给后端192.168.0.52/wanger/index.html

[[email protected]]# curl 127.0.0.1/wanger/
192.168.0.52

可以看到反向代理测试成功

proxy_set_header指令解释

proxy_set_header指令设置nginx发送到后端服务器的标头
上述配置中，将请求标头的Host字段设置为$ host变量。
将X-Real-IP字段设置为$remote_adde变量，也就是客户端的真实ip
将X-Forwarded-For字段设为$proxy_add_x_forwarded_for变量，$proxy_add_x_forwarded_for是ngx_http_proxy_module内置变量

proxy_add_x_forwarded_for变量

proxy_add_x_forwarded_for变量包含了X-Forward-For字段和remote_adr变量，并用逗号分隔，当X-Forwarded-For字段不存在时，那么$proxy_add_x_forwarded_for变量等于$remote_addr变量，当一个web应用被两台nginx代理服务器转发的时候，第一台的nginx代理的X-Forwarded-For字段为真实的客户端ip，第二台nginx代理的X-Forwarded-For字段为客户端ip,第一台代理的ip地址，也就是说，只有当代理服务器的数量大于1的时候，proxy_add_x_forwarded_for才有效果

修改后端web日志格式

首先查看访问后端的日志，可以看到访问ip显示的还是nginx代理的ip

修改httpd日志格式，将日志中的ip修改为客户端ip

vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
LogFormat "%{X-Real-IP}i %{Host}i %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined

修改后的日志格式如下：

这样就会在后端服务器中显示真实的客户端ip了

proxy_pass加不加/的区别

当proxy_pass在后面的url加上了/，相当于是绝对根路径，则nginx不会把location中匹配的路径部分代理走;如果没有/，则会把匹配的路径部分也给代理走

示例

location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
        }

此时后端的url为192.168.0.52/wanger/index.html

location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
        }

此时后端的url为192.168.0.52/index.html

负载均衡

负载均衡可以将请求前端的请求分担到后端多个节点上，提升系统的响应和处理能力。

环境

192.168.0.168   负载均衡服务器
192.168.0.52  上游节点1
192.168.0.84   上游节点2  

负载均衡调度策略

weight轮询（默认）

将请求按时间顺序分配到后端服务器，通过weight可以定义轮询权重，权重越高，访问几率越高

upstream read{
        server 192.168.0.52 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=20s;
        server 192.168.0.84:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=20s;
        server 192.168.0.96 down;
        server 192.168.0.168  backup;
}

1. max_fails，允许fail_timeout时间内请求失败的最大次数，否则后端服务器将被标记为不可用
2. fail_timeout，表示错误次数的超时时间；当被标记为不可用后，暂停服务的时间。
3. down，将当前的server标记为不可用，即不参与负载均衡。
4. backup，标记为备用服务器，当所有非backup服务器不可用或者忙时，会请求该服务器。

请求结果如下：

ip_hash

将请求按照访问ip的hash结果分配到后端服务器，这样同一ip每次请求都能够访问到同一台后端服务器，可以解决动态网页的session问题

upstream read{
        ip_hash
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}

请求结果如下：

最少连接(least_conn)

根据后端服务器当前的连接情况，将请求分配给当前连接数最少的一台后端服务器上

upstream read{
        least_conn;
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}  

请求结果如下：

fair

将请求分配给响应时间短的后端服务器

upstream read{
        fair;
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}

url_hash

根据访问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，可以进一步提高后端缓存服务器的效率

upstream read{
        hash $request_uri;
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}

动静分离

为什么要做动静分离

Nginx的静态处理能力很强，但是动态处理能力不足，动静分离之后，方便对静态资源做缓存操作，并且提高了网站的响应速度

动静分离配置

upstream static{
        server 192.168.0.52 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=20s;     
}
upstream dynamic{
        server 192.168.0.168:9200  weight=2 max_fails=3 fail_timeout=20s;
}
server {
     listen 80;
     server_name localhost;
    location ~* \.php$ {              
                fastcgi_pass http://dynamic;
                fastcgi_index index.php;  
                fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /usr/share/nginx/html$fastcgi_script_name;
                include fastcgi_params;
        }
    location ~* \.(jpg|gif|png|css|html|htm|js)$ {  
                proxy_pass http://static; 
                expires 12h;   
}   

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