Nginx系列教程（04） - 基础理论

1.负载均衡

学习Nginx之前，我们先来了解一个概念“负载均衡”:

• 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 ：英文名称为Load Balance，其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行，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。

当然负载均衡也有它的缺点：

使用负载均衡后，实际用到的服务器会被集群多台，那么这时候就会产生很多分布式相关问题，比如：

• 分布式Session一致性问题
• 分布式定时任务调度幂等性问题
• 分布式生成全局订单ID

如果想更加深入的理解负载均衡，可以参考文章：《快速理解负载均衡技术原理》

那么要做到负载均衡，那么有什么解决方案呢？

没错，首选Nginx！

2.Nginx

2.1 Nginx是什么？

1. Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。由俄罗斯的程序设计师IgorSysoev所开发，供俄国大型的入口网站及搜索引擎Rambler(俄文：Рамблер)使用。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好.中国大陆使用nginx网站用户有：新浪、网易、腾讯等。

2. Nginx 是一个高性能的 Web 和反向代理服务器, 它具有有很多非常优越的特性: 作为 Web 服务器：相比Apache，Nginx 使用更少的资源，支持更多的并发连接，体现更高的效率，这点使 Nginx 尤其受到虚拟主机提供商的欢迎。能够支持高达50,000 个并发连接数的响应，感谢 Nginx 为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型。

3. 作为负载均衡服务器：Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP，也可以支持作为 HTTP代理服务器 对外进行服务。Nginx 用 C 编写, 不论是系统资源开销还是 CPU 使用效率都比 Perlbal 要好的多。

4. 作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器 （最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器），Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验。

5.Nginx 安装非常的简单，配置文件 非常简洁（还能够支持perl语法），Bugs非常少的服务器:
Nginx启动特别容易，并且几乎可以做到7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动。你还能够在
不间断服务的情况下进行软件版本的升级。

6. Nginx一般用户七层负载均衡，其吞吐量有一定的限制。为了提高整体的吞吐量，会在DNS和Nginx之间引入LVS（软件负载均衡器）、F5（硬负载均衡器）可以做四层负载均衡，首先DNS解析到LVS(F5)，让后LVS(F5)转发给Nginx，再有Nginx转发给真实的服务器。

2.1.1 网络模型图

OSI中的层	功能	TCP/IP协议族
应用层	文件传输、电子邮件、文件服务、虚拟终端	TFTP、HTTP、SNMP、FTP、SMTP、DNS、RIP、Telnet
表示层	数据格式化、代码转换、数据加密	没有协议
会话层	接触或建立与别的节点联系	没有协议
传输层	提供端对端的接口	TCP、UDP
网络层	为数据包选择路由	IP、ICMP、OSPF、BGP、IGMP、ARP、RARP
数据链路层	传输有地址的帧以及错误检测功能	SLIP、CSLIP、PPP、MTU、ARP、RARP
物理层	以二进制数据形式在物理媒体上传输数据	ISO2110、IEEE802、IEEE802.2

2.1.2 四层和七层负载均衡的区别

• 四层负载均衡，在网络模型中的传输层中，基于主要是基于tcp协议报文实现负载均衡（比如LVS、haproxy就是四层负载均衡器），使用改写报文的源地址和目的地址。

• 七层负载均衡,在网络模型中应用层中，基于URL或者HTTP协议实现负载均衡，Web服务器。

2.1.3 Nginx配置负载均衡

1. Nginx负载均衡提供上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器),负载均衡、故障转移、失败重试、容错、健康检查等。

2. 当上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器) 发生故障时，可以转移到其他上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器)。

2.2 Nginx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，不会应为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。

4. nginx 中也可以配置安全管理、比如可以使用Nginx搭建API接口网关,对每个接口服务进行拦截。

2.3 Nginx目录结构

进入nginx安装目录，我们可以看到目录结构:

Nginx-
|_  conf   配置目录
|_  contrib
|_  docs 文档目录
|_  logs  日志目录
|_  temp 临时文件目录
|_  html 静态页面目录
|_  nginx.exe 主程序

如果要进行静态资源访问，可以把静态资源存放在nginx的html页面。

3.知识回顾

另外，Nginx在《分布式电商项目》里有讲过，如果没有Nginx基础的同学，可以按以下顺序阅读（回顾即可），接下来的文章也会详细讲解：

• 1. nginx介绍
• 2. 正向代理与反向代理区别
• 3. Linux下安装nginx（超详细）
• 4. nginx配置虚拟主机概述
• 5. nginx基于域名配置虚拟主机
• 6. nginx基于端口配置虚拟主机
• 7. nginx+tomcat反向代理
• 8. nginx实现负载均衡
• 9. nginx编译参数详解
• 10. nginx高可用以及lvs+nginx负载均衡（资料）

哈哈，其实博主也忘记的七七八八了，也是需要重新搭建环境回顾下

手比眼高，多实践，知行合一才能对知识有一个更全面理解，才会提升自己的知识高度！

总结