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Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群

文章目录

  • 一、集群概述
  • 二、Nginx
  • 三、配置步骤
    • 1.环境
    • 2.部署 Nginx 负载均衡器
    • 3.部署 2 台 Tomcat 应用服务器
    • 4.动静分离配置
    • 5.配置 Nginx Server

一、集群概述

  • 通常情况下，一个 Tomcat 站点由于可能出现单点故障及无法应付过多客户复杂多样的请求等情况，不能单独应用于生产环境下，所以我们需要一套更可靠的解决方案
  • Nginx 是一款非常优秀的 http 服务器软件，它能够支持高达 5000 个并发连接数的响应，拥有强大的静态资源处理能力，运行稳定，并且内存、CPU 等系统资源消耗非常低
  • 目前很多大型网站都应用 Nginx 服务器作为后端网站的反向代理及负载均衡器，来提升整个站点的负载并发能力

以 Nginx 作为负载均衡器，Tomcat 作为应用服务器的负载集群，网站拓扑架构如下图所示：
Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第1张图片
Nginx服务器作为前端，Tomcat服务器作为后端，web页面请求由Nginx服务来进行转发
但是不是把所有的web请求转发，而是将静态页面请求Nginx服务器自己来处理，动态页面请求则转发给后端的Tomcat服务器来处理

但据我们所知，Tomcat是属于轻量级的应用服务器，可接受访问量可能会不足，所以我们需要多台Tomcat服务器，然后通过Nginx配置权重来进行挑选Tomcat服务器去进行处理，负载均衡的一种策略

二、Nginx

Nginx 服务器：

  1. 首页使用精准匹配
  2. 静态页面使用正则匹配自己处理
  3. 动态页面使用正则匹配jsp结尾的请求，使用proxy_pass转发给Tomcat服务器

Nginx 静态处理优势

  1. Nginx处理静态页面的效率远高于Tomcat的处理能力
  2. 若Tomcat的请求量为1000次，则Nginx的请求量为6000次
  3. Tomcat每秒的吞吐量为0.6M，Nginx的每秒吞吐量为3 .6M
  4. Nginx处理静态资源的能力是Tomcat处理的6倍

Nginx动静分离原理：
Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第2张图片

  1. 服务端接收来自客户端的请求中，既有静态资源也有动态资源
  2. 静态资源有Nginx提供服务
  3. 动态资源Nginx转发至后端

Nginx配置反向代理的主要参数：

配置后端服务器池，以提供响应数据
upstream 服务器名 {
     }

配置将访问请求转发给后端服务器池名
proxy_pass http://服务器名

三、配置步骤

1.环境

  • VMware 16 Pro（16.1.0）
  • 网络适配器为 NAT 模式
  • 网卡配置为静态获取 IP
  • 本地YUM源仓库
  • 源码编译安装
主机 对应 IP地址 所需软件
Nginx Server CentOS 7-1 192.168.126.11 nginx-1.12.2.tar.gz
Tomcat Server1 CentOS 7-2 192.168.126.12 apache-tomcat-9.0.16.tar.gz、jdk-8u201-linux-x64.rpm
Tomcat Server2 CentOS 7-3 192.168.126.13 apache-tomcat-9.0.16.tar.gz、jdk-8u201-linux-x64.rpm
  • 软件包传送门：https://pan.baidu.com/s/1crfygqLQQsO-HByrF1YZ8g（提取码：k3e6）

2.部署 Nginx 负载均衡器

  • 关于 Nginx 的源码编译安装详细理论实操方面可以看我之前的博客，传送门：https://blog.csdn.net/weixin_51486343/article/details/112390348
  • 在软件包分享资源下载完毕后，打开 Xshell，将 Nginx 软件包拖至 /opt/目录下
    Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第3张图片
  • 这里提供一个一键部署Nginx Shell 脚本
cd /opt/
vim nginx.sh

#!/bin/bash

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make

useradd -M -s /sbin/nologin nginx

cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz

cd nginx-1.12.2/
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module

make -j 2 && make install

ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

killall -9 nginx
nginx

echo `[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=£orking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecrStop=/bin/ki11 -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target` > /lib/systemd/system/nginx.service

chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service


. nginx.sh
#等待执行完毕
  • 验证
    mark
    Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第4张图片

3.部署 2 台 Tomcat 应用服务器

  • 具体理论及实操可看我上一篇博客，传送门：https://blog.csdn.net/weixin_51486343/article/details/112746276
  • 这里也提供一个一键部署 Tomcat 服务器脚本
  • 记得先把两个软件包拖至 /opt 目录下
    Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第5张图片
cd /opt
vim tomcat.sh

#/bin/bash

systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

cd /opt
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm

echo 'export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH' > /etc/profile.d/java.sh

source /etc/profile

cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat

/usr/local/tomcat/bin/startup.sh


. tomcat.sh
#等待执行完毕

#验证
netstat -natp | grep 8080 
java -version
http://192.168.126.11:8080
（http://192.168.126.12:8080）

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第6张图片
Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第7张图片

  • 另一台做相同操作
    Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第8张图片

4.动静分离配置

  1. Tomcat Server1
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/xcf1
#创建指定首页目录
#这里随后拖进来一张jpg格式的照片

vim /usr/local/tomcat/webapps/xcf1/index.jsp

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
        <html>
        <head>
        <title>JSP test2 page</title>
        </head>
        <body>
        <% out.println("这里是动态页面:123123");%>
        </body>
        </html>

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第9张图片

vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
#编辑tomcat主配置文件

<Host name="TomcatServer1" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
        <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/xcf1" path="" reloadable="true" />
</Host>
#主机名：TomcatServer1
#工作目录：Webapps
#开启解压war包
#运行时有web应用自动部署
#首页文件在/usr/local/tomcat/webapps/xcf1目录中
默认文件：index.jsp

mark

#重启
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh

/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第10张图片

  1. Tomcat Server2 配置

与Tomcat Server1 配置基本相同

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/xcf2

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第11张图片
Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第12张图片

#记得重启
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第13张图片

5.配置 Nginx Server

  1. 准备静态页面和静态图片
echo '
这是默认目录静态页面
' > /usr/local/nginx/html/index.html

mkdir /usr/local/nginx/html/xiaoxu

mark

  1. 配置负载均衡的服务器列表

weight参数表示权重，权重越高，被分配到的概率越大

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#编辑nginx主配置文件

    #gzip  on;

    upstream tomcat_server {
     
        server 192.168.126.12:8080 weight=1;
        server 192.168.126.13:8080 weight=1;
        }


    server {
     
        listen       80;
        server_name  www.xcf.com;

        charset utf-8;

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第14张图片

  1. 配置Nginx处理动态页面请求，将 .jsp文件请求转发到Tomcat 服务器处理
	location ~ .*.jsp$ {
     
		proxy_pass http://tomcat_server;	
		proxy_set_header HOST $host;		
		
		proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;    				
		proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
	}

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第15张图片

  1. 配置Nginx处理静态图片请求
	location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css)$ {
     
		root /usr/local/nginx/html/xiaoxu;
		expires 10d;
	}

Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第16张图片

  1. 重启nginx服务并进行测试
systemctl restart nginx.service

测试静态网页页面效果：

浏览器访问：http://192.168.126.11/
Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第17张图片

浏览器访问http://192.168.126.11/cat.jpg

测试负载均衡效果，刷新浏览器进行访问 http://192.168.126.11/xcf/index.jsp
Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第18张图片
Nginx+Tomcat 负载均衡（动静分离）集群_第19张图片

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