Nginx(一)

一、Nginx核心概念

• 什么是Nginx？

  Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的服务器同时也是邮件代理服务器。

  官方地址：https://nginx.org/

• 什么是反向代理服务器

  没有Nginx之前我们的请求是从客户端直接到后端服务，后端服务器响应后直接返回客户端，如图：

现在是Nginx代理后端服务器来接收客户端发送的请求，这就是Nginx的反向代理，如图：

二、Nginx的应用场景

• 应用场景

  Nginx主要应用在集群系统中。

三、Nginx项目落地

• 查询商品为例落地，启动两个实例，一个端口号：5000，另一个端口号为：5001，如图：

• 查询商品的项目新建一个API控制器【ProductController】，代码如下：

     [Route("api/[controller]")]
      [ApiController]
      public class ProductController : ControllerBase
      {
          /// 
  
          ///获取商品数据
          /// 
          /// 
          [HttpGet]
          public IActionResult Get()
          {
              List list = new List() {
               new Product(){
                  Name="手机",
                  Price = 1000
               },
               new Product(){
                  Name="笔记本电脑",
                  Price = 5000
               },
               new Product() {
                  Name="电视机",
                  Price = 5000
               } 
             };
              System.Console.WriteLine("查询商品");
              return Ok(list);
          }
      }  
  
  

• 新建一个商品领域模型类【Product】，代码如下：

     public class Product
      {
          /// 
  
          /// 主键
          /// 
          public Guid Id { get; set; } = Guid.NewGuid();
          /// 
  
          /// 名称
          /// 
          public string Name { get; set; }
          /// 
  
          /// 价格
          /// 
          public decimal Price { get; set; }
      }  
  
  

  启动后，如图：

  第一个实例：端口：5000

​ 第二个实例，端口：5001

• Nginx使用的是Windows版为例，后期会出Linux版本，Windows使用的版本是：nginx-1.20.0，

  百度网盘盘下载地址：

  链接：https://pan.baidu.com/s/1IZ-GWD3Al_QwqsJ-is9HqA 提取码：g2wt

• 添加配置文件信息

  修改Nginx配置文件信息 (nginx.conf),配置文件文件路径：\nginx-1.20.0\conf

  server {
          listen       80;
          server_name  localhost;  
          
          error_page   500 502 503 504  /50x.html;
          location = /50x.html {
              root   html;
          } 
           #代理
           location / {
               proxy_pass  http://Demo.Application;
           } 
      } 
      #负载均衡（分流配置）
      upstream Demo.Application{
          server localhost:5000;
          server localhost:5001;
      }
  
  

• 启动 Nginx

  先进入Nginx根目录下

  cd nginx根目录下
  
  

• 启动命令

  nginx.exe
  
  

• 请求代理服务器，如图：

​ 刷新了三次请求Nginx服务器，请求结果,如图

​

​

四、Nginx的运行原理

• Nginx是模块化设计，里面包括很多模块，其中核心模块：邮件模块、HTTP模块、事件模块

  如图：

• 配置文件

  • 全局模块和事件模块 【核心模块】

    #全局模块
    #user  nobody;
    worker_processes  1;
    
    #error_log  logs/error.log;
    #error_log  logs/error.log  notice;
    #error_log  logs/error.log  info;
    
    #pid        logs/nginx.pid;
    
    #事件模块  每一个请求，就是一个事件
    events {
        worker_connections  1024;
    }
    
    

    • HTTP模块

      http {
          include       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  logs/access.log  main;
      
          sendfile        on;
          #tcp_nopush     on;
      
          #keepalive_timeout  0;
          keepalive_timeout  65;
      
          #gzip  on;
      
          server {
              listen       80;
              server_name  localhost;
      
              #charset koi8-r;
      
              #access_log  logs/host.access.log  main;
      
              #location / {
                  #root   html;
                  #index  index.html index.htm;
              #}
      
              #error_page  404              /404.html;
      
              # redirect server error pages to the static page /50x.html
              #
              error_page   500 502 503 504  /50x.html;
              location = /50x.html {
                  root   html;
              }
      
              # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
              #
              #location ~ \.php$ {
              #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
              #}
      
               #代理
               location / {
                   proxy_pass  http://Demo.Application;
               }
              # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
              #
              #location ~ \.php$ {
              #    root           html;
              #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
              #    fastcgi_index  index.php;
              #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
              #    include        fastcgi_params;
              #}
      
              # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
              # concurs with nginx's one
              #
              #location ~ /\.ht {
              #    deny  all;
              #}
          }
      
          #负载均衡（分流配置）
          upstream Demo.Application{
              server localhost:5000;
              server localhost:5001;
          }
          # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
          #
          #server {
          #    listen       8000;
          #    listen       somename:8080;
          #    server_name  somename  alias  another.alias;
      
          #    location / {
          #        root   html;
          #        index  index.html index.htm;
          #    }
          #}
      
      
          # HTTPS server
          #
          #server {
          #    listen       443 ssl;
          #    server_name  localhost;
      
          #    ssl_certificate      cert.pem;
          #    ssl_certificate_key  cert.key;
      
          #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
          #    ssl_session_timeout  5m;
      
          #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
          #    ssl_prefer_server_ciphers  on;
      
          #    location / {
          #        root   html;
          #        index  index.html index.htm;
          #    }
          #}
      
      }
      
      
      

• 通信过程 多进程模型

  • 如图：

    

    客户端将请求发送给Nginx ,由master转发给多个worke，然后由worke就会转发到我们的后端服务实例（5000，5001），这种形式我们就称之为 多进程模型。
    

  ​ 查看任务管理器有两个Nginx进程，一个是主进程，另一个是工作进程，主进程的作用：接收客户端发送过来的请求，然后主进程将请求给工作进程，工作进程负责和后端服务器连接。

优点：

1.  高效的利用CPU资源
2.  其中的某个进程宕机了，可以分配个其他进程

这个进程的数量可以在nginx配置文件中配置，代码如下：

```yml
#配置nginx进程数量
worker_processes  1;


```

• 工作进程如何与后端服务器建立连接？

  是靠事件驱动（消息驱动）建立连接，如图：

  

  优点：

  1. 节约资源
  2. 提升并发能力

• HTTP虚拟主机，配置文件中的sever就是虚拟主机

  配置多个虚拟主机，可以代理多个应用。

• 反向代理

  对应用代理就是反向代理。

  作用：

  1. 为了负载均衡
  2. 后端服务的安全性得到了保障，因为是暴露的nginx代理服务器的地址。

五、Nginx的负载均衡

• 作用：

  将访问流量均分到指定的后端服务实例。

• 配置文件代码，如下

    #负载均衡（分流配置）
      upstream Demo.Application{
          server localhost:5000;
          server localhost:5001;
      }
  
  

• 负载均衡算法 均分流量

  • 轮询算法 默认算法

    缺陷：

    • 请求堆积，会堆积一些请求在性能差的服务器上。

      方案：最小活跃数算法

  • 最小活跃数算法【自动识别请求能力 推荐】

    条件

    least_conn;

    配置代码如下：

        upstream Demo.Application{
            least_conn;
            server localhost:5000;
            server localhost:5001;
        }
    
    

    • 原理：

      • 通过请求量来实现的 通过字典工具实现

        • 记录请求量
        • 判断请求量
        • 根据请求了的累计大小，在动态决定转发到哪个实例

  • 哈希一致性算法

    条件：

    ​ ip_hash

    配置代码如下：

    upstream Demo.Application{
            ip_hash;
            server localhost:5000;
            server localhost:5001;
        }
    
    

    ​ 优点：

    ​ 可以解决缓存命中率下降的问题。

    如果项目中的数据有缓存，用哈希一致性算法，如果项目数据没有缓存那么就用最小活跃数算法。

    ​ 原理：

    ​ 根据IP地址，基于hash算法然后取模得到的。

• 负载均衡失败重试

  • 条件

    max\_fails=2 fail\_timeout=10s;

  • 代码如下：

    upstream Demo.Application{
            ip_hash;
            server localhost:5000 max_fails=2 fail_timeout=10s;
            server localhost:5001 max_fails=2 fail_timeout=10s;
        }
    
    

    如果5000由于某种原因宕机了，会重试2次并且失败超时的时间为10s，之后还是不能处理请求，则会转发到5001实例。

• 备机

  • 条件

    backup

  • 代码如下

    upstream Demo.Application{
            server localhost:5000 max_fails=2 fail_timeout=10s;
            server localhost:5002 backup;
        }
    
    

    如果5000与5001实例由于某种原因都宕机了，那么请求会到 5002 来处理请求。【5002为备用实例，如果5000和5001 没有宕机，则不会访问5002】

    一致性哈希算法不支持备机。