Nginx 反向代理、负载均衡、虚拟主机

一、反向代理

1、代理原理

• 反向代理产生的背景：

在计算机世界里，由于单个服务器的处理客户端（用户）请求能力有一个极限，当用户的接入请求蜂拥而入时，会造成服务器忙不过来的局面，可以使用多个服务器来共同分担成千上万的用户请求，这些服务器提供相同的服务，对于用户来说，根本感觉不到任何差别。

• 反向代理服务的实现：

需要有一个负载均衡设备（即反向代理服务器）来分发用户请求，将用户请求分发到空闲的服务器上。服务器返回自己的服务到负载均衡设备。负载均衡设备将服务器的服务返回用户。

2、正/反向代理的区别

什么是反向代理？为什么叫反向代理？什么是正向代理？我们来举例说明

（1）正向代理

正向代理的过程隐藏了真实的请求客户端，服务器不知道真实的客户端是谁，客户端请求的服务都被代理服务器代替请求。我们常说的代理也就是正向代理。

正向代理中代理的对象是客户端，proxy和client同属一个LAN，对server透明；

（2）反向代理

反向代理的过程隐藏了真实的服务器，客户不知道真正提供服务的人是谁，客户端请求的服务都被代理服务器处理。

反向代理中代理的对象是服务端，proxy和server同属一个LAN，对client透明。

3、配置Nginx-Proxy

（1）代理模块

ngx_http_proxy_module

（2）代理配置

nginx proxy 具体配置详解

项目	Value
proxy_pass	真实服务器的地址，可以是ip也可以是域名和url地址
proxy_set_header	重新定义或者添加发往后端服务器的请求头
proxy_set_header X-Real-IP	启用客户端真实地址（否则日志中显示的是代理在访问网站）
proxy_set_header X-Forwarded-For	记录代理地址
proxy_connect_timeout	后端服务器连接的超时时间发起三次握手等候响应超时时间
proxy_send_timeout	后端服务器数据回传时间，就是在规定时间之内后端服务器必须传完所有的数据
proxy_read_timeout	nginx接收upstream（上游/真实） server数据超时, 默认60s, 如果连续的60s内没有收到1个字节, 连接关闭。像长连接

代理
Syntax: 	proxy_pass URL;				   #代理的后端服务器URL
Default: 	—
Context: 	location, if in location, limit_except

                  
头信息
Syntax: 	proxy_set_header field value;
Default: 	proxy_set_header Host $proxy_host;		#设置真实客户端地址
            proxy_set_header Connection close;
Context: 	http, server, location

超时
Syntax: 	proxy_connect_timeout time;
Default: 	proxy_connect_timeout 60s;				#链接超时
Context: 	http, server, location

Syntax: 	proxy_read_timeout time;
Default: 	proxy_read_timeout 60s;
Context: 	http, server, location

Syntax: 	proxy_send_timeout time; #nginx进程向fastcgi进程发送request的整个过程的超时时间
Default: 	proxy_send_timeout 60s;
Context: 	http, server, location

（3） proxy 代理实例

前提：环境两台nginx真实服务器

1、nginx-1 启动网站(内容)（作为网站服务器）·

nginx-1的ip:192.168.62.157
已经编译安装好，检查nginx是否启动是否可以访问
[root@nginx-server ~]# cat /home/www/html/index.html 
1000phone

[root@nginx-server ~]# cat /etc/nginx/conf.d/aa.conf
server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
               root /home/www/html;
               index index.html index.hml;
        }
}

2、nginx-2 启动代理程序

nginx-2的ip:192.168.62.159
配置nginx的yum源直接yum安装
启动
编辑nginx的配置文件(编辑之前，删除/注释掉之前的配置):
[root@nginx-server ~]# vim /etc/nginx/conf.d/default.conf
server {
   listen       80;
   server_name  localhost;

   location / {
   proxy_pass http://192.168.62.157:80;
   proxy_set_header Host $http_host;#填写nginx-1服务器的地址。
   proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
   proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

   proxy_connect_timeout 30;
   proxy_send_timeout 60;
   proxy_read_timeout 60;
    }
}
重新加载nginx配置文件
[root@nginx-server ~]# nginx -s reload

3、 使用PC客户端访问nginx-2服务器地址

浏览器中输入http://192.168.62.159/ (也可以是nginx-2服务器的域名)，成功访问nginx-1服务器页面

4、 观察nginx-1（192.168.62.157）服务器的日志

• 192.168.62.159 代理服务器地址

• 192.168.62.1 客户机地址

• 访问成功。 记录了客户机的IP和代理服务器的IP

二、负载均衡

1、负载均衡的作用

当一台服务器的单位时间内的访问量越大时，服务器压力就越大，大到超过自身承受能力时，服务器就会崩溃。为了避免服务器崩溃，让用户有更好的体验，我们通过负载均衡的方式来分担服务器压力。

我们可以建立很多很多服务器，组成一个服务器集群，当用户访问网站时，先访问一个中间服务器，在让这个中间服务器在服务器集群中选择一个压力较小的服务器，然后将该访问请求引入该服务器。如此以来，用户的每次访问，都会保证服务器集群中的每个服务器压力趋于平衡，分担了服务器压力，避免了服务器崩溃的情况。

负载均衡是用反向代理的原理实现的。

2、upstream配置

首先给大家说下 upstream 这个配置的，这个配置是写一组被代理的服务器地址，然后配置负载均衡的算法。这里的被代理服务器地址有2种写法。

upstream youngfitapp { 
      server 192.168.62.157:8080;
      server 192.168.62.158:8080;
}
server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {         
           proxy_pass  http://youngfitapp;
        }
}

3、负载均衡算法

upstream 支持4种负载均衡调度算法：

• 轮询(默认)：每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器；

• weight（权重）：这种方式比较灵活，当后端服务器性能存在差异的时候，通过配置权重，可以让服务器的性能得到充分发挥，有效利用资源。weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。权重越高，在被访问的概率越大。

• ip_hash：每个请求按访问ip的hash结果分配，同一个IP客户端固定访问一个后端服务器。可以保证来自同一ip的请求被打到固定的机器上，可以解决session问题；

• url_hash：此种方式和ip_hash比较类似，根据url的hash 值进行分配，将url分配到同一个后端服务器，当服务器存在缓存时比较有效

• fair(第三方插件)：这种方式根据后端服务器的响应时间进行分配，响应快的优先分配请求。必须先下载Nginx的 upstream_fair模块；

4、配置实例

1、热备：如果你有2台服务器，当一台服务器发生事故时，才启用第二台服务器给提供服务。服务器处理请求的顺序：AAAAAA突然A挂啦，BBBBBBBBBBBBBB…

upstream myweb { 
      server 192.168.62.157:8080; 
      server 192.168.62.158:8080 backup;  #热备     
}

2、轮询：Nginx默认就是轮询其权重都默认为1，服务器处理请求的顺序：ABABABABAB…

upstream myweb {
      server 192.168.62.157:8080; 
      server 192.168.62.158:8080;      
}

3、加权轮询：根据配置的权重的大小而分发给不同服务器不同数量的请求。如果不设置，则默认为1。下面服务器的请求顺序为：ABBABBABBABBABB…

upstream myweb { 
      server 192.168.62.157:8080 weight=1;
      server 192.168.62.158:8080 weight=2;
}

4、ip_hash：Nginx会让相同的客户端ip请求相同的服务器。

upstream myweb {
	  ip_hash;
      server 192.168.62.157:8080; 
      server 192.168.62.158:8080;   
}

4、fair（第三方）：按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

upstream backserver {
    server server1;
    server server2;
    fair;
}

5、url_hash（第三方）：按访问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，后端服务器为缓存时比较有效。

upstream backserver {
    server squid1:3128;
    server squid2:3128;
    hash $request_uri;
    hash_method crc32;
}

5、负载均衡配置状态参数

• down，表示当前的server暂时不参与负载均衡。
• backup，预留的备份机器。当其他所有的非backup机器出现故障或者忙的时候，才会请求backup机器，因此这台机器的压力最轻。
• max_fails，允许请求失败的次数，默认为1。当超过最大次数时，返回错误。
• fail_timeout，在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间单位秒。max_fails可以和fail_timeout一起使用。

 upstream myweb { 
      server 192.168.62.157:8080 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=2;
      server 192.168.62.158:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=1;   
 }

三、动静分离

1、动静分离的作用

为了加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析，加快解析速度。降低原来单个服务器的压力。

在动静分离的tomcat的时候比较明显，因为tomcat解析静态很慢，其实这些原理的话都很好理解，简单来说，就是使用正则表达式匹配过滤，然后交给不同的服务器。

2、动静分离实例

（1）准备环境

准备一个nginx代理 两个http 分别处理动态和静态。

192.168.62.159   代理服务器
192.168.62.157   动态资源
192.168.62.155   静态资源

（2）代理服务器

192.168.62.159   代理服务器

1.配置nginx反向代理upstream；
[root@nginx-server conf.d]# cat upstream.conf 
upstream static {
        server 192.168.62.155:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=60s;
}
upstream phpserver {
        server 192.168.62.157:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=60s;
}
     server {
        listen      80;
        server_name     localhost;
        #动态资源加载
        location ~ \.(php|jsp)$ {
            proxy_pass http://phpserver;
            proxy_set_header Host $host:$server_port;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
                }
        #静态资源加载
        location ~ .*\.(html|gif|jpg|png|bmp|swf|css|js)$ {
            proxy_pass http://static;
            proxy_set_header Host $host:$server_port;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
                }
        }

（3）配置静态网页

192.168.62.155   静态资源

#静态资源配置   主配置文件-include /etc/nginx/conf.d/*.conf
# vim /etc/nginx/conf.d/static.conf
server {
        listen 80;
        server_name     localhost;

        location ~ \.(html|jpg|png|js|css|gif|bmp|jpeg) {
        root /home/www/nginx;
        index index.html index.htm;
        }
}

[root@nginx-server2 nginx]# cat /home/www/nginx/index.html    //模拟静态资源
hello 155

（4）配置动态网页

192.168.62.157  动态资源

#动态资源配置:
yum 安装php7.1
[root@nginx-server ~]# rpm -Uvh https://mirror.webtatic.com/yum/el7/epel-release.rpm
[root@nginx-server ~]# rpm -Uvh https://mirror.webtatic.com/yum/el7/webtatic-release.rpm
[root@nginx-server ~]# yum install php71w-xsl php71w php71w-ldap php71w-cli php71w-common php71w-devel php71w-gd php71w-pdo php71w-mysql php71w-mbstring php71w-bcmath php71w-mcrypt -y
[root@nginx-server ~]# yum install -y php71w-fpm
[root@nginx-server ~]# systemctl start php-fpm
[root@nginx-server ~]# systemctl enable php-fpm
编辑nginx的配置文件:
server {
        listen      80;
        server_name     localhost;
        location ~ \.php$ {
            root           /home/nginx/html;  #指定网站目录
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;    #指定访问地址
            fastcgi_index  index.php;		#指定默认文件
            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name; #站点根目录，取决于root配置项
            include        fastcgi_params;  #包含nginx常量定义
        		}
}
  
[root@nginx-server1 html]# cat /home/nginx/html/index.php   //模拟动态资源
dongtai

（5）访问页面

当访问动态页面时location匹配到 .\php 结尾的文件转发到后端php服务处理请求。

当访问静态页面的时候location 匹配到 (html|jpg|png|js|css|gif|bmp|jpeg) 通过转发到静态服务器，静态服务通过location的正则匹配来处理请求。

四、虚拟主机

1、什么是虚拟主机

虚拟主机是一种特殊的软硬件技术，它可以将网络上的每一台计算机分成多个虚拟主机，每个虚拟主机可以独立对外提供web服务，这样就可以实现一台主机对外提供多个web服务，每个虚拟主机之间是独立的，互不影响。

2、配置类型

nginx可以实现虚拟主机的配置，nginx支持三种类型的虚拟主机配置。

• 基于域名的虚拟主机 （server_name来区分虚拟主机——应用：web网站）

• 基于ip的虚拟主机（一个主机绑定多个ip地址）

• 基于端口的虚拟主机 （端口来区分虚拟主机——应用：公司内部网站，外部网站的管理后台）

3、基于域名的虚拟主机

1.配置通过域名区分的虚拟机
[root@localhost ~]# cat /etc/nginx/conf.d/aa.conf
server {
        listen       80;
        server_name  www.alan-1.com;
        charset utf-8;

        location / {
            root   /var/www/nginx;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}


server {
        listen       80;
        server_name  www.alan-2.com;
        charset utf-8;

        location / {
            root   /1000phone/html;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}


2.为域名为虚拟机，创建 index 文件
[root@localhost ~]# mkdir -p /var/www/nginx
[root@localhost ~]# mkdir -p /1000phone/html
[root@localhost ~]# vim /1000phone/html/index.html
this is my 1000phone
[root@localhost ~]# vim /var/www/nginx/index.html
hello alan.


3.重新加载配置文件
[root@nginx]# nginx -s reload


4.客户端配置解析
在 C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts 文件中添加两行(linux:/etc/hosts)
10.0.105.199 web.testpm.com
10.0.105.199 web.1000phone.com

5. 测试访问
浏览器输入：http://web.testpm.com/
浏览器输入：http://web.1000phone.com/

4、 基于ip的虚拟主机

1.添加 ip
[root@localhost ~]# ip a 
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN qlen 1
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:17:f1:af brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 10.0.0.20/24 brd 10.0.105.255 scope global dynamic ens33
       valid_lft 81438sec preferred_lft 81438sec
    inet6 fe80::9d26:f3f0:db9c:c9be/64 scope link 
       valid_lft forever preferred_lft forever
             
[root@localhost ~]# ifconfig ens33:1 10.0.0.220/24


2、配置通过 ip 区分的虚拟机
[root@localhost ~]# cat /etc/nginx/nginx.conf
server {
        listen       80;
        server_name  10.0.0.20;
        charset utf-8;

        location / {
            root   /var/www/nginx;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}

server {
        listen       80;
        server_name  10.0.0.220;
        charset utf-8;

        location / {
            root   /1000phone/html;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}

3.重新加载配置文件
[root@localhost ~]#/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload


4、 测试访问
浏览器输入：http://10.0.0.20
浏览器输入：http://10.0.0.220

5、 基于端口的虚拟主机

1.配置
[root@localhost ~]# cat /etc/nginx/nginx.conf
server {
        listen       80;
        server_name  www.alan-1.com;
        charset utf-8;

        location / {
            root   /var/www/nginx;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}


server {
        listen       8080;
        server_name  www.alan-2.com;
        charset utf-8;

        location / {
            root   /1000phone/html;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }

}

2.重新加载配置文件:
[root@localhost ~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

3.测试访问:
浏览器输入：http://www.alan-1.com
浏览器输入：http://www.alan-2.com:8080