Nginx和Tomcat负载均衡、动静分离

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一、Tomcat多实例

1、安装JDK

1.2、安装 tomcat

 1.3、配置jdk环境变量

 1.4、修改tomcat1中的主配置文件

1.5、 配置 tomcat 环境变量

1.6、修改各 tomcat 实例中的 startup.sh 和 shutdown.sh 文件，添加 tomcat 环境变量

1.7、启动tomcat并查看

 1.8.浏览器访问测试

 二、Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离

1.1、Nginx实现负载均衡原理

1.2、Nginx静态处理优势

1.3、Nginx动静分离原理

三、实验

环境配置

1、部署nginx负载均衡器

2、部署第一台Tomcat 

3、部署第二台Tomcat

4、nginx配置

测试

 四、Nginx四层代理配置

五、总结

---

引言：tomcat服务，虽可以处理静态页面，但其处理效率远远低于nginx，本文介绍使用nginx与tomcat组合使用，实现动静分离

一、Tomcat多实例

1、安装JDK

在部署 Tomcat 之前必须安装好 jdk，因为 jdk 是 Tomcat 运行的必要环境。

#关闭防火墙
[root@ly ~]# systemctl stop firewalld
[root@ly ~]# systemctl disable firewalld
[root@ly ~]# setenforce 0

 #将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 
jdk-8u201-linux-x64.rpm

 #切换至/opt下，安装JDK
cd /opt
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm 

 #查看java版本
java -version

将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下

切换至/opt下，安装JDK

查看java版本

1.2、安装 tomcat

#切换至/opt下，解压tomcat包
cd /opt
tar -zxf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz 
​
#新建文件夹/usr/local/tomcat 
#将解压后的包拷贝至/usr/local/下并重命名
[root@localhost opt]# mkdir /usr/local/tomcat
[root@localhost opt]# cp -rp apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat/tomcat1
[root@localhost opt]# cp -rp /usr/local/tomcat/

 切换至/opt下，解压tomcat包

新建文件夹/usr/local/tomcat,将解压后的包拷贝至/usr/local/下并重命名

 1.3、配置jdk环境变量

vim /etc/profile.d/java.sh  #新建文件
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64        #输出定义java需要的工作目录
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar #输出指定java所需要的类文件
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH            #输出重新定义环境变量
source /etc/profile.d/java.sh  #刷新变量
java -version

 1.4、修改tomcat1中的主配置文件

#修改配置文件的server.xml 文件，要求各 tomcat 实例配置不能有重复的端口号
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/conf/server.xml 

22    #22行，修改Server prot，默认为8005 -> 修改为8006
69      修改为8081
116     
#116行，修改Connector port AJP/1.3，默认为8009 -> 修改为8010

第一个连接器默认监听8080端口，负责建立HTTP连接。在通过浏览器访问Tomcat服务器的Web应用时，使用的就是这个连接器。
第二个连接器默认监听8009端口，负责和其他的HTTP服务器建立连接。在把Tomcat与其他HTTP服务器集成时，就需要用到这个连接器。

1.5、 配置 tomcat 环境变量

[root@localhost ~]# vim /etc/profile.d/tomcat.sh 

#tomcat1
export CATALINA_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export CATALINA_BASE1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export TOMCAT_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1

#tomcat2
export CATALINA_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export CATALINA_BASE2=/usr/local/tomcat/tomcat2
export TOMCAT_HOME2=/usr/local/tomcat/tomcat2

1.6、修改各 tomcat 实例中的 startup.sh 和 shutdown.sh 文件，添加 tomcat 环境变量

#修改tomcat1
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 

export CATALINA_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export CATALINA_BASE1=/usr/local/tomcat/tomcat1
export TOMCAT_HOME1=/usr/local/tomcat/tomcat1


vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1


vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh 
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2


vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2

vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 

 vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh 

  vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh 

 vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh 

1.7、启动tomcat并查看

1. #启动tomcat1
cd /usr/local/tomcat/
tomcat1/bin/startup.sh
​
2. #启动tomcat2
tomcat2/bin/startup.sh 
​
3. #查看是否启动成功
netstat -ntap|grep 8080

 1.8.浏览器访问测试

http://192.168.58.35:8080

http://192.168.58.35:8081 

 二、Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离

1.1、Nginx实现负载均衡原理

Nginx实现负载均衡是通过反向代理实现

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，转发给后端的Tomcat服务器来处理。

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。

1.2、Nginx静态处理优势

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

1.3、Nginx动静分离原理

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，静态资源有Nginx提供服务，动态资源Nginx转发至后端。

三、实验

Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离

Nginx作为负载均衡器，Tomcat作为应用服务器

所需安装包

环境配置

Nginx 服务器：192.168.58.10:80
Tomcat服务器1：192.168.58.19:80
Tomcat服务器2：192.168.58:35:8080  192.168.58.35:8081

1、部署nginx负载均衡器

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

#安装依赖关系包
[root@ly opt]# yum -y install pcre-devel zlib-devel gcc gcc-c++ make

#新建用户和组便于管理
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
​
#切换至opt目录，将下载好的压缩包传进来解压
cd /opt
tar -zxf nginx-1.20.2.tar.gz 


cd nginx-1.12.0
​
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-http_stub_status_module

#编译安装
make -j2 && make install


#做软连接，让系统识别nginx的操作命令
[root@ly nginx-1.20.2]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin

#将nginx命令加入服务
[root@ly system]# vim nginx.service
[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/usr/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target

systemctl daemon-reload 
systemctl start nginx.service 
netstat -anpt |grep 80

关闭防火墙

安装依赖关系包

新建用户和组便于管理，切换至opt目录，将下载好的压缩包传进来 

切换至解压后的目录下编译相关模块

编译安装

 做软连接，让系统识别nginx的操作命令

将nginx命令加入服务

测试nginx服务是否正常

2、部署第一台Tomcat 

192.168.58.19

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0

#切换至/opt，将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
jdk-8u201-linux-x64.rpm

#安装JDK
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm 

#设置JDK环境变量
vim /etc/profile
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
#刷新配置文件
source /etc/profile

#切换至/opt下，解压tomcat包
cd /opt
tar -zxf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
​

将解压后的包拷贝至/usr/local/下并重命名
cp -rp apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat

#添加用户设置属主属组
useradd -s /sbin/nologin tomcat
chown tomcat:tomcat /usr/local/tomcat -R

#重新加载服务，并开启，查看是否成功启动
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
lsof -i:8080


#########新建动态页面站点######
#切换至webapp下，新建test目录
cd /usr/local/tomcat/webapps/
mkdir test

#建立动态页面文件
echo "this is dong tai 1 " > test/index.jsp
cat test/index.jsp 

修改主配置文件
    vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml 

                


vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
lsof -i:8080

 关闭防火墙

切换至/opt，将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下

 安装JDK

设置JDK环境变量

刷新配置文件

 切换至/opt下，解压tomcat包

 添加用户设置属主属组

开启服务，并查看是否成功

切换至webapp下，新建test目录

建立动态页面文件

修改主配置文件

 

测试 

3、部署第二台Tomcat

可以直接使用刚刚配置的多实例机器

关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0


可以根据上面多实例的案例来操作

启动并查看是否成功
/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh 
netstat -ntap |grep java

在webapps下创建目录，并建立动态页面文件
mkdir ./tomcat1/webapps/test
mkdir ./tomcat2/webapps/test
echo "this is tomcat1 dongtai " > ./tomcat1/webapps/test/index.jsp
echo "this is tomcat2 dongtai " > ./tomcat2/webapps/test/index.jsp
cat ./tomcat1/webapps/test/index.jsp ./tomcat2/webapps/test/index.jsp 

关闭防火墙

 启动并查看是否成功

在webapps下创建目录，并建立动态页面文件

 修改tomcat1主配置文件

 修改tomcat2配置文件

  重启并查看

 测试

4、nginx配置

 #切换至/usr/local/nginx/html/目录下
 cd /usr/local/nginx/html/

 #创建test文件夹，并在里面创建静态网页
[root@ly html]# mkdir test
[root@ly html]# cd test/
[root@ly test]# vim test.html
[root@ly test]# ls
test.html
[root@ly test]# cat test.html 
this is jingtai  web test


 #拖一张图片至test下为ys.jpg

#配置主配置文件
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#配置负载均衡服务器列表，weight参数表示权重，权重越高，被分配到的概率越大 
 upstream tomcat_server {             #配置负载均衡地址池
 35                 server 192.168.58.19:8080 weight=1；
 36                 server 192.168.58.35:8080 weight=1；
 37                 server 192.168.58.35:8081 weight=1；
 38         }
 39     server {
 40         listen       80;
 41         server_name  localhost;
 42 
 43         charset utf-8;


设置动态跳转

 46 
 47         location ~ .*\.jsp$ {
 48             proxy_pass http://tomcat_server;
 49             proxy_set_header HOST $host;
 50             proxy_set header X-Real-IP $remote_addr;        #把$remote_addr赋值给X-Real-IP，来获取源IP
                        #让nginx记录访问的IP地址
 51             proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
 52         }
 53         location ~* .*\.(jpg|html|png|gif)$ {            #图片匹配规则
 54         root /usr/local/nginx/html/test;                 #跳转到图片img目录
 55         }
 56 }   

 在/usr/local/nginx/html下创建一个新目录

创建一个静态网页文件并输入内容

上传一张图片文件至test目录下

 修改配置文件

设置动态跳转设置本地静态图片请求

 重启nginx，并访问页面测试一下

测试

 在网页输入静态地址

在网页输入动态地址请求192.168.58.19/index.jsp

 负载均衡测试

在网页输入动态地址请求192.168.58.10/index.jsp,然后不停的进行刷新，看页面变化

 

 在刷新的时候，因为均衡负载的权重一样，所以会随机分配显示

 四、Nginx四层代理配置

./configure --with-stream

和http同等级：所以一般只在http上面一段设置，
stream {
	
    upstream appserver {
		server 192.168.58.10:8080 weight=1;
		server 192.168.58.19:8080 weight=1;
		server 192.168.58.35:8081 weight=1;
    }
    server {
        listen 8080;
        proxy_pass appserver;
    }
}

http {
......

五、总结

本篇主要描述了实验的具体步骤，nginx与tomcat组合在实际生产中经常用到，动静分离可以充分发挥nginx与tomcat的优势，负载均衡可以大大减少一个服务器的压力，减少高并发风险。