Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离
Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离
- 一、Tomcat多实例部署
-
-
- 1.安装 jdk，Tomcat
- 2.配置 tomcat 环境变量
- 3.修改 多实例tomcat中的 server.xml 文件
- 4.修改多实例tomcat的开启与关闭配置文件，添加相关的tomcat全局变量
- 5.启动各 tomcat 中的 /bin/startup.sh
- 6.浏览器访问测试
-
- 二、Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离
-
-
- 1.Nginx实现负载均衡的原理
- 2.Nginx实现负载均衡的主要配置项
- 3.Nginx+Tomcat负载均衡的组合的优点
-
- 三、Nginx+Tomcat负载均衡的实验设计
-
- 实验需求：
- 实验准备：
- 实验部署图
- 实验步骤：
-
- 1.部署Nginx 负载均衡器
- 2.部署2台Tomcat 应用服务器
- 3.动静分离配置
-
- Tomcat1 server 配置
- Tomcat2 server 配置
- Nginx server 配置
- 4.测试效果
- 四、Nginx 负载均衡模式：
一、Tomcat多实例部署
1.安装 jdk，Tomcat
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mkdir /usr/local/tomcat
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat/tomcat1
cp -a /usr/local/tomcat/tomcat1 /usr/local/tomcat/tomcat2
2.配置 tomcat 环境变量
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
加载设置好的全局变量
source /etc/profile.d/tomcat.sh
3.修改 多实例tomcat中的 server.xml 文件
修改 tomcat2 中的 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/tomcat2/conf/server.xml
<Server port="8006" shutdown="SHUTDOWN"> #22行，修改Server prot，默认为8005 -> 修改为8006
<Connector port="8081" protocol="HTTP/1.1" #69行，修改Connector port，HTTP/1.1 默认为8080 -> 修改为8081
<Connector port="8010" protocol="AJP/1.3" redirectPort="8443" /> #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，AJP端口，即容器使用，如Apache能通过AJP协议访问Tomcat的8009端口。
4.修改多实例tomcat的开启与关闭配置文件，添加相关的tomcat全局变量
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Start Script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
##添加以下内容
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Stop script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE1
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME1
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME1
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Start Script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh
# -----------------------------------------------------------------------------
# Stop script for the CATALINA Server
# -----------------------------------------------------------------------------
export CATALINA_BASE=$CATALINA_BASE2
export CATALINA_HOME=$CATALINA_HOME2
export TOMCAT_HOME=$TOMCAT_HOME2
5.启动各 tomcat 中的 /bin/startup.sh
/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh
netstat -natp | grep java
6.浏览器访问测试
http://192.168.30.10:8080
http://192.168.30.10:8081
二、Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离
1.Nginx实现负载均衡的原理
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Ncinx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。据了解，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。并且Tomcat并发量处理能力弱（约Nginx的六分之一），所以需要Nginx方向代理时，进行合理的调用分配。
2.Nginx实现负载均衡的主要配置项
upstream 服务池名 { }
作用：配置后端服务器池，以提供响应数据
proxy_pass http:// 服务池名
作用：配置将访问请求转发给后端服务器池的服务器处理
3.Nginx+Tomcat负载均衡的组合的优点
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3.6MNginx 处理静态资源的能力是 Tomcat 处理的6倍
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，静态资源由 Nginx 提供服务，动态资源由 Nginx 转发至后端。
三、Nginx+Tomcat负载均衡的实验设计
实验需求：
某公司中有一台nginx服务器，两台tomcat服务器。要求部署出用户访问服务，静态资源由Nginx自行处理，jsp动态资源移交给tomcat服务器处理，且达到负载均衡的效果
实验准备：
Nginx 服务器：192.168.30.10:80
Tomcat 服务器1：192.168.30.30:8080
Tomcat 服务器2：192.168.30.20:8080 192.168.30.20:8081
实验部署图
实验步骤：
1.部署Nginx 负载均衡器
systemctl stop firewalld
setenforce 0
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
cd /opt
tar zxvf nginx-1.24.0.tar.gz -C /opt/
cd nginx-1.12.0/
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-file-aio \ `启用文件修改支持`
--with-http_stub_status_module \ `启用状态统计`
--with-http_gzip_static_module \ `启用 gzip静态压缩`
--with-http_flv_module \ `启用 flv模块，提供对 flv 视频的伪流支持`
--with-http_ssl_module \ `启用 SSL模块，提供SSL加密功能`
--with-stream `启用 stream模块，提供4层调度`
make && make install
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
vim /lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecrStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service
2.部署2台Tomcat 应用服务器
systemctl stop firewalld
setenforce 0
tar zxvf jdk-8u201-linux-x64.rpm -C /usr/local/
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_91
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:${JRE_HOME}/bin:$PATH
source /etc/profile
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv /opt/apache-tomcat-8.5.16/ /usr/local/tomcat
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
netstat -ntap | grep 8080
3.动静分离配置
Tomcat1 server 配置
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title> #指定为 test1 页面
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 1,http://www.test1.com");%>
</body>
</html>
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
`由于主机名 name 配置都为 localhost，需要删除前面的 HOST 配置`
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true">
</Context>
</Host>
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
Tomcat2 server 配置
mkdir /usr/local/tomcat/tomcat1/webapps/test /usr/local/tomcat/tomcat2/webapps/test
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test2 page</title> `指定为 test2 页面`
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 2,http://www.test2.com");%>
</body>
</html>
vim /usr/local/tomcat/tomcat1/conf/server.xml
`删除前面的 HOST 配置`
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/tomcat1/webapps/test" path="" reloadable="true" />
</Host>
/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test3 page</title> `指定为 test3 页面`
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 3,http://www.test3.com");%>
</body>
</html>
vim /usr/local/tomcat/tomcat2/conf/server.xml
`删除前面的 HOST 配置`
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
<Context docBase="/usr/local/tomcat/tomcat2/webapps/test" path="" reloadable="true" />
</Host>
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh
Nginx server 配置
`准备静态页面和静态图片`
echo '这是静态页面
' > /usr/local/nginx/html/index.html
mkdir /usr/local/nginx/html/img
cp /root/game.jpg /usr/local/nginx/html/img
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
......
http {
......
#gzip on;
`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`
upstream tomcat_server {
server 192.168.30.30:8080 weight=1;
server 192.168.30.20:8080 weight=1;
server 192.168.30.20:8081 weight=1;
}
server {
listen 80;
server_name www.ztm.com;
charset utf-8;
#access_log logs/host.access.log main;
`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;
`设置后端的Web服务器可以获取远程客户端的真实IP`
`设定后端的Web服务器接收到的请求访问的主机名（域名或IP、端口），默认HOST的值为proxy_pass指令设置的主机名。如果反向代理服务器不重写该请求头的话，那么后端真实服务器在处理时会认为所有的请求都来自反向代理服务器，如果后端有防攻击策略的话，那么机器就被封掉了。`
proxy_set_header HOST $host;
`把$remote_addr赋值给X-Real-IP，来获取源IP`
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
`在nginx 作为代理服务器时，设置的IP列表，会把经过的机器ip，代理机器ip都记录下来`
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
`配置Nginx处理静态图片请求`
location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css)$ {
root /usr/local/nginx/html/img;
expires 10d;
}
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
......
}
......
}
4.测试效果
测试静态页面效果
浏览器访问 http://192.168.30.10/
浏览器访问 http://192.168.30.10/game.jpg
测试负载均衡效果，不断刷新浏览器测试
浏览器访问 http://192.168.30.10/index.jsp
四、Nginx 负载均衡模式：
rr 轮询 负载均衡模式：
每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果超过了最大失败次数后（max_fails，默认1），在失效时间内(fail_timeout，默认10秒)，该节点失效权重变为0，超过失效时间后，则恢复正常，或者全部节点都为down后，那么将所有节点都恢复为有效继续探测，一般来说rr可以根据权重来进行均匀分配。
least_conn 最少连接：
优先将客户端请求调度到当前连接最少的服务器。
ip_hash 负载均衡模式：
每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题，但是ip_hash会造成负载不均，有的服务请求接受多，有的服务请求接受少，所以不建议采用ip_hash模式，session 共享问题可用后端服务的 session 共享代替 nginx 的 ip_hash（使用后端服务器自身通过相关机制保持session同步）。
fair（第三方）负载均衡模式：
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。
url_hash（第三方）负载均衡模式：
基于用户请求的uri做hash。和ip_hash算法类似，是对每个请求按url的hash结果分配，使每个URL定向到同一个后端服务器，但是也会造成分配不均的问题，这种模式后端服务器为缓存时比较好。