Nginx+Tomcat（多实例）实现动静分离和负载均衡

一、Tomcat 多实例部署

1.在安装好jdk环境后，添加两例tomcat服务

#解压安装包
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
 
#移动并复制一例
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.添加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
 
#启用文件
source /etc/profile.d/tomcat.sh

3.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 ，修改以下字段的端口号

第一个端口默认为8005，用于监听shutdown关闭信息

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.修改两个 tomcat 实例中的 startup.sh 和 shutdown.sh 文件，添加 tomcat 环境变量

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

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

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

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

5.启动两例 tomcat 运行各自的 startup.sh 文件 

/usr/local/tomcat/tomcat1/bin/startup.sh 
/usr/local/tomcat/tomcat2/bin/startup.sh 

检查是否都开启了 

6.测试访问两个端口 8080和8081

二、反向代理的两种类型

1.基于七层协议（http、https、mail） 的反向代理

2.基于四层的 IP 和（TCP/UDP）端口的反向代理

三、Nginx+Tomcat实现负载均衡和动静分离

1.动静分离和负载均衡原理

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

由于Nginx服务是轻量级、高性能，处理静态页面强，但是几乎不能处理动态页面，所以需要转发给多台tomcat服务器处理动态页面请求。

        负载均衡是以Nginx为复制均衡器，Tomcat作为应用服务器。Nginx的负载均衡是通过反向代理实现的。反向代理即作为服务端的代理，接受客户端的请求，并根据配置转发给后端的tomcat服务器，处理完之后再通过nginx返回给客户端。

2.实现方法 

nginx + tomcat 动静分离

nginx使用location去正则匹配用户的访问路径的前缀或者后缀，去判断接收的请求是静态的还是动态的，静态资源请求在Nginx本地进行处理响应，动态页面请求通过反向代理转发给后端应用服务器。

负载均衡

使用反向代理，先在http块中使用upstream模块定义服务器组名和服务器列表，使用location匹配路径再用proxy_pass http://... 服务器组名进行七层代理转发。

3.部署实例

实验准备

Liunx服务器
Tomcat服务器1：192.168.116.10:8080  192.168.116.10:8081（多实例部署，参考上面）

Tomcat服务器2：192.168.116.20:8080

Nginx 服务器：192.168.116.30:80

windows客户端 

192.168.116.100 用于访问网页测试

（1）部署Nginx负载均衡服务器

关闭防火墙和selinux

安装前工作

#下载依赖工具
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make
 
#准备nginx程序用户
useradd -M -s /sbin/nologin nginx

准备nginx安装包

编译安装

#解压安装包
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz
 
#自定义编译安装
cd nginx-1.12.0/
 
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-file-aio --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-stream
 
make && make install
 
#优化路径便于使用
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

添加到系统服务（使用systemctl管理）

#编写nginx系统服务文件
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
 
#打开nginx服务
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service

检查nginx是否开启成功

（2）配置Tomcat多实例服务器1 第一部分已完成

（3）配置Tomcat服务器2

关闭防火墙和selinux

准备jdk和tomcat包

配置jdk环境

#解压到/usr/local/目录下
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/
 
#配置java环境变量
vim /etc/profile.d/java.sh
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
 
#启用配置
source /etc/profile.d/java.sh

部署tomcat

#解压并移动
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
 
#启动tomcat
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

检查tomcat是否启动

（4）添加动态和静态测试页面

Tomcat服务器1：8080添加动态测试页面

在/usr/local/tomcat/tomcat1/webapps/test/ 下编写一个简单的jsp页面

添加配置并重启服务

Tomcat服务器1：8081添加动态测试页面

在/usr/local/tomcat/tomcat2/webapps/test/ 下编写一个简单的jsp页面

添加配置并重启服务

Tomcat服务器2：8080 添加动态测试页面

在/usr/local/tomcat/webapps/test/ 下编写一个简单的jsp页面

添加配置并重启服务

Nginx 服务器添加静态测试页面

（5）在nginx服务器配置文件中添加动静分离配置（七层代理）

检查语法并重启服务

（6）使用windows客户端测试访问静态和动态页面

访问nginx服务器地址下的静态页面

访问nginx服务器地址下的动态页面（会转发给tomcat处理）

刷新会实现轮询处理，也就是实现了负载均衡

四、四层代理实例

实验架构图

在第三部分已经部署好了两台tomcat服务器和七层代理nginx服务器，现在需要增设一台nginx服务器和一台四层代理服务器。 

1.增设nginx服务器（七层代理）

之前的nginx服务器使用的是源码安装，可以使用yum安装，配置文件位置会有所不同。

yum安装nginx服务

#添加yum源
vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1
 
#安装
yum install -y nginx
 
#启动服务
systemctl start nginx
systemctl enable nginx

在/etc/nginx/nginx.conf的http块中添加upstream指定服务器池

在/etc/nginx/conf.d/default.conf的server块中添加主要location配置

重启服务并自行添加静态资源用于测试

#重启服务
systemctl restart nginx
 
#添加静态资源用于测试
cd /usr/share/nginx/html/
mkdir static
cd static/

访问效果应与第三部分实验一致

2.增设负载均衡器（四层代理）

可使用源码编译安装nginx

准备安装包

解压并自定义编译安装

#安装依赖包
yum install -y gcc gcc-c++ make zlib-devel pcre-devel openssl-devel
 
#添加nginx系统用户
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
 
#解压并自定义安装
cd /opt
tar xf nginx-1.22.0.tar.gz
cd nginx-1.22.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-stream --with-http_stub_status_module
 
#编译安装
make && make install

修改/usr/local/nginx/conf/nginx.conf配置文件

cd /usr/local/nginx/conf/
vim nginx.conf

重启服务并检查

#重启nginx服务
cd /usr/local/nginx/
./sbin/nginx 

访问测试

静态页面（等待连接保持结束后刷新，配置文件中是65s）