Nginx服务学习
Nginx服务学习
介绍
1、背景介绍
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Nginx(“engine x”) 一个具有高性能的【HTTP】和【反向代理】的【web服务器】。同时也是一个【POP3/SMTP/IMAP代理服务器】。
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由伊戈尔-赛索耶夫使用C语言编写。
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开源
2、市面上常见的服务器
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IIS
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- 全称（Internet Information Services）互联网信息服务，微软提供的基于Windows操作系统的互联网基本服务。
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tomcat
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- tomcat是一个运行Servlet和JSP的WEB应用软件，技术先进、性能稳定、开放源码。
- 但是一个重量级的web服务器，对静态文件和高并发处理较弱。
- 一台tomcat大概处理200-300的并发量、一台nginx可以处理5万左右的并发量。
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Apache
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Nginx
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- 轻量级、高性能
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Lighttpd
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- 德国开源WEB服务器
- 和nginx一样，都是轻量级、高性能
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Google Servers
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Weblogic
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Webshpere
3、Nginx的优点
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速度快、并发量高
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- Nginx之所以有这么高的并发处理能力和这么好的性能原因在于Nginx采用了多进程和I/O多路复用（epoll）的底层实现。
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配置简单、扩展性强
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高可靠性
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- Nginx采用多进程模式运行，有一个master主进程和N多个worker进程。
- master主进程可以在某个worker进程出错时，快速去“拉起”新的worker进程提供服务。
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热部署
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- Nginx不停止的情况下，对Nginx进行文件升级、更新配置和更换日志文件等功能。
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成本低，BSD许可证
4、Nginx常用功能模块
静态资源部署
Rewrite地址重写
正则表达式
反向代理
负载均衡
轮询、加权轮询、ip_hash、url_hash、fair
web缓存
环境部署
高可用的环境
用户认证模块。。。。
Nginx核心组成
Nginx二进制可执行文件
nginx.conf配置文件
error.log错误日志记录
access.log访问记录
一、Nginx基础篇
1、Nginx的安装
wget 命令后面跟nginx的源码下载地址，即可进行下载
创建文件夹命令：
mkdir nginx/core : 如果没有nginx目录，会报错
mkdir -p nginx/core ：如果没有nginx目录，会按照层级递归创建所需目录。
- 解压缩命令：
tar -zxvf xxx.gz 将xxx.gz解压到当前目录
tar -zxvf xxx.gz -C /tmp/ 将xxx.gz解压到/tmp/目录
打压缩包命令：
tar -zcvf /root/aaa.gz /root/test/ 将/root/test/目录下的内容打压缩包到/root/目录下。
-z gzip压缩
-c 创建压缩包
-v 显示打包压缩解压过程
-f 接着压缩
-t 查看压缩包内容
-x 解压
-C 解压到指定目录
-exclude 指定排除文件或目录不需要打包
- 进入资源文件中，发现configure目录
./configure 简单的默认配置
部分路径配置：
–prefix=PATH 指向Nginx安装目录，默认/usr/local/nginx
–sbin-path=PATH 指向（执行nginx）程序文件的路径，默认/sbin/nginx
–modules-path=PATH 指向动态模块安装目录
–conf-path=PATH 指向Nginx配置文件nginx.conf路径，默认/conf/nginx.conf
–error-log-path=PATH 指向错误日志文件，默认/logs/error.log
–http-log-path=PATH 指向访问日志文件，默认/logs/access.log，可看到访问路径和IP
–pid-path=PATH 指向nginx启动后进程ID的文件路径，…/logs/nginx.pid
–lock-path=PATH 指向nginx锁文件的存放路径，…/logs/nginx.lock
- 编译
make
- 安装
make install
编译和安装命令可以放在一起一次执行
make && make install
- 安装nginx如果不指定服务器，默认路径在：/usr/local/nginx/目录下面，
该目录下面sbin/目录下面有个二进制可执行文件，nginx
执行./nginx即可启动nginx服务。
./nginx -v 可查看对应的nginx版本信息
- 验证nginx是否启动成功
- 访问对应的ip，看是否能看到nginx 的欢迎界面
- 如果无法访问，查看防火墙是否已关闭
systemctl status firewalld 查看防火墙状态
systemctl stop firewalld 关闭防火墙systemctl disable firewalld 永久关闭防火墙
systemctl start firewalld 开启防火墙
- 卸载nginx步骤
- 关闭nginx进程 ./nginx -s stop
- 删除安装的nginx rm -rf /usr/local/nginx
- 清除编译环境 make clean
Nginx启停操作
Nginx是多进程的方式工作，一个master进程和多个worker进程。
- master进程主要用来管理worker进程，包含接收外界的信息，并将接收到的信号发送给各个worker进程，监控worker进程的状态，当worker进程异常退出后，会自动重启新的worker进程。
- worker进程是专门用来处理用户请求的，各个worker进程之间是平等的并且相互独立，处理请求的机会也是一样的。
Nginx master进程id的获取
- ps -ef|grep nginx
- more xxx/sbin/logs/nginx.pid
方式一：Nginx的信号控制
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TERM/INT 立即关闭整个服务
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QUIT "优雅"的关闭整个服务
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HUP 重读配置文件，并使服务对新配置项生效
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USR1 重新打开日志文件，可以用来进行日志切割
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USR2 平滑升级到最新版的nginx
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- 发送USR2信号给master进程，告诉master进程要平滑升级，这个时候，会重新开启对应的master和worker进程，整个系统中将会有两个master进程。
- 新的master进程的PID会被记录在***/logs/nginx.pid文件，而之前旧的master进程PID会被记录在nginx.pid.oldbin文件中。
- 接着再发送QUIT信号给旧的master进程，让其处理完请求后再进行关闭。
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-
WINCH 所有子进程不在接收处理新连接，相当于给worker进程发送了QUIT指令
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QUIT和WINCH区别
- QUIT会关闭所有进程，包括master进程
- WINCH只关闭worker进程
调用命令为：kill -signal PID
signal 即为信号；PID为master进程ID
方式二：Nginx的命令行控制
此方式是通过Nginx安装目录下的sbin下的可执行文件nginx来进行Nginx状态的控制。
可用参数：
-v : 打印版本号信息
-V：打印版本号信息和配置信息
-t : 测试nginx的配置文件语法是否正确
-T：测试nginx的配置文件语法是否正确，并列出用到的配置文件的信息
-q: 在配置测试期间禁止显示非错误信息
-s : signal信号，后面可以跟：
- stop 【快速关闭，类似于TERM/INT信号的作用】 ./nginx -s stop
- quite【优雅的关闭，类似于QUIT信号的作用】
- reopen【重新打开日志文件，类似于USR1信号的作用】
- reload【类似于HUP信号的作用】配置文件修改后，无需重启nginx，重新加载配置文件即可。
-p : prefix,指定Nginx的prefix路径
-c : filename,指定Nginx的配置文件路径
-g : 用来补充Nginx配置文件，项Nginx服务指定启动时应用全局的配置。
使用系统命令来操作Nginx服务
启动：systemctl start nginx
停止：systemctl stop nginx
重启：systemctl restart nginx
重新加载配置文件：systemctl reload nginx
查看nginx状态：systemctl status nginx
开机启动：systemctl enable nginx
2、Nginx服务器版本升级
方案一：使用Nginx服务信号完成Nginx的升级
方案二：使用Nginx安装目录的make命令完成升级
环境准备：将新版本的nginx解压并配置编译。
- 配置 ./configure
- 编译 make
方案一：使用Nginx服务信号完成Nginx的升级
第一步：将旧版本的sbin目录下的nginx进行备份
mv nginx nginxold
第二步：将新版本安装目录编译后的objs目录下的nginx文件，拷贝到旧版本的sbin目录下
cp nginx /usr/local/nginx/sbin
第三步：发送信号USR2给Nginx的旧版本对应的master进程
kill -USR2 旧PID
第四步：发送信号QUIT给Nginx的旧版本对应的master进程
kill -QUIT 旧PID
方案二：使用Nginx安装目录的make命令完成升级
第一步：将旧版本的sbin目录下的nginx进行备份
mv nginx nginxold
第二步：将新版本安装目录编译后的objs目录下的nginx文件，拷贝到旧版本的sbin目录下
cp nginx /usr/local/nginx/sbin
第三步：进入到安装目录，执行make upgrade
make upgrade
第四步：查看是否更新成功
./nginx -v
3、Nginx核心配置文件结构
目录默认在：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
master_process on|off; # 控制是否开启工作进程。默认on。
worker_process 1; # 配置Nginx生成工作进程的数量。建议和服务器CPU的内核数保持一致。
# 以上两个配置修改后，reload无效，需要重启nginx。如果master_process off,则worker_process 配置的值无效。
# events块，主要设置nginx服务器与用户的网络连接，这一部分对nginx服务器的性能影响较大
events {
accept_mutex on; # 开启接收请求序列，解决“惊群”现象
multi_accept on; # 开启后，一个worker进程可以同时接收多个用户的请求
worker_connections 1024; # 用来配置单个worker进程最大的连接数，不能大于操作系统最大句柄量。
use epoll; # 事件驱动，效率高
}
# http块，是nginx服务器配置中的重要部分，代理、缓存、日志记录、第三方模块配置。。。
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream; # 用来配置nginx响应前端请求默认的MIME类型
sendfile on; # 使用sendfile传输文件，可以大大提升Nginx处理静态资源的性能
keepalive_timeout 65; # 用来设置长连接的超时时间
keepalive_requests 100; # 用来设置一个keep-alive连接使用的次数
# 为什么要使用keepalive？
# HTTP是一种无状态协议，客户端向服务端发送一个TCP请求，服务端响应完毕后断开
# 如果客户端向服务端发送多个请求，每个请求都要重新创建一次连接，效率相对来说比较慢，使用keepalive模式，可以告诉服务器端在处理完一个请求后保持这个TCP连接的打开状态，若接收到来自这个客户端的其他请求，服务端就会利用这个未被关闭的连接，而不需要重新创建一个新连接，提升效率，但是这个连接与不能一直保持，这样连接如果过多，也会使服务端的性能下降，这个时候就需要我们设置其超时时间。
server {
listen 80;
server_name localhost; # 这里的localhost，代表该服务器的IP
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
4、Nginx命令配置到系统环境
- 修改/etc/profile文件
vim /etc/profile
在最后一行添加：
export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin
- 使之立即生效
source /etc/profile
- 执行nginx命令
nginx -V
5、Nginx静态资源部署
Nginx静态资源的配置指令
listen指令
listen用来配置监听端口
listen address:port [default_server];
listen 127.0.0.1：8080; // 监听指定的IP和端口
listen 127.0.0.1; // 监听指定IP的所有端口
listen 8080; // 监听指定端口上的连接
listen *:8080; // 监听指定端口上的连接
default_server属性是标识符，用来将此虚拟主机设置成默认主机。如果没有匹配到对应的address:port,则会默认执行。
如果没有指定默认，默认找第一个server
server_name指令
用来设置虚拟主机服务名称。
语法：server_name name...;
name可以提供多个值，中间用空格分隔
server_name "";
配置方式有三种：
精准匹配
通配符匹配
正则表达式匹配
常见的正则表达式
| 代码 | 说明 |
|---|---|
| ^ | 匹配搜索字符串开始位置 在有些位置是取反的意思。 |
| $ | 匹配搜索字符串结束位置 |
| . | 匹配除换行符\n之外的任何单个字符 |
| \ | 转义字符，将下一个字符标记为特殊字符 |
| [abc] | 字符集，与任意一个指定字符匹配 |
| [a-z] | 字符范围，匹配只当范围内的任意字符 |
| \w | 与以下任意字符匹配A-Z a-z 0-9 和下划线，等效于[A-Za-z0-9] (单词字符) |
| \W | 非单词字符 |
| \d | 数字字符匹配，等效于[0-9] |
| \D | 非数字字符 |
| {n} | 正好匹配n次 |
| {n,} | 至少匹配n次 |
| {n,m} | 匹配至少n次至多m次 |
| * | 零次或多次，等效于{0,} |
| + | 一次或多次，等效于{1,} |
| ? | 零次或一次，等效于{0,1} |
location指令
用来设置请求的URI
语法：location [ = | ~ | ~* | ^~ | @] uri{...}
位置：server,location
~ 用于表示当前uri中包含了正则表达式，并且区分大小写
~* 用于表示当前uri中包含了正则表达式，并且不区分大小写
^~ 用于不包含正则表达式的uri前面，功能和不加符号的一致，唯一不同的是，如果模式匹配，那么就停止搜索其他模式了。
不加符号，匹配顺序是找到最后一个符合条件的匹配
# 空格分开，访问路径以/abc开头都可匹配
location /abc{
default_type text/plain;
return 200 "access success";
}
# =分开，访问路径必须精确匹配
location =/abc{
default_type text/plain;
return 200 "access success";
}
root和alias指令
root的处理结果是：root路径+location路径。
alias的处理结果是：使用alias路径替换location路径。
alias是一个目录别名的定义，root则是最上层目录的含义。
如果location路径是以/结尾，则alias也必须是以 /结尾，root没有要求。
index指令
设置网站的默认首页
index file...;
例子：
location / {
root /usr/loal/nginx/html;
index index.html index.htm;
}
访问该location的时候，可以通过http://ip:port/，地址后面如果不添加任何内容，则默认依次访问index.html和index.htm，找到第一个来进行返回。
error_page指令
设置网站的错误页面
语法：error_page code... [=[response]] uri;
当出现对应的响应code后，如何来处理。
方式一：
error_page 404 http://www.baidu.com
方式二：
error_page 404 /50x.html;
location =/50x.html{
root html;
}
方式三：
error_page 404 @jump_to_error;
# location进行指定错误信息。
location @jump_to_error {
defaule_type text/plain;
return 404 "Not Found...";
}
可选项=[response]的作用是用来将相应代码更改为另外一个
error_page 404 =200 /50x.html;
location =/50x.html{
root html;
}
这样的话，当放回404找不到对应的资源的时候，在浏览器上可以看到，最终返回的状态码是200，这块需要注意下，编写error_page后面的内容，404后面要加空格，200前面不能加空格。
静态资源优化配置语法
sendfile on;
tcp_onpush on;
tcp_nodelay on;
sendfile 用来开启高效的文件传输模式
语法：sendfile on|off;
默认：sendfile off;
tcp_nopush 该指令必须在sendfile打开的状态下才会生效，主要是用来提升网络包的传输效率
语法：tcp_nopush on|off;
默认：tcp_nopush off;
tcp_nodelay 该指令必须在keep-alive连接开启的情况下才生效，来提高网络包传输的实时性
语法：tcp_nodelay on|off;
默认：tcp_nodelay on;
静态资源的缓存处理
什么是缓存
缓存(cache)，原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种高速存储器，通常他不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但快速的SRAM技术。缓存的设置是所有现代计算机系统发挥高性能的重要因素之一。
什么是web缓存
web缓存是指一个web资源（如html页面，图片，js，数据等）存在于web服务器和客户端（浏览器）之间的副本。缓存会根据缓存机制决定是直接使用副本相应访问请求，还是向源服务器再次发送请求。比较常见的就是浏览器会缓存访问过的网站的网页，当再次访问这个URL地址的饿时候，如果网页没有更新，就不会再次下载网页，而是直接使用本地缓存的网页，只有当网站明确标识资源已经更新，浏览器才会再次下载网页。
二、Nginx的跨域问题解决
1、同源策略
同源：协议、域名（IP）、端口相同即为同源。
http://192.168.220.131/users/1
https://192.168.220.131/users/1
非同源，协议不同
http://192.168.220.131/users/1
http://192.168.220.131:8080/users/1
非同源，端口不同
http://192.168.220.131/users/1
http://192.168.220.132/users/1
非同源，IP不同
http://192.168.220.131/users/1
http://192.168.220.131:80/users/1
同源，http协议默认80端口，https协议默认443端口
2、跨域问题
简单描述如下：
有两台服务器，分别为A/B，如果从服务器A的页面发送异步请求到服务器B获取数据，如果服务器A和服务器B不满足同源策略，就会出现跨域问题。
解决方案
语法：add_header name value...
位置：http、server、location
此处用来解决跨域问题，需要添加两个头信息
一个是Access-Control-Allow-Origin 允许跨域访问的源地址信息，可以配置多个，用逗号隔开，也可用*代表所有源
一个是Access-Control-Allow-Methods 允许跨域访问的请求方式，值可以为GET/POST/PUT/DELTE...，可以全部设置，也可以根据需要设置，多个用逗号分隔。
在server{
location /{
add_header Access-Control-Allow-Origin http://127.0.0.1;
add_header Access-Control-Allow-Methods GET,POST,PUT,DELTE;
}
}
3、静态资源防盗链
什么是资源盗链
资源盗链指的是此内容不在自己服务器上，而是通过技术手段，绕过别人的限制将别人的内容放到自己页面上最终展示。以此来盗取大网站的空间和流量。简而言之就是用别人的东西成就自己网站。
Nginx防盗链的具体实现
语法：valid_referers none|blocked|server_names|string...
位置：server、location
none:如果Header中的Referer为空，则允许访问。
blocked：在Header中的Referer不为空，但是该值被防火墙或代理进行伪装过，如不带“http://"、"https://"等协议头的资源允许访问。
server_names：指定具体的域名或者IP
string：可以支持正则表达式和*的字符串。如果是正则表达式，需要以~开头表示。
ngxin会通过查看referer自动和valid_referers后面的内容进行匹配，如果匹配成功，就将$invalid_referer变量置0，如果没有匹配到，则为1，不区分大小写。
三、Rewrite功能配置
Rewrite是Nginx服务器提供的，主要作用是用来实现URL的重写。
注意：Nginx服务器的Rewrite功能的实现依赖于PCRE（正则表达式库）的支持，因此在编译安装Nginx服务器之前，需要安装PCRE库。Nginx使用的是ngx_http_rewrite_module模块来解析和处理Rewrite功能的相关配置。
- 后面用到在看。。。
四、Nginx反向代理
1、正向代理
正向代理：代理服务器代理的是客户端，帮助客户端去请求服务器，返回数据给到客户端。此时客户端的访问服务器的ip、url路径是不变的。服务器端不知道实际请求的客户端，只知道代理服务器。
nginx中$host获取的是访问的url中的ip
$request_uri获取的是访问路径ip端口后面的所有部分
没有设置正向代理之前，客户端直接访问数据服务器，数据服务器记录的是客户端的ip地址。
设置正向代理后，客户端访问的地址不变，但是该请求会转发到代理服务器，由代理服务器代为访问数据服务器。数据服务器记录的是代理服务器的ip地址。
代理服务器的nginx配置：
server {
listen 82;
resolver 8.8.8.8; # 设置DNS的IP，用来解析proxy_pass中的域名
location / {
# 所要访问服务端的url地址
proxy_pass http://$host$request_uri; # $host客户端访问服务端的IP地址
}
}
代理服务器配置完成后，还需要在客户端配置代理服务器。
2、反向代理
反向代理：代理服务器代理的是服务器端，在代理服务器会通过配置proxy_pass rul ，进行反向代理实现。客户端请求的地址是代理服务器的IP地址，代理服务器在将客户请求请求到数据服务器。服务器知道实际请求的客户端是谁。
反向代理模块的指令是由ngx_http_proxy_module模块进行解析。安装Nginx的时候自动装到Nginx中了。
常用指令：
proxy_pass
proxy_set_header
proxy_redirect
proxy_pass
该指令用来设置被代理服务器地址，可以是主机名称、IP地址加端口号形式。
语法：proxy_pass URL;
位置：location
URL：为要设置的被代理服务器地址，包含传输协议（http，https://）、主机名称或IP地址加端口号、URI等要素。
例如：
proxy_pass http://www.baidu.com;
proxy_pass http://132.168.200.146:8082;
proxy_pass 后面url结尾加/和不加/的区别：
如果location /server{
# 当客户端访问的路径是：http://132.168.200.133:8082/server/index.html(代理服务器IP)
# 如果不加/，则访问路径是proxy_pass http://132.168.200.146:8082/server/index.html;
proxy_pass http://132.168.200.146:8082;
#如果加/，则访问路径是proxy_pass http://132.168.200.146:8082/index.html;
proxy_pass http://132.168.200.146:8082/;
}
proxy_set_header
该指令可以更改Nginx服务器接收到的客户端的请求头信息，然后将新的请求头发送给代理的服务器。
语法：proxy_set_header field value;
默认值：proxy_set_header Host $proxy_host;
proxy_set_header Connection cloes;
位置：http、server、location
用法举例：
客户端访问路径:http://192.168.11.22:8080/server
代理服务器192.168.11.22：
server {
listen 8080;
server_name localhost;
location /server {
proxy_pass http://192.168.11.11:8080/; # 被代理的服务器url
proxy_set_header username TOM; # 设置客户端请求的请求头username的值
}
}
被代理服务器192.168.11.11：
server {
listen 8080;
server_name localhost;
default_type text/plain; # 设置类型为文本输出在浏览器
return 200 $http_username;
# 此处会在浏览器页面输出代理服务器设置的username的值。
}
nginx.conf修改后，执行
nginx -t 测试配置文件语法是否正确
nginx -s reload 重新加载配置文件。 -s(signal)
proxy_redirect (redirect:改变方向、改变方向、重新寄送)
该命令用来重置头信息中的“Location”和“Refresh”的值。
语法：proxy_redirect redirect replacement;（replacement：替代者，替换品）
proxy_redirect default;
proxy_redirect off;
默认值：proxy_redirect default;
位置：http、server、location
# 如果请求的资源不存在
if(!-f $request_filename) {
# 返回22机器的index.html页面
return 302 http://192.168.11.22/;
}
proxy_redirect redirect replacement;
redirect:目标，location值
replacement：要替换的值
proxy_redirect default;
default;
将location块的uri变量作为replacement，
将proxy_pass变量作为redirect进行替换。
proxy_redirect off;
关闭该功能。
3、nginx添加SSL的支持
（1）完成–with-http_ssl_module模块的增量添加
将原有的/usr/local/nginx/sbin/nginx（这是一个二进制可执行文件） 进行备份；目的是防止升级失败，备份后能恢复到升级之前的版本。
mv nginx nginxold
拷贝nginx之前的配置信息。
执行命令 ./nginx -V（不仅可以看到nginx的版本，还能看到nginx的所有配置信息），将configure arguments:的配置信息复制备份。
在nginx的安装源码进行配置指定对应模块 ./configure --with-http_ssl_module；这里还要把第二步拷贝的配置信息一起加上。
cd到nginx的安装目录下面，执行命令： ./configure (这后面跟的是第二步复制备份的配置信息)，将--with-http_ssl_module追加在后面即可。
通过make模板进行编译
在安装目录下不动，执行make命令，编译成功后会生成一个objs目录,其中会有一个新的二进制可执行文件nginx。
将objs下面的nginx（二进制可执行文件）移动到/usr/local/ngins/sbin/目录下
cd objs/
cp nginx /usr/local/nginx/sbin/
在源码目录下执行 make upgrade进行升级，这个可以实现不停机添加新模块的功能。
cd ../ 回退到安装目录
执行命令：make upgrade 回撤
最后执行命令：nginx -V
查看配置信息configure arguments后面有么有新增模块 --with-http_ssl_module
五、Nginx负载均衡
问题：
1、服务端接收请求的时候，超出了最高的并发处理能力，该如何解决。
2、服务端如果宕机了，该如何解决。
1、负载均衡概述
早期的网站流量和业务功能都比较简单，单台服务器足以满足基本的需求，但是随着互联网的发展，业务流量越来越大，并且业务逻辑也跟着越来越复杂，单台服务器的性能及单点故障问题就凸显出来了，因此需要多台服务器及进行型性能的水平扩展及避免单点故障出现。那么如何将不同用户的请求流量分发到不同的服务器上呢？
2、负载均衡的作用
- 解决服务器的高并发压力，提高应用程序的处理性能。单台服务器的并发处理能力是有限的。
- 提供故障转移，实现高可用。
- 通过添加或减少服务器数量，增强网站的可扩展性。
- 在负载均衡器上进行过滤，可以提高系统的安全性。
3、负载均衡常用的处理方式
方式一：用户手动选择
在网站页面上提供不同线路，不同服务器连接方式，让用户自己选择访问的具体的服务器。
方式二：DNS轮询方式
DNS
域名系统（服务）协议（DNS)是一种分布式网络目录服务，主要用于域名与IP地址的互相转换。
一个域名可以分配多个IP
优点：投入成本低
缺点：可靠性低、负载不均衡
方式三：四/七层负载均衡
首先了解一个概念：OSI(open system interconnection)，叫开放式系统互联模型。这个是由国际标准化组织ISO指定的一个不基于具体机型、操作系统或公司的网络体系结构。该模型将网络通信的工作分为七层。
应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
所谓四层负载均衡指的是OSI七层模型中的传输层，主要是基于IP+PORT的负载均衡；
所谓的七层负载均衡指的是在应用层，主要是基于虚拟的URL或主机IP的负载均衡。
区别
四层负载均衡数据包时在底层就进行了分发，而七层负载均衡数据包则是在最顶端进行分发，所以四层负载均衡的效率比七层负载均衡的要高。
四层负载均衡不识别域名，七层识别。
Nginx七层负载均衡
Nginx要实现七层负载均衡，需要用到proxy_pass代理模块配置，Nginx默认安装支持这个模块，所以不需要在做处理。
Nginx的负载均衡是在Nginx的反向代理基础上把用户的请求根据指定的算法分发到一组【upstream虚拟服务池】。
单台服务器已经不足以支撑我们的业务，所以需要增加机器，这个时候就需要用到upstream配置服务器组。
upstream指令
该指令用来定义一组服务器，它们可以时监听不同端口的服务器，也可以是同时监听TCP和Unix socket的服务器。服务器可以指定不同的权重，默认为1。
语法：upstream name {...}
位置：http
server指令
该指令用来指定后端服务器的名称和一些参数，可以使用域名、IP、端口或者unix socket
语法：server name [paramerters]
位置：upstream
样例：
http {
# 配置服务器组
upstream backend {
server 192.168.200.123:9001;
server 192.168.200.123:9002;
server 192.168.200.123:9003;
}
server {
listen 8081;
server_name localhost;
location / {
# 监听进来之后，跳转到服务器，就到这个服务器组中。backend就是上面配置的服务器组的名称
proxy_pass http://backend;
}
}
}
负载均衡状态
代理服务器在负责均衡调度中的状态有以下几个：
down 当前的server暂时不参与负载均衡
backup 预留的备份服务器
max_fails 允许请求失败的次数
fail_timeout 经过max_fails失败后，服务暂停时间
max_conns 限制最大的接收连接数
down:将该服务器标记为永久不可用，那么该代理服务器将不参与负载均衡
该状态一般会对需要停机维护的服务器进行设置。
backup:将该服务器标记为备份服务器，当主服务器不可用时，会用来处理请求。
Linux提供专门来操作firwwall的工具 firewall-cmd
max_conns=number:用来设置代理服务器同时活动链接的最大数量，默认为0，表示不限制，使用该配置可以根据后端服务器处理请求的并发量来进行设置，防止后端服务器被压垮。
max_fails和fail_timeout
max_fails=number:设置允许请求代理服务器失败的次数，默认为1；
fail_timeout=time:设置经过max_fails失败后，服务器暂停的时间，默认是10秒。
4、负载均衡策略
Nginx的upstream支持如下六种方式的分配算法
轮询 默认方式
weight 权重方式
ip_hash 依据IP分配方式
least_conn 依据最少连接方式
url_hash 依据URL分配方式
fair 依据响应时间方式 第三方模块
轮询 upstream模块负载均衡默认的策略。每个请求会按时间顺序逐个分配到不同的后端服务器。不需要额外的配置。
weight加权【加权轮询】
weigth=number:用来设置服务器的权重，默认为1，权重数据越大，被分配到请求的几率越大；该权重值，主要是针对实际工作环境中不同的后端服务器硬件配置进行调整的，所以此策略比较适合服务器的硬件配置差别比较大的情况。
upstream backend{
# 如果weight值一致，就是普通轮询，如果不一致，就是加权轮询。
server 132.168.01.200:8001 weight=1;
server 132.168.01.200:8002 weight=2;
server 132.168.01.200:8003 weight=3;
}
server {
listen 8080;
server_name localhost;
location /{
proxy_pass http://backend;
}
}
ip_hash
当对后端的多台动态应用服务器做负载均衡时，ip_hash指令能够将某个客户端IP的请求通过哈希算法定位到同一台后端服务器上。这样，当来自某一个IP的用户在后端web服务器A上登录后，在访问该站点的其他URL，能保证其访问的还是后端web服务器A。
upstream backend{
ip_hash;
server 132.168.01.200:8001;
server 132.168.01.200:8002;
server 132.168.01.200:8003;
}
缺点：使用ip_hash指令，无法保证后端服务器的负载均衡，可能导致有些后端服务器接收到请求多，有些后端服务器接收的请求少，而且设置后端服务器权重等方法将不起作用。
least_conn
最少连接方式，把请求转发给连接数较少的后端服务器，轮询算法是把请求平均的转发给各个后端，使它们的负载大致相同；但是，有些请求占用的时间很长，会导致其所在的后端负载较高。这种情况，least_conn这种方式就可以达到更好的负载均衡效果。
upstream backend{
least_conn;
server 132.168.01.200:8001;
server 132.168.01.200:8002;
server 132.168.01.200:8003;
}
此负载均衡策略适合请求处理时间长短不一造成服务器过载的情况。
url_hash
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，要配合缓存命中来使用。
同一个资源多次请求，可能会到达不同的服务器上，导致不必要的多次下载，缓存命中率不高，以及一些资源时间的浪费。
而使用url_hash，可以使得同一个url（也就是用一个资源请求）会到达同一台服务器，一旦缓存住了资源，再次收到请求，就可以从缓存中读取。
upstream backend{
hash &request_uri;
server 132.168.01.200:8001;
server 132.168.01.200:8002;
server 132.168.01.200:8003;
}