Nginx系列05（负载均衡、动静分离）

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Nginx 负载均衡

Nginx 动静分离

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Nginx 负载均衡

• 概念：负载均衡是一种将网络流量分摊到多个后端服务器（节点）上的技术，以提高系统的可用性、性能和可扩展性。通过负载均衡，Nginx 可以根据一定的算法将客户端请求分发到不同的后端服务器，避免单个服务器因负载过高而出现性能瓶颈。
• 原理：Nginx 通过upstream模块定义一组后端服务器，然后在server块或location块中使用proxy_pass指令将请求代理到upstream定义的服务器组。Nginx 支持多种负载均衡算法，常见的有：
  • 轮询（round - robin）：依次将请求分配到后端服务器，每个服务器被选中的机会均等。
  • 加权轮询（weighted round - robin）：根据服务器的性能或负载能力，为每个服务器分配一个权重，权重越大的服务器被选中的概率越高。
  • IP 哈希（ip - hash）：根据客户端的 IP 地址计算一个哈希值，然后根据哈希值将请求分配到特定的服务器，这样可以确保同一客户端的请求始终被路由到同一台服务器，适用于需要保持会话一致性的场景。
• 场景示例：假设有 3 台后端 Web 服务器，IP 地址分别为192.168.1.100、192.168.1.101、192.168.1.102，运行的端口都是8080，通过 Nginx 进行负载均衡配置如下：

http {
    upstream backend_servers {
        # 使用轮询算法，默认不写算法就是轮询
        server 192.168.1.100:8080; 
        server 192.168.1.101:8080; 
        server 192.168.1.102:8080; 
    }

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://backend_servers; # 将请求代理到upstream定义的后端服务器组
            proxy_set_header Host $host; # 将客户端请求中的Host头信息传递给后端服务器
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # 将客户端的真实IP地址传递给后端服务器
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; # 记录客户端的真实IP地址，当存在多个代理时，这个头信息会包含多个IP地址
            proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; # 将客户端请求的协议（http或https）传递给后端服务器
        }
    }
}

在这个配置中，upstream backend_servers定义了一个名为backend_servers的后端服务器组，包含 3 台服务器。server块中的location /配置将所有请求通过proxy_pass代理到backend_servers服务器组，Nginx 会按照轮询算法将请求依次分发到 3 台后端服务器上。

Nginx 动静分离

• 概念：动静分离是指将网站的静态资源（如图片、CSS、JavaScript 文件等）和动态资源（如 PHP、JSP 生成的页面，需要服务器动态计算和处理的内容）分开处理和存储。这样可以提高网站的性能和可维护性，因为静态资源可以被缓存，减少服务器的计算压力，而动态资源可以由专门的应用服务器处理。
• 原理：Nginx 通过配置不同的location块来分别处理静态资源和动态资源请求。对于静态资源请求，Nginx 可以直接从本地文件系统读取并返回，同时可以配置缓存策略来提高访问速度；对于动态资源请求，Nginx 通过proxy_pass将请求转发到后端的应用服务器（如 Tomcat、PHP - FPM 等）进行处理。
• 场景示例：假设网站的静态资源存放在/var/www/html/static目录，动态资源由运行在127.0.0.1:8080的 Tomcat 服务器处理，配置如下：

http {
    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        # 处理静态资源请求
        location /static/ {
            root /var/www/html; # 静态资源的根目录，结合前面的location路径，实际访问的是/var/www/html/static目录下的文件
            expires 30d; # 设置静态资源的缓存过期时间为30天，浏览器在30天内再次请求相同资源时，直接从本地缓存读取，减少服务器压力
            access_log off; # 关闭静态资源的访问日志记录，减少日志文件大小
        }

        # 处理动态资源请求
        location / {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080; # 将请求转发到后端的Tomcat服务器
            proxy_set_header Host $host; # 将客户端请求中的Host头信息传递给后端服务器
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # 将客户端的真实IP地址传递给后端服务器
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; # 记录客户端的真实IP地址，当存在多个代理时，这个头信息会包含多个IP地址
            proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; # 将客户端请求的协议（http或https）传递给后端服务器
        }
    }
}

在这个配置中，当客户端请求以/static/开头的资源时，Nginx 会直接从/var/www/html/static目录下读取文件并返回，同时设置了缓存过期时间和关闭访问日志。当客户端请求其他资源时，Nginx 会将请求转发到127.0.0.1:8080的 Tomcat 服务器进行处理。