Day57-Nginx反向代理与负载均衡初步应用

踩着阴暗的自己向上爬2024-03-27 13:50

Day57-Nginx反向代理与负载均衡初步应用

  • [1. Nginx代理介绍](#1. Nginx代理介绍)
  • [2. Nginx代理常见模式](#2. Nginx代理常见模式)
    • [2.1 正向代理](#2.1 正向代理)
    • [2.2 反向代理](#2.2 反向代理)
    • [2.3 正向与反向代理区别](#2.3 正向与反向代理区别)
  • [3. Nginx代理支持协议](#3. Nginx代理支持协议)
  • [4. Nginx反向代理场景实践](#4. Nginx反向代理场景实践)
  • [5. lb01安装部署nginx](#5. lb01安装部署nginx)

1. Nginx代理介绍

1）在没有代理的情况下，都是客户端直接请求服务端，服务端直接响应客户端。

2）租客租房，中介代理

3）在有代理模式的情况下，客户端往往无法直接向服务端发起请求，而是需要使用到中间代理服务，来实现客户端和服务通信。

4）为什么要使用代理功能？

  1. 提高访问效率。
  2. 承担单机无法处理的大并发流量请求。
  3. 满足7&24不宕机不丢数据需求。

2. Nginx代理常见模式

Nginx作为代理服务, 按照应用场景模式主要分为正向代理、反向代理两种模式

2.1 正向代理

*正向代理，早期的应用场景主要用于局域网内的电脑内部上网 ，主要解决的痛点是早期企业带宽有限 ，用户上网拥挤，速度慢，以及上网行为管理。目前带宽已不是问题，并且智能路由器等实现上网管理功能，因此正向代理应用已不那么流行了。

2.2 反向代理

反向代理的核心应用场景为用于公司后台网站集群架构中，客户端->代理<-->服务端，解决的主要痛点是单台机器无法承受大量并发用户的服务请求。需要有多台服务器同时处理请求。

2.3 正向与反向代理区别

1.服务的"对象"不同

正向代理代理的对象是局域网内的上网客户端，为其服务。

反向代理代理的对象是服务端，为上网的用户提供服务服务。

2.架设位置不同

正向代理架设在企业办公上网出口位置。

反向代理架设在企业网站服务器的前端。

3.代理作用不同

正向代理解决局域网上网提速、节约网站带宽、管控员工上网行为。

反向代理解决单台网站服务器撑不住流量并发问题，同时保障网站7X24不间断提供服务的需求。

3. Nginx代理支持协议

1.Nginx作为代理服务，可支持的代理协议非常的多，具体如下图

2.Nginx作为反向代理，常常会用到如下几种代理协议，如下图所示

Grpc:

链接: https://www.jianshu.com/p/9c947d98e192

链接: http://doc.oschina.net/grpc?t=58008

gRPC 一开始由 google 开发，是一款语言中立、平台中立、开源的远程过程调用(RPC)系统。

websocket

链接: https://www.zhihu.com/question/20215561

链接: https://baike.baidu.com/item/WebSocket/1953845?fr=aladdin

3.最后我将企业常用反向代理模式与Nginx反向代理模块对应关系总结如下表格

反向代理模式 Nginx反向代理模块
http、websocket、https ngx_http_proxy_module
fastcgi ngx_http_fastcgi_module
uwsgi ngx_http_uwsgi_module
grpc ngx_http_v2_module

4. Nginx反向代理场景实践

1）Nginx反向代理配置语法示例

bash 复制代码 
Syntax: proxy_pass URL;
Default: ---
Context: location, if in location, limit_except
#示例
proxy_pass http://localhost:8000/uri/
proxy_pass http://10.0.0.7:8000/uri/
proxy_pass http://unix:/tmp/backend.socket:/uri/

2）Nginx反向代理配置实例

角色 外网IP(NAT) 内网IP(LAN) 主机名
反向代理 eth0:10.0.0.5 eth1:172.16.1.5 lb01
Web服务 eth1:172.16.1.7 web01

3）web01、web02服务器, 分别配置虚拟主机

bash 复制代码 
#web01服务器配置测试虚拟主机
[root@web01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/01_test.etiantian.org.conf
#server{
#    listen 80;
#    server_name _default;
#    return 404;
#}

server {
    listen 80;
    server_name test.etiantian.org;
    charset utf-8;
    location / {
        root /usr/share/nginx/html/test;
        index index.html index.htm;
    }
}

[root@web01 conf.d]# mkdir /usr/share/nginx/html/test
[root@web01 conf.d]# echo "web01" >/usr/share/nginx/html/test/index.html
[root@web01 conf.d]# systemctl restart nginx
[root@web01 conf.d]# curl -H "Host:test.etiantian.org" 10.0.0.7
<html>
<head><title>404 Not Found</title></head>
<body>
<center><h1>404 Not Found</h1></center>
<hr><center>nginx/1.20.1</center>
</body>
</html>
[root@web01 conf.d]# curl -H "Host:test.etiantian.org" 10.0.0.7
web01

#web02服务器配置测试虚拟主机
[root@web02 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/01_test.etiantian.org.conf
server{
    listen 80;
    server_name _default;
    return 404;
}

server {
    listen 80;
    server_name test.etiantian.org;
    charset utf-8;
    location / {
        root /usr/share/nginx/html/test;
        index index.html index.htm;
        }
}

[root@web02 conf.d]# mkdir /usr/share/nginx/html/test
[root@web02 conf.d]# echo "web02" >/usr/share/nginx/html/test/index.html
[root@web02 conf.d]# systemctl restart nginx
[root@web02 conf.d]# curl -H "Host:test.etiantian.org" 10.0.0.8
<html>
<head><title>404 Not Found</title></head>
<body>
<center><h1>404 Not Found</h1></center>
<hr><center>nginx/1.20.1</center>
</body>
</html>
[root@web02 conf.d]# curl -H "Host:test.etiantian.org" 10.0.0.8
web02

4）proxy代理服务器, 配置监听eth0的80端口，使10.0.0.0网段的用户，能够通过代理服务器访问到后端的172.16.1.7的80端口站点内容

bash 复制代码 
[root@lb01 conf.d]# cat /etc/nginx/conf.d/blog.etiantian.org.conf
server {
    listen 80;
    server_name test.etiantian.org;
    location / {
        proxy_pass http://172.16.1.7:80;
        proxy_set_header Host $http_host; #nginx代理携带请求头请求后端Web节点
        }
}
[root@lb01 conf.d]# systemctl enable nginx
[root@lb01 conf.d]# systemctl start nginx

更多见day57-oldboy最牛.txt

5）抓包分析Nginx代理处理整个请求的过程

扩展作业

6）添加发往后端服务器的请求头信息, 如图

bash 复制代码 
Syntax: proxy_set_header field value;
Default: proxy_set_header Host $proxy_host;
proxy_set_header Connection close;
Context: http, server, location
# 客户端请求Host的值是blog.etiantian.org, 那么代理服务会像后端请求时携带Host变量为blog.etiantian.org
proxy_set_header Host $http_host;
# 将$remote_addr的值放进变量X-Real-IP中，$remote_addr的值为客户端的ip
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
# 客户端通过代理服务访问后端服务，后端服务会通过该变量会记录真实客户端地址
proxy_set_header X-Forwarded-For
$proxy_add_x_forwarded_for;

7）代理的向后端请求时使用的HTTP协议版本。默认1.0版本。如果使用长连接，建议调整为1.1版本协议。

bash 复制代码 
Syntax: proxy_http_version 1.0 | 1.1;
Default: proxy_http_version 1.0;
Context: http, server, location
This directive appeared in version 1.1.4.
# proxy_http_version 1.1;

8）代理到后端的TCP连接、响应、返回等超时时间, 如图

bash 复制代码 
#nginx代理与后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
Syntax: proxy_connect_timeout time;
Default: proxy_connect_timeout 60s;
Context: http, server, location

#nginx代理等待后端服务器的响应时间
Syntax: proxy_read_timeout time;
Default: proxy_read_timeout 60s;
Context: http, server, location

#后端服务器数据回传给nginx代理超时时间
Syntax: proxy_send_timeout time;
Default: proxy_send_timeout 60s;
Context: http, server, location

5. lb01安装部署nginx

  1. 使用官方仓库安装Nginx
bash 复制代码 
#yum install nginx -y 可能优先使用epel里的源，怎么确保我们配置的官方优先。
[root@web01 ~]# rpm -qa yum-plugin-priorities
[root@web02 ~]# yum install yum-plugin-priorities -y
[root@web01 ~]# cat /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
gpgcheck=0
priority=1  #增加优先参数，使得官方源优先epel源。

#安装Nginx
[root@web01 ~]# yum install nginx -y
  1. 配置Nginx进程运行的用户
bash 复制代码 
[root@web01 ~]# useradd -u1111 www -s /sbin/nologin -M
[root@web01 ~]# sed -i '/^user/c user www;' /etc/nginx/nginx.conf
[root@web01 ~]# grep "^user" /etc/nginx/nginx.conf
  1. 启动Nginx，并将Nginx加入开机自启
bash 复制代码 
[root@web01 ~]# systemctl start nginx
[root@web01 ~]# systemctl enable nginx

[root@web01 ~]# lsof -i :80 #查看端口对应的服务
[root@web01 ~]# nginx -v    #查看版本
nginx version: nginx/1.20.1 
[root@web01 ~]# curl 10.0.0.5 #welcome to Nginx 表示正常。

实验1：

bash 复制代码 
[root@lb01 conf.d]# vim 01_test.etiantian.org.conf 
server {
	listen 80;
	server_name test.etiantian.org;
	location / {
		proxy_pass http://172.16.1.7:80;
                proxy_set_header Host $http_host;
	}
}

[root@lb01 conf.d]# curl -H "Host:test.etiantian.org" 10.0.0.5
<html>
<head><title>404 Not Found</title></head>
<body>
<center><h1>404 Not Found</h1></center>
<hr><center>nginx/1.20.1</center>
</body>
</html>

实验2：

bash 复制代码 
[root@lb01 conf.d]# vim 01_test.etiantian.org.conf 
server {
	listen 80;
	server_name test.etiantian.org;
	location / {
	    proxy_pass http://172.16.1.7:80;
         proxy_set_header Host $http_host; #实现Nginx代理携带host字段请求节点。
	}
}

# 成功
[root@lb01 conf.d]# curl -H "Host:test.etiantian.org" 10.0.0.5
web01
  1. 拆分不同的后端服务器提供访问。
    1.动静分离。
    2.不同的动态业务分离。

网站集群：一个项目下的

bash 复制代码 
www.etiantian.org                   #
www.etiantian.org/dynamic/xx//xxxx  #动态服务器集群
www.etiantian.org/regi/xx//xxxx     #注册登录服务器集群
www.etiantian.org/regi/xx//xxxx     #手机服务器集群
......

二级页面：

bash 复制代码 
tongzhuang.etiantian.org  
neiyi.etiantian.org
image.etiantian.org

静态服务：独立域名

image.ett.com

bash 复制代码 
[root@web01 conf.d]# cat location01.etiantian.org.conf 
server {
	listen 80;
	server_name www.etiantian.org;
    #www.etiantian.org
    location / {
	    proxy_pass http://172.16.1.7:80;
         proxy_set_header Host $http_host;
    }
    #www.etiantian.org/dynamic/xx//xxxx  #动态服务器集群
    location /dynamic/ {
	    proxy_pass http://172.16.1.8:80; ##动态
         proxy_set_header Host $http_host;
    }
    #www.etiantian.org/regi/xx//xxxx     #注册登录服务器
    location ^~ /regi/ {
	    proxy_pass http://172.16.1.9:80; #注册登录服务器集群
         proxy_set_header Host $http_host;
    }
    #www.etiantian.org/regi/xx//xxxx     #手机服务器集群
    #location ^~ $http_user_agent = 安卓英文 {
	     proxy_pass http://172.16.1.9:80; ##手机服务器集群
          proxy_set_header Host $http_host;
    }
    ##静态
    location ~* \.(gif|jpg|jpeg)$ {
	    proxy_pass http://172.16.1.10:80;
         proxy_set_header Host $http_host;
    }
}
  1. 负载均衡 backend服务器池
    1）基本负载均衡实验
bash 复制代码 
[root@lb01 conf.d]# cat 01_test.etiantian.org.conf 
upstream backend {
    #server backend1.example.com       weight=5;
    #server backend2.example.com:8080;
    #server unix:/tmp/backend3;
    server 172.16.1.7        weight=2; #默认80端口
    server 172.16.1.8        weight=1; #默认80端口
    
    #server 8080.etiantian.org:8080     backup; #热备
    #server backup2.example.com:8080   backup; #热备
}

server {
	listen 80;
	server_name test.etiantian.org;
	location / {
		proxy_pass http://backend;
		#proxy_pass http://a.etiantian.org:80;
         proxy_set_header Host $http_host;
	}
}

配置web01:

bash 复制代码 
[root@web01 conf.d]# cat 01_test.etiantian.org.conf 
server{
	listen 80;
	server_name _default;
	return 404;
}

server {
    listen       80;
    server_name  test.etiantian.org;
    charset        utf-8;
    location / {
        root   /usr/share/nginx/html/test;
        index  index.html index.htm;
    }
}
server {
    listen       8080;
    server_name  test.etiantian.org;
    charset        utf-8;
    location / {
        root   /usr/share/nginx/html/test8080;
        index  index.html index.htm;
    }
}

配置web02:

bash 复制代码 
[root@web02 conf.d]# cat 01_test.etiantian.org.conf 
server{
	listen 80;
	server_name _default;
	return 404;
}

server {
    listen       80;
    server_name  test.etiantian.org;
    charset        utf-8;
    location / {
        root   /usr/share/nginx/html/test;
        index  index.html index.htm;
    }
}

systemctl restart nginx

# 实现效果：
[root@web02 conf.d]# curl -H "host:test.etiantian.org" 10.0.0.8
web02
[root@web02 conf.d]# curl -H "host:test.etiantian.org" 10.0.0.7
web01

结果：

bash 复制代码 
[root@lb01 conf.d]# for n in {1..100}; do curl test.etiantian.org;sleep 1;done
web01
web02
web01
web01
web02
web01
web01
web02

2）测试backup功能

bash 复制代码 
[root@lb01 conf.d]# cat 01_test.etiantian.org.conf 
upstream backend {
    #server backend1.example.com       weight=5;
    #server backend2.example.com:8080;
    #server unix:/tmp/backend3;
    server 172.16.1.7        weight=2; #默认80端口
    server 172.16.1.8        weight=1; #默认80端口
    
    #server 8080.etiantian.org:8080     backup; #热备
    #server backup2.example.com:8080   backup; #热备
}
server {
	listen 80;
	server_name test.etiantian.org;
	location / {
		proxy_pass http://backend;
		#proxy_pass http://a.etiantian.org:80;
         proxy_set_header Host $http_host;
	}
}

#host解析

bash 复制代码 
[root@lb01 conf.d]# grep 80 /etc/hosts
172.16.1.7 web01 8080.etiantian.org

关掉web02 nginx:pkill nginx，然后回到lb01访问
[root@lb01 conf.d]# for n in {1..100}; do curl test.etiantian.org;sleep 1;done
web02
web02
web02
web01-8080
web01-8080
web01-8080
web02
web02
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