Nginx基础（03）

Nginx基础（02）

Nginx调度器

Nginx调度器是一种负载均衡工具,可以将客户端请求分配到多个后端服务器上,以提高系统的可用性和性能。

• Nginx的作用

  • web服务器
  • 反响代理服务器

• 代理服务器相当于/中介

• 代理服务器的过程

  • 客户端访问代理服务器要页面

  • 代理服务器没有页面

  • 代理服务器帮你访问服务器

  • 由后台服务器把访问结果交回代理服务器

  • 代理服务器把结果传回客户端

• 代理服务器也叫 调度器

• 调度器 : 负载均衡 / 健康检查

  • **负载均衡 : **

    • 将客户端的并发访问量均衡的分配给够台服务器
    • 对于高并发量来说 , 负载均衡旧显得重要

  • **健康简称 : **

    • 时不时检查后台服务器的健康状态

    • 发现了服务器有问题就不会把客户端的请求发送给它 ( 默认每10秒再检测 )

    • 服务器健康状态则处理客户端请求

• Nginx 调度算法

  • 轮询 : 逐一循环调度(默认)

  • weight : 指定轮询机率 , 权重值和访问比率成正比

  • ip_hash : 根据客户端IP分配固定的后端服务器

• Nginx 服务器组主机状态

  • **[ down ] : **表示当前server暂时不参与负载

  • **[ max_fails ] : **允许请求失败的次数 ( 默认为1 )

  • **[ fail_timeout ] : **max_fails 次失败后 , 暂停提供服务的时间

• Nginx 反向代理语法

  • 定义源服务器组
    • upstream xxx{ sever 192.xxx.xxx.xxx:80; }
  • 调用服务组
    • server{ ... ... proxy_pass http://xxx; ... ... }

• Nginx支持的调度器

  • HTTP反向代理 : 7层代理 OSI应用层

    • 处理网络任务

  • TCP/UDP调度 : 4层代理 TCP/UDP , 第四层传输层的传输协议代理

    • 处理数据任务

Web反向代理

• 功能

  • 后端web服务器两台 , 可以使用httpd

  • Nginx采用轮询方式调用后端Web服务器

  • 两台Web服务器的权重要求生物质不同的值

  • 最大失败次数为2 , 失败超时时间为30秒

1. 部署实施后端Web服务器

环境准备，同网段要互通，检查yum

安装 : vim net-tools bash-completion psmisc httpd

1) 部署后端 web1 服务器

写入 /var/www/html/index.html

2)部署后端 web2 服务器

写入 /var/www/html/index.html

3)主机测试连接

curl web1 web2

2. 配置Nginx服务器 , 添加服务器池

重置Nginx

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

  vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
    .. ..
    http {
    .. ..
    #使用upstream定义后端服务器集群，集群名称任意(如webserver)
    #使用server定义集群中的具体服务器和端口
    upstream webserver {
                    server 192.168.99.100:80;
                    server 192.168.99.200:80;
            }
    .. ..
    server {
            listen        80;
            server_name  localhost;
                location / {
                .. ..
    #通过proxy_pass将用户的请求转发给webserver集群
                proxy_pass http://webserver;
                .. ..
            }
    }
    .. ..
    }
    
	/usr/local/nginx/sbin/ngiipnx -s reload

curl多次访问proxy主机可以看到网站的轮询效果

3. 配置 upstream 服务器集群池属性

1) 设置权限

[ weight ]可以设置后台服务器的权重，权重越大任务的分配量就越大

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
upstream webserver {
                server 192.168.99.100 weight=2;  #设置权重为2
                server 192.168.99.200;           #默认权重为0 
        }
        	# 优先调用权重为2的 192.168.99.100 服务器
        /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

2) 优化健康检查

[ max_fails ] 可以设置后台服务器的失败次数 , 默认 1 次

[ fail_timeout ] 可以设置后台服务器的失败超时时间 , 默认 10 秒

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
upstream webserver {
                server 192.168.99.100;
                server 192.168.99.200 max_fails=2 fail_timeout=30;
        }
        	#失败次数 2 , 失败超时时间30秒
        /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

测试时，先将web2的httpd服务关闭，回到proxy访问集群页面curl 192.168.99.5

只会显示web1的页面，此时即使将web2的httpd服务开启也无效，因为要等

待30秒

4. 配置 upsteam 服务器集群的调度算法

1) 设置相同客户端访问相同Web服务器

• [ ip_hash ] : 根据IP地址固定后端服务器

  vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
  upstream webserver {
  ip_hash; #根据客户端IP分配固定的后端服务器
  server 192.168.99.100 ;
  server 192.168.99.200 ;
  }
  /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

客户端使用浏览器访问代理服务器测试只会见到一个页面

添加 down 标记

[ down ] 标记可以让集群主机暂时不参加集体活动

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
upstream webserver {
                server 192.168.99.100 ;
                server 192.168.99.200 down;  #暂时不参与任务分配
        }
	/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

客户端使用浏览器访问代理服务器测试只会见到192.168.99.100

TCP/UDP 调度器

• 四层代理 , 第四层的传输层代理

• 功能

  • 后端SSH服务器两台

  • Nginx 编译安装时需要使用 --with-stream , 开启 ngx_stream_core_module模块

  • Nginx 采用轮询的方式调用后端 SSH 服务器

1. 部署四层代理Nginx服务器

Nginx-1.9 版本以前Nginx没有第四层代理功能

现Nginx默认不存在 第四层代理功能 , 需要安装

Nginx-1.22版本 的 [ ./configure ] 设置需要添加 [ --with-stream ]

    [root@proxy nginx]# cd ~/lnmp_soft/nginx-1.22.1/
    [root@proxy nginx-1.22.1]# killall nginx
    [root@proxy nginx-1.22.1]# rm -rf /usr/local/nginx/
    [root@proxy nginx-1.22.1]# ./configure   \
    > --with-stream                                  #开启4层代理功能
    [root@proxy nginx-1.22.1]# make && make install       编译并安装
    [root@proxy nginx-1.22.1]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V   
    												#查看安装模块情况

2. 配置Nginx服务器 , 添加服务器池

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

新添加的内容不在 http函数内 , 属于网络外的操作 , 新添加 stream 函数.

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
stream {
            upstream backend {
               server 192.168.99.100:22;    #后端SSH服务器的IP和端口
               server 192.168.99.200:22;
}
            server {
                listen 12345;                    #Nginx监听的端口
                 proxy_pass backend;
             }
}
http {
.. ..
}
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

Nginx 优化

• 优化服务器性能

  1. 自定义返回客户端 404 错误页面

  2. 查看服务器状态信息

  3. 解决客户端访问服务器提示 "Too many open files"

  4. 解决客户端访问头部信息过长

  5. 客户端浏览器缓存数据

• 测试客户端性能

  1. 使用ab压力测试软件并发量

  2. 编写测试脚本生成头部信息并访问

  3. 客户端访问不存在的页面 , 测试404错误页面是否重定向

1. 自定义报错页面

• HTTP常见错误代码

• [ 200 ] 正常

• [ 301 & 302 ] 重定向

• [ 400 ] 请求语法错误

• [ 401 ] 访问被拒绝

• [ 403 ] 禁止访问

• [ 404 ] 资源找不到

• [ 414 ] 请求URI头部太长

• [ 500 ] 服务器内部错误

• [ 502 ] 代理服务器无法正常获取下一个服务器的正常应答

1) 优化前 , 查看404代码

客户端使用浏览器访问不存在的页面，会提示404文件未找到

2)修改Nginx配置文件 , 自定义报错页面

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
.. ..
        charset utf-8;                    #仅在需要中文时修改该选项
error_page   404  /test.jpg;    
						#自定义错误页面为一张图片，图片可以从真机拷入
						#图片文件放在/usr/../nginx/html下
.. ..

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

优化后，客户端再次使用浏览器访问不存在的页面，会看到图片

2. 查看服务器状态信息

1) 安装Nginx模块

编译安装时使用[ --with-http_stub_status_module ]开启状态页面模块

    [root@proxy nginx]# cd ~/lnmp_soft/nginx-1.22.1/
    [root@proxy nginx-1.22.1]# ./configure   \
    > --with-stream                                #开启4层代理模块
    > --with-http_stub_status_module              #开启status状态页面
    [root@proxy nginx-1.22.1]# make     #编译
    [root@proxy nginx-1.22.1]# killall  nginx
    [root@proxy nginx-1.22.1]# cp  objs/nginx \ /usr/local/nginx/sbin/   #覆盖原文件
    [root@proxy nginx-1.22.1]# /usr/local/nginx/sbin/nginx   #开启nginx

2) 修改Nginx配置文件 , 定义状态页面

cat /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
... ...
location /status {
                stub_status on;
                 #allow IP地址;     #只允许对应IP地址的人查看
                 #deny all;		   #拒绝对应的人查看
        }
... ...
 /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

3) 查看状态页面信息

curl  http://192.168.99.5/status
Active connections: 1 
server accepts handled requests
 10 10 3 
Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 0

Active connections：当前活动的连接数量。

​ Accepts：已经接受客户端的连接总数量。

​ Handled：已经处理客户端的连接总数量。

​ Requests：客户端发送的请求数量。

Reading：当前服务器正在读取客户端请求头的数量。

Writing：当前服务器正在写响应信息的数量。

Waiting：当前多少客户端在等待服务器的响应。

3. 优化Nginx并发量

1) 优化前使用ab高并发测试

• 使用 Web1 或 proxy 自己作为海量客户

• 防火墙与SELinux都关闭

  [root@proxy ~]# ab -n 100 -c 100 http://192.168.99.5/
  # -n任务量，-c是连接数
  ...
  ...
  100% #成功
  [root@proxy ~]# ab -n 2000 -c 2000 http://192.168.99.5/
  Benchmarking 192.168.99.5 (be patient)
  socket: Too many open files (24) #失败

2)修改Nginx配置文件 , 增加并发量

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
.. ..
worker_processes  2;                    #与CPU核心数量一致
events {
worker_connections 50000;        #每个worker最大并发连接数
}
.. ..
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

3) 优化Linux内核参数 (最大文件数量)

[root@proxy ~]# ulimit -n                        #查看最大文件数量
[root@proxy ~]# ulimit -n 100000                #临时设置最大文件数量
[root@proxy ~]# vim /etc/security/limits.conf
    .. ..
*               soft    nofile            100000
*               hard    nofile            100000

配置文件 [ /etc/security/limits.conf ]

• 该配置文件分4列，分别如下：
• 用户或组 硬限制或软限制 需要限制的项目 限制的值

4) 优化后测试服务器并发量

ab -n 2000 -c 2000 http://192.168.99.5/

4. 优化Nginx数据包缓存 , 支持超长地址

• 优化前 , 使用脚本制作超长头部请求是否能获得响应
• 默认情况下nginx无法支持长地址栏 , 会报414错误

1) 超长地址脚本

cat lnmp_soft/buffer.sh 
#!/bin/bash
URL=http://192.168.99.5/index.html?
for i in {1..5000}
do
    URL=${URL}v$i=$i
done
curl $URL                  #经过5000次循环后，生成一个超长的URL地址

 ./buffer.sh
.. ..
<center><h1>414 Request-URI Too Large</h1></center>        #访问失败

2) 修改Nginx配置文件 , 增加数据包头部缓存大小

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
.. ..
http {
client_header_buffer_size    200k;        #请求包头信息的缓存大小    
large_client_header_buffers  4 200k;   #大请求包头部信息的缓存个数与容量
.. ..
}

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

3) 优化后 , 使用脚本测试

 ./buffer.sh

5. 浏览器本地缓存静态数据

1) 浏览器界面操作清空历史记录/缓存

2 )修改Nginx配置文件 , 定义对静态页面的缓存时间

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
location ~* \.(jpg|jpeg|gif|png|css|js|ico|xml)$ {
expires        30d;            #定义客户端缓存时间为30天
}
}
    /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

3) 优化后使用浏览器访问图片 , 查看缓存

http://192.168.99.5/day.jpg

在firefox地址栏内输入about:cache，查看本地缓存数据，查看是否有图片以及过期时间是否正确。