Nginx系列05(负载均衡、动静分离)

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[Nginx 负载均衡](#Nginx 负载均衡)

[Nginx 动静分离](#Nginx 动静分离)


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192.168.1.100192.168.1.101192.168.1.102,运行的端口都是8080,通过 Nginx 进行负载均衡配置如下:
bash 复制代码
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:
bash 复制代码
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。

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