Nginx 反向代理与负载均衡核心内容总结

Gss7772025-09-29 12:30

Nginx 反向代理与负载均衡核心内容总结

一、核心概念解析

1. 代理基础

代理是连接被代理角色与目标角色的渠道，类似专卖店作为厂家（被代理方）与用户（目标方）的中间枢纽，可分为正向代理与反向代理两种核心模式

2. 正向代理

  • 场景：如客户端需访问境外网站，通过可访问该网站的代理服务器中转请求
  • 特点：客户端明确目标服务器地址；目标服务器仅知晓请求来自代理服务器，隐藏真实客户端信息

3. 反向代理

  • 场景：Nginx 接收客户端请求后，按规则分发至后端多台业务服务器处理
  • 特点：客户端明确，但请求具体由哪台后端服务器处理未知；隐藏后端服务器信息，多用于服务器集群部署
  • 实际应用：常与正向代理结合使用 ------ 正向代理客户端请求访问目标服务器，该目标服务器实为反向代理，连接多台真实业务服务器

二、Nginx 核心功能实现

1. 动静分离

  • 原理：反向代理时，静态资源直接从 Nginx 发布路径读取，无需请求后端服务器，提升响应效率。
  • 关键保障：需保证前后端程序一致性，可通过 Rsync 自动同步，或 NFS、MFS 分布式共享存储实现资源统一
  • 依赖模块 ：Http Proxy 模块为核心，常用proxy_pass（转发请求）和proxy_cache（缓存资源）指令；使用proxy_cache需安装时集成第三方ngx_cache_purge模块，用于清除指定 URL 缓存，安装命令为./configure --add-module=.../ngx_cache_purge-1.0 ...

2. 负载均衡

  • 实现基础 ：通过upstream模块定义后端服务器集群，该模块需配置在http段内
  • 核心策略
    1. weight 轮询（默认） ：请求按顺序分配至后端服务器，某服务器宕机时 Nginx 自动剔除，不影响服务。可通过weight参数调整分配权重，值越大被分配请求的几率越高，适配不同硬件配置的服务器
    2. ip_hash ：基于客户端 IP 的 hash 结果分配服务器，固定 IP 客户端始终访问同一服务器，可解决集群 session 共享问题。移除故障服务器时需标记为down，不可直接删除配置，避免 hash 算法重算导致会话或缓存失效

三、Nginx 实战案例

1. 负载均衡配置案例

  • 环境准备

    主机 IP 地址 安装软件 系统
    Nginx 192.168.100.10 Nginx Centos7
    Rs1 192.168.100.20 Httpd Centos7
    Rs2 192.168.100.30 Httpd Centos7
    • 所有主机关闭防火墙和 selinux，配置好 yum 仓库；Rs1、Rs2 安装 Httpd 并创建测试页面（分别输出 "this is rs1""this is rs2"），启动并设置开机自启

  • 核心配置

    1. 基础轮询配置：在 Nginx 的

      复制代码 
      nginx.conf

      中定义

      复制代码 
      upstream

      集群，通过

      复制代码 
      proxy_pass

      转发请求

      nginx

      nginx 复制代码 
      http {
    upstream webserver {
        server 192.168.100.20;
        server 192.168.100.30;
    }
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://webserver;
        }
    }
}

    2. 权重配置：为 Rs1 设置权重 2，实现 2:1 的请求分配

      nginx

      nginx 复制代码 
      upstream webserver {
    server 192.168.100.20 weight=2;
    server 192.168.100.30;
}

    3. 非默认端口配置：若 Rs1 使用 8080 端口，需在配置中明确指定

      nginx

      nginx 复制代码 
      upstream webserver {
    server 192.168.100.20:8080 weight=2;
    server 192.168.100.30:80;
}

    4. ip_hash 配置：添加

      复制代码 
      ip_hash

      指令实现基于 IP 的固定分配

      nginx

      nginx 复制代码 
      upstream webserver {
    ip_hash;
    server 192.168.100.20:8080 weight=2;
    server 192.168.100.30:80;
}

  • 测试与重载 ：通过nginx -t验证配置正确性，nginx -s reload重载配置，访问 Nginx 地址可看到请求按规则分配

2. 动静分离配置案例

  • 环境扩展：新增 Tomcat 主机（192.168.100.40），部署测试页面（输出 "Hello World"）

  • 核心配置 ：定义静态资源集群（Rs1、Rs2）和 Tomcat 集群，通过不同location分发请求

    nginx

    nginx 复制代码 
    http {
    upstream static {
        server 192.168.100.20;
        server 192.168.100.30;
    }
    upstream tomcat {
        server 192.168.100.40:8080;
    }
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://static; # 静态资源请求转发至static集群
        }
        location /test {
            proxy_pass http://tomcat; # 动态请求转发至Tomcat
        }
    }
}

  • 测试效果 ：访问 Nginx 根路径获取静态页面，访问/test路径获取 Tomcat 动态页面，实现动静分离

具体详细示例：

三台主机都关闭防火墙和selinux，还需要配置好yum仓库

nginx主机已部署nginx服务

rs1主机上，安装httpd，然后添加一个测试网页：

复制代码 
[root@rs1 ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@rs1 yum.repos.d]# ls
sy.repo
[root@rs1 yum.repos.d]# cat sy.repo 
[aa]
name=aa1
baseurl=file:///mnt
enabled=1
gpgcheck=0
[root@rs1 yum.repos.d]# mount /dev/cdrom /mnt/
mount: /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[root@rs1 yum.repos.d]# yum -y install httpd

[root@rs1 yum.repos.d]# echo "RS1" > /var/www/html/index.html
[root@rs1 yum.repos.d]# systemctl restart httpd
[root@rs1 yum.repos.d]# systemctl enable httpd

rs2主机上，安装httpd，然后添加一个测试网页：

复制代码 
[root@rs2 ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@rs2 yum.repos.d]# ls
CentOS-Base.repo  CentOS-Debuginfo.repo  CentOS-Media.repo    CentOS-Vault.repo
CentOS-CR.repo    CentOS-fasttrack.repo  CentOS-Sources.repo
[root@rs2 yum.repos.d]# rm -rf *
[root@rs2 yum.repos.d]# vim sy.repo
[aa]
name=aa1
baseurl=file:///mnt
enabled=1
gpgcheck=0
~  
[root@rs2 yum.repos.d]# mount /dev/cdrom /mnt/
mount: /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[root@rs2 yum.repos.d]# yum -y install httpd

[root@rs2 yum.repos.d]# echo "RS2" > /var/www/html/index.html
[root@rs2 yum.repos.d]# systemctl restart httpd
[root@rs2 yum.repos.d]# systemctl enable httpd
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.

在nginx主机上，修改配置文件，设置负载均衡

在http{}中配置upstream：

复制代码 
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream webserver {
        server 192.168.100.20;
        server 192.168.100.30;
    }

        location / {
                proxy_pass http://webserver;
        }

测试配置文件是否正确，然后重载nginx：

复制代码 
[root@nginx ~]# nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[root@nginx ~]# nginx -s reload

测试访问：

设置权重，如果想其中一台后端真实服务器，多承担一些访问量，可以去设置weight权重：

复制代码 
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream webserver {
        server 192.168.100.20 weight=2;
        server 192.168.100.30;
    }

重载nginx并测试访问，此时会发现100.20主机（rs1），访问时，访问的2次后，才轮询到rs2中：

复制代码 
[root@nginx ~]# nginx -s reload

三台主机都是使用80端口，所以，在nginx配置文件中的upstream中，对应的真实后端服务器，我们并没有设置端口。如果其中某台后端服务器使用8080端口呢？我们如何进行设置，rs1为8080端口，rs2为80端口

首先修改rs1的httpd服务，侦听8080端口，并重启httpd服务：

复制代码 
[root@rs1 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf 
Listen 8080
[root@rs1 ~]# systemctl restart httpd

在nginx中：

复制代码 
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream webserver {
        server 192.168.100.20:8080;
        server 192.168.100.30;
    }
[root@nginx ~]# nginx -s reload

测试访问：

ip_hash配置：

复制代码 
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream webserver {
        ip_hash;
        server 192.168.100.20:8080;
        server 192.168.100.30;
    }
[root@nginx ~]# nginx -s reload

ip_hash这种负载均衡模式根据个人理解就是：例如多个用户通过nginx访问到了后端的httpd集群中，这个时候因为有不同用户，所以ip也不同，ip+hash算法计算的hash值都传到了httpd，nginx就记录了这个ip和hash值，那么下次同一个ip过来还是会分配到这个httpd的

如果在集群中的某台服务器出现故障，我们想要从nginx的集群配置中移除掉，我们不可以直接的将那一行删掉，比如server 192.168.100.10:8080 weight=2;删掉，如果直接删掉会导致nginx的hash算法重新计算，那么用户的会话或者说缓存都会失效掉，所以这里如果不用这台服务器，直接比较为down即可，也就是 server 192.168.100.10:8080 down 这么做就可以了

动静分离nginx+tomcat 还是基于上面的环境添加一台tomcat

Tomcat：192.168.100.40

部署tomcat：

上传压缩包并解压：

复制代码 
[root@client ~]# rz -E
rz waiting to receive.
[root@client ~]# ls
anaconda-ks.cfg               Documents             Music     Templates
apache-tomcat-10.0.23.tar.gz  Downloads             Pictures  Videos
Desktop                       initial-setup-ks.cfg  Public
[root@client ~]# tar -zxvf apache-tomcat-10.0.23.tar.gz -C /usr/local/

[root@client ~]# cd /usr/local/
[root@client local]# ls
apache-tomcat-10.0.23  bin  etc  games  include  lib  lib64  libexec  sbin  share  src
[root@client local]# ln -s apache-tomcat-10.0.23/ tomcat
[root@client local]# cd tomcat/
[root@client tomcat]# ls
bin           conf             lib      logs    README.md      RUNNING.txt  webapps
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE  NOTICE  RELEASE-NOTES  temp         work
[root@client tomcat]# cd webapps/
[root@client webapps]# ls
docs  examples  host-manager  manager  ROOT
[root@client webapps]# cd ROOT/
[root@client ROOT]# ls
asf-logo-wide.svg  bg-middle.png  bg-upper.png  index.jsp          tomcat.css  WEB-INF
bg-button.png      bg-nav.png     favicon.ico   RELEASE-NOTES.txt  tomcat.svg
[root@client ROOT]# ls
asf-logo-wide.svg  bg-middle.png  bg-upper.png  index.jsp          tomcat.css  WEB-INF
bg-button.png      bg-nav.png     favicon.ico   RELEASE-NOTES.txt  tomcat.svg
[root@client ROOT]# cp index.jsp index.jsp.bak
[root@client ROOT]# vim index.jsp

<html>
<head>
        <title>test page</title>
</head>
<body>
        <%
                out.println("Hello,World");
        %>
</body> 
</html>
~ 
[root@client ROOT]# cd ..
[root@client webapps]# cd ..
[root@client tomcat]# ls
bin           conf             lib      logs    README.md      RUNNING.txt  webapps
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE  NOTICE  RELEASE-NOTES  temp         work
[root@client tomcat]# bin/catalina.sh start
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Using CATALINA_OPTS:   
Tomcat started.
[root@client tomcat]# ss -anlt
State      Recv-Q Send-Q Local Address:Port               Peer Address:Port              
LISTEN     0      128               *:111                           *:*                  
LISTEN     0      128               *:6000                          *:*                  
LISTEN     0      5      192.168.122.1:53                            *:*                  
LISTEN     0      128               *:22                            *:*                  
LISTEN     0      128       127.0.0.1:631                           *:*                  
LISTEN     0      100       127.0.0.1:25                            *:*                  
LISTEN     0      128       127.0.0.1:6010                          *:*                  
LISTEN     0      128              :::111                          :::*                  
LISTEN     0      100              :::8080                         :::*                  
LISTEN     0      128              :::6000                         :::*                  
LISTEN     0      128              :::22                           :::*                  
LISTEN     0      128             ::1:631                          :::*                  
LISTEN     0      100             ::1:25                           :::*                  
LISTEN     0      128             ::1:6010                         :::*                  
LISTEN     0      1      ::ffff:127.0.0.1:8005                         :::*             [root@client webapps]# mkdir test
[root@client webapps]# cp ROOT/index.jsp test/

部署完成后，测试访问以下tomcat的测试网页：

配置nginx，设置动静分离：

复制代码 
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    upstream static {
        server 192.168.100.20;
        server 192.168.100.30;
    }
    upstream tomcat{
        server 192.168.100.40:8080;
    }

  server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
                proxy_pass http://static;
        }
        location /test {
                proxy_pass http://tomcat;
        }
[root@nginx ~]# nginx -s reload
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