Nginx高性能配置与反向代理负载均衡实现原理

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#Nginx 是什么

Nginx 是异步框架的网页服务器,也可以用作反向代理、负载平衡器和 HTTP 缓存。大部分 Web 服务器使用 Nginx,通常作为负载均衡器。Nginx 是免费的开源软件,根据类 BSD 许可证的条款发布。

为什么要用nginx,nginx有什么特点?

核心特点:高并发请求的同时保持高效的服务 热部署 低内存消耗 处理响应请求很快 具有很高的可靠性 同时,nginx也可以实现高效的反向代理、负载均衡。

前端可以用nginx做些什么?

搭建静态资源服务器 反向代理分发后端服务(可以和nodejs搭配实现前后端分离)和跨域问题 根据User Agent来重定向站点 开发环境或测试环境切换(切换host) url重写,使用rewrie规则本地映射 资源内容篡改 获取cookie做分流 资源合并 gzip压缩 压缩图片 sourceMap调试

Nginx反向代理的指令不需要新增额外的模块,默认自带proxy_pass指令,只需要修改配置文件就可以实现反向代理。 配置前的准备工作,后端跑apache服务的ip和端口,也就是说可以通过http://ip:port能访问到你的网站。

然后就可以新建一个redis.conf,加入如下内容,记得修改ip和域名为你的ip和域名。

目录结构如下

├── nginx.conf └── redis.conf

修改nginx.conf主配置文件,添加 include redis.conf 到http{}段, reload nginx就可以了。

redis.conf文件如下:

## Basic reverse proxy server ##

## Apache backend for www.redis.com.cn ##

upstream apachephp  {

    server ip:8080; #Apache

}


## Start www.redis.com.cn ##

server {

    listen 80;

    server_name  www.redis.com.cn;

 
    access_log  logs/redis.access.log  main;

    error_log  logs/redis.error.log;

    root   html;

    index  index.html index.htm index.php;

 

    ## send request back to apache ##

    location / {

        proxy_pass  http://apachephp;

 

        #Proxy Settings

        proxy_redirect     off;

        proxy_set_header   Host             $host;

        proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;

        proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;

        proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;

        proxy_max_temp_file_size 0;

        proxy_connect_timeout      90;

        proxy_send_timeout         90;

        proxy_read_timeout         90;

        proxy_buffer_size          4k;

        proxy_buffers              4 32k;

        proxy_busy_buffers_size    64k;

        proxy_temp_file_write_size 64k;

   }

}

反向代理的基本原理

反向代理服务器通常有两种模型,它可以作为内容服务器的替身,也可以作为内容服务器集群的负载均衡器。

如果您的内容服务器具有必须保持安全的敏感信息,如信用卡号数据库,可在防火墙外部设置一个代理服务器作为内容服务器的替身。当外部客户机尝试访问内容服务器时,会将其送到代理服务器。实际内容位于内容服务器上,在防火墙内部受到安全保护。代理服务器位于防火墙外部,在客户机看来就像是内容服务器。 当客户机向站点提出请求时,请求将转到代理服务器。然后,代理服务器通过防火墙中的特定通路,将客户机的请求发送到内容服务器。内容服务器再通过该通道将结果回传给代理服务器。代理服务器将检索到的信息发送给客户机,好像代理服务器就是实际的内容服务器(参见图 2)。如果内容服务器返回错误消息,代理服务器会先行截取该消息并更改标头中列出的任何 URL,然后再将消息发送给客户机。如此可防止外部客户机获取内部内容服务器的重定向 URL。

这样,代理服务器就在安全数据库和可能的恶意攻击之间提供了又一道屏障。与有权访问整个数据库的情况相对比,就算是侥幸攻击成功,作恶者充其量也仅限于访问单个事务中所涉及的信息。未经授权的用户无法访问到真正的内容服务器,因为防火墙通路只允许代理服务器有权进行访问。

可以在一个组织内使用多个代理服务器来平衡各 Web 服务器间的网络负载。在此模型中,可以利用代理服务器的高速缓存特性,创建一个用于负载平衡的服务器池。此时,代理服务器可以位于防火墙的任意一侧。如果 Web 服务器每天都会接收大量的请求,则可以使用代理服务器分担 Web 服务器的负载并提高网络访问效率。

对于客户机发往真正服务器的请求,代理服务器起着中间调停者的作用。代理服务器会将所请求的文档存入高速缓存。如果有不止一个代理服务器,DNS 可以采用“循环复用法”选择其 IP 地址,随机地为请求选择路由。客户机每次都使用同一个 URL,但请求所采取的路由每次都可能经过不同的代理服务器。 可以使用多个代理服务器来处理对一个高用量内容服务器的请求,这样做的好处是内容服务器可以处理更高的负载,并且比其独自工作时更有效率。在初始启动期间,代理服务器首次从内容服务器检索文档,此后,对内容服务器的请求数会大大下降。

反向代理

明白了什么是正向代理,我们继续看关于反向代理的处理方式,举例如我大天朝的某宝网站,每天同时连接到网站的访问人数已经爆表,单个服务器远远不能满足人民日益增长的购买欲望了,此时就出现了一个大家耳熟能详的名词:分布式部署;也就是通过部署多台服务器来解决访问人数限制的问题;某宝网站中大部分功能也是直接使用nginx进行反向代理实现的,并且通过封装nginx和其他的组件之后起了个高大上的名字:Tengine 那么反向代理具体是通过什么样的方式实现的分布式的集群操作呢,我们先看一个示意图:

通过上述的图解大家就可以看清楚了,多个客户端给服务器发送的请求,nginx服务器接收到之后,按照一定的规则分发给了后端的业务处理服务器进行处理了。此时~请求的来源也就是客户端是明确的,但是请求具体由哪台服务器处理的并不明确了,nginx扮演的就是一个反向代理角色

反向代理,主要用于服务器集群分布式部署的情况下,反向代理隐藏了服务器的信息!

项目场景

通常情况下,我们在实际项目操作时,正向代理和反向代理很有可能会存在在一个应用场景中,正向代理代理客户端的请求去访问目标服务器,目标服务器是一个反向单利服务器,反向代理了多台真实的业务处理服务器。具体的拓扑图如下:

2. 负载均衡

我们已经明确了所谓代理服务器的概念,那么接下来,nginx扮演了反向代理服务器的角色,它是以依据什么样的规则进行请求分发的呢?不用的项目应用场景,分发的规则是否可以控制呢?

这里提到的客户端发送的、nginx反向代理服务器接收到的请求数量,就是我们说的负载量

请求数量按照一定的规则进行分发到不同的服务器处理的规则,就是一种均衡规则

所以~将服务器接收到的请求按照规则分发的过程,称为负载均衡。

负载均衡在实际项目操作过程中,有硬件负载均衡和软件负载均衡两种,硬件负载均衡也称为硬负载,如F5负载均衡,相对造价昂贵成本较高,但是数据的稳定性安全性等等有非常好的保障,如中国移动中国联通这样的公司才会选择硬负载进行操作;更多的公司考虑到成本原因,会选择使用软件负载均衡,软件负载均衡是利用现有的技术结合主机硬件实现的一种消息队列分发机制

好了各位,今天的面试题就先到这里了。

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