WEB集群之Nginx

技术目标

• 理解常见的WEB服务

• 理解Nginx的作用

• 掌握nginx常见的配置文件

• 搭建web站点

• ngx处理用户请求流程

• ngx常用功能与模块

一、WEB服务

WEB服务:网站服务,部署并启动了这个服务,你就可以搭建一个网站.

WEB中间件: 等同于WEB服务

中间件:范围更加广泛,指的负载均衡之后的服务.

数据库中间件:数据库缓存,消息对列

常见网站服务

二、Nginx概述

Nginx是一款轻量级和高性能的 Web 服务器、反向代理服务器、电子邮件（IMAP/POP3/SMTP）代理服务器，是带有 BSD-like 协议的开源产品

Nginx(发音同 engine x)是一款基于异步框架的轻量级/高性能的Web 服务器/反向代理服务器/缓存服务器[静态文件服务]/电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器，并在一个BSD-like 协议下发行。由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev(伊戈尔·赛索耶夫)所开发，最初供俄国大型网站Rambler.ru及搜寻引擎Rambler使用。

2.1Nginx特点

  优点：

• 高并发量：基于 epoll/kqueue 模型开发，支持高并发量，官方说其支持高达 5w 并发连接数的响应

• 内存消耗少：善于处理静态文件，相较于其他web(比如：apache),占用更少的内存及资源

• 简单稳定：配置简单(一个conf文件),运行简单(nginx命令)，而且运行稳定

• 模块化程度高：功能模块插件化设计，可以自由配置相应的功能。[如：负载均衡]

• 支持Rwrite重写规则：能够根据域名、URL等请求关键点，实现定制化的高质量分发。

• 低成本：Nginx的负载均衡功能很强大而且免费开源，相较于几十万的硬件负载均衡器成本相当低。

• 支持多系统：Nginx代码完全用C语言从头写成，可以在各系统上编译并使用。

   缺点：

• 动态处理差：nginx善于处理静态文件，但是处理动态页面相较于Apache之类重量级的web软件能力稍欠缺。

• rewrite弱：虽然nginx支持rewrite功能多，但是相较于Apache之类重量级的web软件能力稍欠缺。

2.2 反向代理

Reverse Proxy

• 位于服务器端和客户端之间，主要用于服务器端的负载均衡、缓存静态内容、加密和SSL加速、安全防护等。

• 服务器主动使用代理服务器，客户端不知道实际提供服务的服务端。

• 常用于网站后端，将客户端的请求转发到内部服务器，然后将响应返回给客户端，对外表现为统一的服务地址。

当我们在外网访问百度的时候，其实会进行一个转发，代理到内网去，这就是所谓的反向代理，即反向代理“代理”的是服务器端，而且这一个过程对于客户端而言是无感的。

2.3 负载均衡

负载均衡（Load Balance），意思是将负载（工作任务，访问请求）进行平衡、分摊到多个操作单元（服务器，组件）上进行执行。是达到高性能，解决单点故障（高可用），增加扩展性（水平伸缩）的终极解决方案。

举个事例，在早高峰乘地铁时候，紧挨小区的地铁口人特别多，一般会有限流，还会有个地铁工作人员用大喇叭在喊“着急的人员请走B口，B口人少车空”。那么，地铁工作人员就是负责负载均衡的。

为了提升网站的各方面能力，我们一般会把多台机器组成一个集群对外提供服务。然而，一般网站对外提供的访问入口都是一个。比如 www.taobao.com，当用户在浏览器输入 www.taobao.com 的时候如何将用户的请求分发到集群中不同的机器上呢？这就是负载均衡在做的事情。

如下图中的代理，就可以是 nginx 服务器，接收到请求后，分配给服务集群：

三、极速上手指南

3.1.配置yum源

 [root@web01 ~]# cat /etc/yum.repos.d/nginx.repo 
 [nginx-stable]
 name=nginx stable repo
 baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
 gpgcheck=1
 enabled=1
 gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
 module_hotfixes=true

安装一下：

yum install -y nginx

3.2.检查安装

 [root@web01 yum.repos.d]# rpm -qa nginx
 nginx-1.26.1-2.el7.ngx.x86_64
 ​
 [root@web01 yum.repos.d]# rpm -ql nginx
 /etc/logrotate.d/nginx
 /etc/nginx
 /etc/nginx/conf.d
 /etc/nginx/conf.d/default.conf
 /etc/nginx/fastcgi_params
 /etc/nginx/mime.types
 /etc/nginx/modules
 /etc/nginx/nginx.conf
 /etc/nginx/scgi_params
 /etc/nginx/uwsgi_params
 /usr/lib/systemd/system/nginx-debug.service
 /usr/lib/systemd/system/nginx.service
 /usr/lib64/nginx
 /usr/lib64/nginx/modules
 /usr/libexec/initscripts/legacy-actions/nginx
 /usr/libexec/initscripts/legacy-actions/nginx/check-reload
 /usr/libexec/initscripts/legacy-actions/nginx/upgrade
 /usr/sbin/nginx
 /usr/sbin/nginx-debug
 /usr/share/doc/nginx-1.26.1
 /usr/share/doc/nginx-1.26.1/COPYRIGHT
 /usr/share/man/man8/nginx.8.gz
 /usr/share/nginx
 /usr/share/nginx/html
 /usr/share/nginx/html/50x.html
 /usr/share/nginx/html/index.html
 /var/cache/nginx
 /var/log/nginx
 ​

3.3 目录结构

3.4 指令操作

 systemctl enable nginx
 systemctl start nginx
 #检查服务状态
 systemctl status nginx 
 #检查端口
 ss -lntup |grep 80 
 #检查进程
 ps -ef |grep nginx
 ​
 "master process"表示nginx的主进程。主进程负责管理和控制nginx服务器的工作，包括启动、停止和重启子进程等操作。它通常以root用户身份运行，并监听特定的端口来接收来自客户端的请求。

 #命令行访问
 curl 192.168.3.7
 curl -v 192.168.3.7

四、Nginx核心功能详解

4.1配置文件

/etc/nginx/nginx.conf 约定： nginx配置文件中每一行结尾要加上； 如果有{}或()的时候，不加; user叫做ngx中的指令； server{#称为区域,server区域}

 [root@web01 ~]# cat /etc/nginx/nginx.conf 
 #指定nginx所属用户（虚拟用户）
 user  nginx;
 #工具人进程数量  处理用户请求的进程，当前数量是自动
 worker_processes  auto;
 #nginx错误日志位置
 error_log  /var/log/nginx/error.log notice;
 #pid文件
 pid        /var/run/nginx.pid;
  
  events {
 #工具人进程可以处理多少个连接（每个工具人进程最大的连接数）
     worker_connections  1024;
 } 
  
 http {
     #引用的媒体类型
     include       /etc/nginx/mime.types;
     #默认的媒体类型
     default_type  application/octet-stream;
     #指定nginx访问日志格式，名字叫main
     log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                       '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                       '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
     #使用main格式，记录访问日志
     access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
     #提高nginx性能
     sendfile        on;
     #tcp_nopush     on;
  
     keepalive_timeout  65;
  
     #gzip  on;
     #文件包含或引用，用于在nginx配置文件中调取其他文件，引用nginx子配置文件
     include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
 }

4.2.子配置文件

在nginx配置目录下存在可以设置可以各个子项目的文件，也称为子配置文件

 [root@web01 ~]# egrep -v  '^$|#' /etc/nginx/conf.d/default.conf 
 server {
     #监听指定端口，一般是80端口
     listen       80;
     #网站的域名
     server_name  localhost;
     #用于匹配用户请求的uri，location /表示默认
     location / {
         #用于指定站点目录
         root   /usr/share/nginx/html;
         #指定首页文件，只输入域名的时候展示的页面
         index  index.html index.htm;
     }
     #指定出现500 502 503 504错误的时候显示50x.html
     error_page   500 502 503 504  /50x.html;
     location = /50x.html {
         root   /usr/share/nginx/html;
     }
 }

nginx:必会问题:

如果删除首页文件,进行(不指定文件)访问会发生什么? 403首页文件不存在

*小结

• nginx.conf主配置文件

• conf.d/*.conf 子配置文件 掌握子配置文件中的指令

• 重启: 配置修改了,重启ngx

4.3部署第1个cxk网站

配置文件

 [root@web01 ~]# cat /etc/nginx/conf.d/cxk.playgame.cn.conf 
 server{
         listen 80;
         server_name cxk.playgame.cn;
         root /app/code/cxk;
         location /{
                 index index.html;
         }
 }
 ​
 #检查配置：使用`nginx -t`检查配置文件是否有误
 [root@web01 /etc/nginx/conf.d]# nginx -t 
 nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf 
 syntax is ok
 nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test 
 is successful
 [root@web01 /etc/nginx/conf.d]# systemctl reload nginx

4.4业务代码部署

 #创建目录
 [root@web01 ~]# mkdir -p /app/code/cxk
 #解压代码
 [root@web01 ~]# unzip cxk.zip -d /app/code/cxk/
  
 #配置linux或windows hosts解析
 ​
 #windows：C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
 #linux： /etc/hosts
 #也可以写多个网址,以空格隔开或在写一行
 192.168.3.7 cxk.playgame.cn

五、Nginx处理用户请求流程

5.1.案例与思考

思考之前搭建的cxk.com网站,使用域名访问或ip访问都是没有问题的.

如果把配置文件名改为 game.cxk.com.conf使用域名或ip访问或怎么样?

结果：

• 域名访问没有任何问题

• 使用ip访问则显示静态页面，另外一个网页了;

5.2详细原理

使用域名访问网站流程：

1. DNS解析：域名--->IP地址

2. 连接80端口，tcp3次握手与网站的80端口建立连接

3. http请求报文：请求方法，URI，HOST等信息

4. Nginx处理

   • http请求，http区域处理

   • 不同的server{} 区域（子配置文件）处理

     • 端口

     • 域名：用户请求的域名与子配置文件server_name进行匹配

     • 匹配成功，就让对应的子配置文件进行处理

     • 根据自配置文件的root，location规则，index进行处理查找文件

     • 把找到的文件发回给用户

5. http响应报文

   • 状态码：200 ok

   • server信息

   • 其他信息

   • 文件内容

6. 客户收到文件内容，浏览器解析，进行展示

   ip访问或不存在的域名

   • 看看是否有默认的server处理 listen 80 default_server;

     • 如果有则返回对应的server{}

     • 如果没有则按照配置文件的顺序进行选择第一个处理

六、虚拟主机

虚拟主机：相当于是1个网站，在nginx中通过server{}区域实现

nginx中虚拟主机有不同的类型

1.概述与分类

2.基于域名的虚拟主机

不同的域名访问不同的主机

 #创建bird.com网站，站点目录/app/code/bird
 [root@web01 /etc/nginx]# cat conf.d/bird.com.conf 
 server{
     listen 80;
     server_name bird.com;
     root /app/code/bird;
     error_log  /var/log/nginx/bird.com-error.log notice;
     access_log  /var/log/nginx/bird.com-access.log  main;
  
     location / {
         index index.html;
     }
 }
   
 curl -H Host:bird.com   http://192.168.3.7
 #1.完成后不创建站点目录进行访问看看报什么错误
 提示404
 #2.创建站点目录后再访问看看报什么错误.
 提示403
 #3.创建首页文件和内容,访问看看显示什么
 访问正常 
 -H：修改请求头里面的内容
 ​
 [root@web01 conf.d]# grep server_name *.conf
 bird.com.conf: server_name bird.com;
 cxk.playgame.conf:      server_name cxk.playgame.cn;
 default.conf:    server_name  localhost;
 ​

3. 基于端口的虚拟主机

不同的端口访问不同的网站

 #修改bird.com端口为81
 server{
     listen 81;
     server_name bird.com;
     root /app/code/bird;
     error_log  /var/log/nginx/bird.com-error.log notice;
     access_log  /var/log/nginx/bird.com-access.log  main;
  
     location / {
         index index.html;
     }
 }
 #访问
 curl  -H Host:bird.com   http://192.168.3.7:81/index.html
 #浏览器
 http://192.168.3.7:81/index.html

4.基于ip的虚拟主机

 #buy.com/admin 只能内网访问
 [root@web01 /etc/nginx]# cat conf.d/buy.com.conf 
 server{
     listen 80;
     server_name buy.com;
     root /app/code/buy;
     location /{
         index index.html;
     }
     location /admin/{
         allow 172.16.1.0/24;
         deny all;   
         index index.html;
     }
 }
  
 [root@web01 /etc/nginx]# curl -H Host:buy.com http://10.0.0.7
 welcom to buy page!!!!
 [root@web01 /etc/nginx]# curl -H Host:buy.com http://10.0.0.7/admin/
 <html>
 <head><title>403 Forbidden</title></head>
 <body>
 <center><h1>403 Forbidden</h1></center>
 <hr><center>nginx/1.22.1</center>
 </body>
 </html>
 [root@web01 /etc/nginx]# curl -H Host:buy.com http://172.16.1.7/admin/
 welcom to admin !!!!
  
 #地址的最后没有加/
 [root@web01 /etc/nginx]# curl -H Host:buy.com http://172.16.1.7/admin
 <html>
 <head><title>301 Moved Permanently</title></head>
 <body>
 <center><h1>301 Moved Permanently</h1></center>
 <hr><center>nginx/1.22.1</center>
 </body>
 </html>

总结

通过本次Linux综合实训进一步巩固、深化和扩展了我们的专业技能，培养了我们获取信息和处理信息的能力，此次课程设计遇到以下问题，最终通过网查找资料并且组员之间讨论与实践操作得到了解决。

• Nginx只是起到分发请求的作用，具体的处理是在应用服务器中，比如Tomcat，Nginx根据不同的策略将请求分发给不同应用服务器处理
• 这些不同的应用服务器可以连接同一个远程数据库，那么就可以实现数据共享，不会导致数据错乱