Nginx 动静分离与负载均衡的实现

2023-07-21 13:04:46

一、前提

企业中，随着用户的增长，数据量也几乎成几何增长，数据越来越大，随之也就出现了各种应用的瓶颈问题。

问题出现了，我们就得想办法解决，一般网站环境，均会使用LAMP或者LNMP，而我们对于网站环境的优化，除了对源代码进行优化、SQL慢查询优化、SQL创建索引等之外，我们还可以对环境架构进行优化与扩展。

因此，我们引入了 Nginx 对站点实现负载均衡和动静分离，来加快访问速度。

二、Nginx 动静分离与负载均衡的实现机制

Nginx 动静分离与负载均衡的的实现离不开反向代理，什么是反向代理呢？反向代理主要应用于集群环境中，有多个客户端给Nginx服务器发送的请求，当 Nginx 服务器接收到之后，会按照一定的规则将请求分发给了后端的业务处理服务器，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，并不明确，在这里，Nginx 所扮演的就是一个反向代理角色。通过反向代理，我们无法直接看到后端服务器的服务器信息，因此反向代理具有隐藏业务服务器的作用！

三、Nginx 反向代理实现

1、网络拓扑

2、环境准备

我们准备好7台服务器，2 台 MySQL 数据库做高可用，4 台 Web 服务器，其中 2 台装 Nginx+PHP 做动态页面的负载均衡，另外 2 台装 Apache+PHP 做静态页面的负载均衡，1 台 Nginx 服务器，做反向代理服务器。

至于，服务器环境的安装部署，这里就不进行操作了，如有疑问的，可以留言或者查看小弟前面的文章。

3、Nginx 服务器中 Nginx 服务配置文件修改

修改 http 部分

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

1、重新定义 Nginx 服务的日志记录格式，关于关键字的释义，大佬们可以参阅官网。

2、使用 upstream 关键字定义后端服务器

格式：uptream + 后端节点组名称（可自定义）

server + IP地址 + 权重 + 最大失败次数 + 失败超时时间意思是：当后端节点连续两次在3秒内无法连接时，将放弃连接该节点，Nginx 将客户端请求发送给下一节点。

修改 server 部分，这里配置为 Nginx 虚拟机

[root@nginx ~]# vim /wdata/nginx/config/80.conf

1、配置 Nginx location 匹配

分别配置以 .html 、.jpeg 、.jpg 、.gif 、.png 、.php 为扩展名的文件的 location 规则。

proxy_set_header：允许重新定义或添加字段传递给代理服务器的请求头。该值可以包含文本、变量和它们的组合。在本例中意思将真实的客户端地址添加到代理服务器的请求头中。

proxy_pass：设置反向代理的连接，格式为：proxy_pass + http://后端节点组的名称; 。

X-Forwarded-For：简称 XFF 头，它代表客户端，也就是 HTTP 的请求端真实的 IP ，只有在通过了 HTTP 代理或者负载均衡服务器时才会添加该项。

$remote_addr：远端地址，也就是客户端 IP 地址

2、配置站点日志，这里将日志格式指定为我们在 HTTP 部分配置为的 main 规则。

Nginx 反向代理的配置请参照图中进行修改，其他详细的配置参数，请参阅官网，后续继续更新。

四、后端 Nginx 服务节点配置

后端 Nginx 服务器节点主要用来做以 .php 扩展名结尾的站点文件的访问和图片文件的访问，做到将图片资源单独剥离，以降低服务器负载。

1、配置以 .php 为扩展名的站点服务器

[root@weba config]# vim 80.conf

如上图：

a、listen：配置监听端口，这里配置为 80 端口，在生产环境中，我们可能会配置成 443 端口。

server_name：配置域名，这里是实验环境，因此采用默认未配置域名。

index：配置支持的文件类型

root：配置全局站点路径

b、配置局部站点路径、fastcgi的地址端口（指的是php-fpm的监听地址及端口）、所支持的文件类型等

c、配置日志文件

Nginx 站点的配置大概做到这种配置，基本就可以进行访问，如果在企业中需要更复杂的配置，请参考官方文档。

2、配置单独的图片资源站点

[root@weba config]# vim 81.conf

如上图：

配置方式跟 1 的配置完全一样，只是修改一下图片资源的路径即可。

WebA 和 WebB 的配置完全一样。最后修改完配置别忘了刷新，用命令：service nginx reload 即可

五、后端 Apache 服务节点配置

1、Apache 服务节点的配置基本也跟 Nginx 差不多，我们这里使用命令修改 Apache 配置文件。

[root@webc ~]# sed -i "s#/home/wwwroot/default#/wdata/http/www#g" /usr/local/apache/conf/httpd.conf

[root@webc ~]# sed -i "s#/home/wwwroot/default#/wdata/http/www#g" /usr/local/apache/conf/extra/httpd-vhosts.conf

[root@webc ~]# sed -i "s#/var/log/wwwlogs#/var/log/wwwlogs#g" /usr/local/apache/conf/httpd.conf

[root@webc ~]# sed -i "s#/var/log/wwwlogs#/var/log/wwwlogs#g" /usr/local/apache/conf/extra/httpd-vhosts.conf

[root@webc ~]# sed -i "s#/var/www#/wdata/http/www#g" /usr/local/apache/conf/extra/httpd-vhosts.conf

在 WebC 和 WebD 中分别执行，主要设置网站根目录和日志目录。

2、修改 Apache 的端口和监听地址

[root@webc ~]# vim /usr/local/apache/conf/httpd.conf

找到 Listen 行，修改为 0.0.0.0:80

如图：

3、修改 Apache 日志文件格式，方便我们更好阅读 Apache 日志，也可以保持默认。

找到 <IfModule log_config_module> 行，在下面的注释下面添加

LogFormat "%a - %A %t "%B" "%b" "%{Foobar}C" "%f" - %h - %H "%{Foobar}i" %m "%{Foobar}n" "%{Foobar}o" - "%p" - "%P" %q %r %s "%T" "%u" "%U" "%v" "%V" %X" main

如图：

至于所添加的参数的含义，大家可参阅 Apache 官方文档。

到此 Apache 配置完成，还有一些关于 Apache 的权限配置等，这里就先不做特殊说明，后期再做更新。

启动 httpd 服务：

service httpd start

六、添加或者上传站点文件

1、在 WebA 中的网站根目录下添加 index.php 文件，内容如下：

<html>

<title>

This is a PHP page

</title>

<body>

Real ServerA 

<img src="1.jpg" alt="1" height="200" width="200" />

<img src="2.jpg" alt="2" height="200" width="300" />

<img src="3.png" alt="3" height="200" width="200" />

<img src="4.gif" alt=“4" height="200" width="380" /> 

This is a PHP page ! 

</body>

</html>

<?php

$link = new mysqli("192.168.20.150","root","123456");

if(!$link) echo "FAILD!连接错误，用户名密码不对";

else echo "OK ! MySQL 可以连接。";

$link->close();

?>

2、在 WebB 中的网站根目录下添加 index.php 文件，内容如下：

<html>

<title>

This is a PHP page

</title>

<body>

Real ServerB 

<img src="1.jpg" alt="1" height="200" width="200" />

<img src="2.jpg" alt="2" height="200" width="300" />

<img src="3.png" alt="3" height="200" width="200" />

<img src="4.gif" alt=“4" height="200" width="380" /> 

This is a PHP page ! 

</body>

</html>

<?php

$link = new mysqli("192.168.20.150","root","123456");

if(!$link) echo "FAILD!连接错误，用户名密码不对";

else echo "OK ! MySQL 可以连接。";

$link->close();

?>

说明：这里，我们并没有严格按照 PHP 文件的格式来书写，只是简单的为了验证负载均衡和反向代理来书写的 PHP 文件。

3、在 WebA 和 WebB 的 image（图片资源目录）目录上传 1.jpg 、2.jpg 、3.png 、4.gif 文件，如图：

4、在 WebC 的站点根目录添加 index.html 文件，内容如下：

<html>

<title>

This is a HTML page

</title>

<body>

Real ServerC 

<img src="1.jpg" alt="1" height="200" width="200" />

<img src="2.jpg" alt="2" height="200" width="300" />

<img src="3.png" alt="3" height="200" width="200" />

<img src="4.gif" alt=“4" height="200" width="380" /> 

This is a HTML page !

</body>

</html>

5、在 WebD 的站点根目录添加 index.html 文件，内容如下：

<html>

<title>

This is a HTML page

</title>

<body>

Real ServerD 

<img src="1.jpg" alt="1" height="200" width="200" />

<img src="2.jpg" alt="2" height="200" width="300" />

<img src="3.png" alt="3" height="200" width="200" />

<img src="4.gif" alt=“4" height="200" width="380" /> 

This is a HTML page !

</body>

</html>