浅析linux负载均衡（nginx篇）

2021-12-15 04:52:33

什么是负载均衡？ 
负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
负载均衡（Load Balance）其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。

为什么使用负载均衡？

1、提高服务器响应速度，解决网络拥塞问题，达到高质量的网络访问效果。
2、能够远距离为用户提供完全的透明服务,真正实现与地理位置无关性
3、能够避免各种单点失效，既包括数据中心、服务器等的单点失效，也包括专线故障引起的单点失效。

nginx负载均衡的特性：

1. 工作在网络7层，可以针对http应用做一些分流的策略，比如针对域名，目录结构
2. Nginx对网络的依赖较小，理论上能ping通就能进行负载功能
3. Nginx安装配置比较简单，测试起来很方便
4. 也可以承担较高的负载压力且稳定，nginx是为解决c10k问题而诞生的
5. 对后端服务器的健康检查，只支持通过端口来检测，不支持通过url来检测
6. Nginx对请求的异步处理可以帮助节点服务器减轻负载压力
7. Nginx仅能支持http、https和Email协议，这样就在适用范围较小。
8. 不支持Session的直接保持，但能通过ip_hash来解决。对Big request header的支持不是很好。
9. Nginx还能做Web服务器即Cache功能。

注：此实验，nginx做web服务器的负载均衡

环境配置：

            nginx服务器：192.168.117.6
web服务器TomcatA：192.168.117.4
web服务器TomcatB：192.168.117.5

注：此实验三台虚拟机均需关闭selinux，防火墙，以免不必要的报错

systemctl stop firewalld #关闭防火墙
systemctl disable firewalld #关闭防火墙开机自启动
getenforce #查看selinux的状态
setenforce 0 #临时调整selinux为宽松模式
sed -i ‘s/SELINUX=enforcing/SELINUX=disabled/‘ /etc/selinux/config #永久关闭selinux

nginx服务器配置:

[root@nginx ~]# yum  install nginx -y
[root@nginx ~]# rpm -ql nginx               
#rpm的-ql选项，通常用来查看某软件安装配置的相关文件，而软件的配置文件一般以.conf结尾的文件
[root@nginx ~]# cp /etc/nginx/nginx.conf{,.bak } #备份配置文件，尽可能养成习惯
[root@nginx ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
                upstream tcsrvs {    #upstream定义y一个集群，tcsrvs集群名称（可自定义）
        ip_hash;  #调度算法，也用此算法实现了session 绑定
        server 192.168.117.4:8080; #指定集群成员
        server 192.168.117.5:8080;
    }
                location ~*\.(jsp|do)$ {                          
                proxy_pass http://tcsrvs; #此处的集群名称tcsrvs，一定要与上面定义的保持一致
        }
*            在此配置文件中添加一个location，在server之内，与其他location平行。 
*           ~*\.(jsp|do)$：正则匹配，表示来自客户端所有的以.jsp或.do结尾的URL请求，从而实现动静分离。
*           proxy_pass：将用户的请求代理到proxy_pass后面集群上

[root@nginx ~]# systemctl start nginx.service
[root@nginx ~]# netstat -tan | grep 80 #查看nginx是否正常启动

web服务器配置：

注：运行tomcat服务，需要java环境。

[root@tomcat ~]# yum list all | grep jdk  
#查看java软件包，本实例以java-1.8.0-openjdk为例
[root@tomcat ~]# yum install java-1.8.0-openjdk -y
[root@tomcat ~]# java -version  #查看java版本

本实例以apache-tomcat-8.0.30.tar.gz为例

tomcat官网：https://tomcat.apache.org/

注：以下两台tomcat的配置，除了web界面和server.xml配置不同，其他操作都是一样的

[root@tomcat ~]# cd /usr/local/src/ #此目录一般用于存放源码包，可以把下载的apache-tomcat-8.0.30.tar.gz放到此目录下
[root@tomcat src]# tar xf apache-tomcat-8.0.30.tar.gz -C /usr/local/  
#解压tar格式压缩包，-C（大写的C）选项，指定解压目录
[root@tomcat src]# cd ..  #..代表上级目录
[root@tomcat local]# ls
apache-tomcat-8.0.30  bin  etc  games  include  lib  lib64  libexec  sbin  share  src  
[root@tomcat local]# ln -sv apache-tomcat-8.0.30/ tomcat 
#给apache-tomcat-8.0.30作软链接，可以简单（不精确）的认为软链接之后，两目录完全相同
[root@tomcat local]# cd tomcat/            
[root@tomcat tomcat]# vim /etc/profile.d/tomcat.sh
export CATALINA_HOME=/usr/local/tomcat
export PATH=$CATALINA_HOME/bin:$PATH
#在/etc/profile.d/下创建一个tomcat.sh的文件，用来声明tomcat bin目录下的环境变量，换句话说：bin目录下的所有脚本，可以在任意路径下直接运行。

1、创建web虚拟机特有的目录结构
[root@tomcat ~]# mkdir /data/mywebapps/{lib,classes,WEB-INF,META-INF} -pv
[root@tomcat ~]# tree /data/mywebapps/
/data/mywebapps/
├── classes
├── index.jsp
├── lib
├── META-INF
└── WEB-INF
注：一个webapp目录至少应有此5个文件
[root@tomcat ~]# mkdir /data/logs #提供此web访问日志

2、提供两个web界面
[root@TomcatA~]# vim /data/mywebapps/index.jsp
<%@ page language="java" %>
<html>
  <head><title>TomcatA</title></head>
  <body>
    <h1><font color="blue">TomcatA.magedu.com</font></h1>
    <table align="centre" border="1">
      <tr>
        <td>Session ID</td>
    <% session.setAttribute("magedu.com","magedu.com"); %>
        <td><%= session.getId() %></td>
      </tr>
      <tr>
        <td>Created on</td>
        <td><%= session.getCreationTime() %></td>
     </tr>
    </table>
  </body>
</html>

[root@TomcatB~]# vim /data/mywebapps/index.jsp
<%@ page language="java" %>
<html>
  <head><title>TomcatB</title></head>
  <body>
    <h1><font color="red">TomcatB.magedu.com</font></h1>
    <table align="centre" border="1">
      <tr>
        <td>Session ID</td>
    <% session.setAttribute("magedu.com","magedu.com"); %>
        <td><%= session.getId() %></td>
      </tr>
      <tr>
        <td>Created on</td>
        <td><%= session.getCreationTime() %></td>
     </tr>
    </table>
  </body>
</html>
3、添加web虚拟机配置文件：
[root@Tomcat A~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
1） <Engine name="Catalina" defaultHost="web.test.com" jvmRoute="TomcatA">
2） <Host name="web.test.com" appbase="/data/mywebapps">
           <Context path=""  docBase="/data/mywebapps" unpackWARs="true"  autoDeploy="true" />
          <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"  directory="/data/logs"
             prefix="webA_access_log" suffix=".txt"
             pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
</Host>

[root@TomcatB~]# vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
1）<Engine name="Catalina" defaultHost="web.test.com" jvmRoute="TomcatB">
2）<Host name="web.test.com" appbase="/data/mywebapps">
          <Context path=""  docBase="/data/mywebapps" unpackWARs="true"  autoDeploy="true" />
          <Valve className="org.apache.catalina.valves.AccessLogValve"  directory="/data/logs"
             prefix="webB_access_log" suffix=".txt"
             pattern="%h %l %u %t "%r" %s %b" />
</Host>
[root@tomcat ~]# configtest.sh  #查看server.xml配置文件是否有语法错误
[root@tomcat ~]# catalina.sh start  #启动tomcat
[root@tomcat ~]# netstat -tan | grep 8080

客户端验证（本地物理机）：

http://192.168.117.6/index.jsp

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