利用Nginx实现动静分离和负载均衡

利用Nginx实现动静分离和负载均衡

V1.0 By 李乐，杨

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李乐，杨

2010-04-03

 

写此文的目的：4月3、4日在家闲着，于是一起整理资料。

 

1、Nginx介绍

   Nginx ("engine x") 是一个高性能的 HTTP 和 反向代理 服务器，也是一个 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器 。 Nginx 是由 Igor Sysoev 为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru 站点开发的，它已经在该站点运行超过四年多了。Igor 将源代码以类BSD许可证的形式发布。自Nginx 发布四年来，Nginx 已经因为它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名了。目前国内各大门户网站已经部署了Nginx，如新浪、网易、腾讯等；国内几个重要的视频分享网站也部署了Nginx，如六房间、酷6等。新近发现Nginx 技术在国内日趋火热，越来越多的网站开始部署Nginx。 

 

2、为什么使用Nginx

   Nginx 是一个高性能Web和反向代理服务器, 它具有有很多非常优越的特性（主要是基于Linux系统阐述的): 

l 在高连接并发的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品: Nginx在美国是做虚拟主机生意的老板们经常选择的软件平台之一. 能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应, 感谢Nginx为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型. 

l Nginx作为负载均衡服务器: Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP 程序对外进行服务, 也可以支持作为 HTTP代理 服务器对外进行服务. Nginx采用C进行编写, 不论是系统资源开销还是CPU使用效率都比 Perlbal 要好很多. 

l 作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器（最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器）, Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验. 

l Nginx 是一个 [#installation 安装] 非常的简单 , 配置文件 非常简洁（还能够支持perl语法）, Bugs 非常少的服务器: Nginx 启动特别容易, 并且几乎可以做到7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动. 你还能够 不间断服务的情况下进行软件版本的升级 。

以上都是官方的一些说法，看看网上的一些意见：“4GB内存的服务器+Apache（prefork模式）一般只能处理3000个并发连接，因为它们将占用3GB以上的内存，还得为系统预留1GB的内存。我曾经就有两台Apache服务器，因为在配置文件中设置的MaxClients为4000，当Apache并发连接数达到3800时，导致服务器内存和Swap空间用满而崩溃。而这台 Nginx 0.5.31 + PHP 5.2.4 (FastCGI) 服务器在3万并发连接下，开启的10个Nginx进程消耗100M内存（20MB*10=100M），开启的250个php-cgi进程消耗1G内存（4MB*250≈1GB），加上系统自身消耗的内存，总共才消耗2GB内存。如果服务器内存较小，完全可以只开启25个php-cgi进程，这样php-cgi消耗的总内存数才100M。在开启25个php-cgi进程的情况下，每分钟的处理能力只比开启250个php-cgi进程时低了不到一半。”

 

3、Nginx的安装

   基于李，杨家用的1台主机，操作系统是Win2003版本的，进行安装配置。

    Windows的安装比较简单，直接到http://wiki.nginx.org/NginxInstall下载需要的压缩包，解压到相应目录（假如是C:/nginx),点击目录下面的nginx.exe即可启动。

 

4、动静分离和负载均衡的准备工作

l Host配置：

   127.0.0.1 yangli.com

l 服务器：win2003  1台

l Web容器：Tomcat 6（8888端口）、Resin（8080端口）

              Tomcat和resin都部署相同应用，getUsers.jsp作为测试页面。

l 反向代理服务器：Nginx-0.8.34.zip

                    静态目录路径：e:/home/htmlfile/getUsers.html

l 项目部署：普通web项目，例如：example

Ø Resin-3.0.26配置：

       <host id="yangli.com" root-directory=".">

       <web-app id="/" document-directory="E:/example/webapp"/>

       </host>

Ø Apache-tomcat-6.0.26 配置文件：

        D:/apache-tomcat-6.0.26/webapps/examples

        修改：D:/apache-tomcat-6.0.26/conf/server.xml

        增加：

<Host name="yangli.com"  appBase="D:/apache-tomcat-6.0.26/webapps/examples"

            unpackWARs="true" autoDeploy="true"

            xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">

  <Context path="" docBase="D:/apache-tomcat-6.0.26/webapps/examples">

          </Context>

  </Host>

主要是为了解决访问tomcat服务器的时候，

不需要http://yangli.com:8888/examples/getUser.jsp

可以直接访问：http://yangli.com:8888/getUser.jsp

具体说明，可以上网搜搜。

l 实现原理图：

 

 

 

 

配置原理图

 

5、动静分离

假设后端只有一台web服务器，配置如下：

upstream yangli.com {

   server 127.0.0.1:8888;

   #tomcat

}

 

server {

        listen       2010;

        server_name  yangli.com;

        access_log  off;

        location / {

            root   e:/home/htmlfile;            

            index index.html index.htm;         

            if (!-f $request_filename) {

    rewrite ^/([a-zA-Z]+).html   /$1.jsp last;

                proxy_pass http://yangli.com;

                break;

            }

        }

}

注明：如果是静态文件将定位到：e:/home/htmlfile;  目录

      如果e:/home/htmlfile不存在该文件，则请求到后端服务器：

      这里使用了rewrite规则rewrite ^/([a-zA-Z]+).html   /$1.jsp last; 

      if (!-f $request_filename) {

    rewrite ^/([a-zA-Z]+).html   /$1.jsp last;

                proxy_pass http://yangli.com;

                break;

            }

 

当我们请求：

 

 

 

 

此时：访问的是E:/home/htmlfile/2010.html

 

 

 

 

 

 

 

当我们访问：

 

根据rewrite规则，实际请求到了：127.0.0.1:8888上的tomcat进行处理，这样子就实现了动静分离，而对于用户来说，感觉只是仅仅访问了html页面。

同样测试Resin，也是成功的。

 

6、负载均衡

  

1. Nginx 负载均衡基础知识

nginx的upstream目前支持4种方式的分配

1)、轮询（默认）

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。

2)、weight

指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。

2)、ip_hash

每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题。

3)、fair（第三方）

按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。 

4)、url_hash（第三方）

在需要使用负载均衡的server中增加

proxy_pass http://yangli.com;

 

每个设备的状态设置为:

a)        down 表示单前的server暂时不参与负载

b)        weight 默认为1.weight越大，负载的权重就越大。

c)        max_fails ：允许请求失败的次数默认为1.当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误

d)        fail_timeout:max_fails次失败后，暂停的时间。

e)        backup： 其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。

 

 修改配置如下：

    upstream yangli.com {

       server 127.0.0.1:8888;

       #tomcat

       server 127.0.0.1:8080 backup;

       #resin

    }

 

下面来测试一下：

 

实际上访问了：

 

由于：resin设为backup，那么当tomcat宕机了，nginx会将请求发送到resin服务器，此时resin接管了tomcat，为外界提供服务。

 

测试如下：

1、关闭tomcat服务器

执行：D:/apache-tomcat-6.0.26/bin/shutdown.bat

表明tomcat已经被关闭

 

2、访问http://yangli.com:2010/getUsers.html

 

 

请求到resin服务器上了。

 

3、启动tomcat服务器：

D:/apache-tomcat-6.0.26/bin/startup.bat

页面访问正常

4、访问http://yangli.com:2010/getUsers.html

由于tomcat工作正常，于是又接管，作为主服务器进行工作。

 

7、总结

   本文主要阐述了利用Nginx实现动静分离和负载均衡，其中后端服务器使用了Resin和Tomcat，旨在表明Nginx并不关心后端服务器类型，只要后端服务器部署了相同的应用，访问正常即可。

 

 

最后附上nginx配置：

     upstream yangli.com {
           server 127.0.0.1:8888;
           server 127.0.0.1:8080 backup;
       }

server {
        listen       2010;
        server_name  yangli.com;
        access_log  off;

        location / {
            root   e:/home/htmlfile;            
            index index.html index.htm;          
            if (!-f $request_filename) {
                rewrite ^/([a-zA-Z]+).html   /$1.jsp last;
                proxy_pass http://yangli.com;
                break;
            }
        }

    }