【Nginx】应用场景

• 一、概述
• 二、Nginx虚拟主机配置
  • 2.1 外网映射工具
  • 2.2 基于虚拟主机配置域名
  • 2.3 基于端口的虚拟主机
• 三、Nginx配置反向代理
  • 3.1 反向代理的作用
  • 3.2 反向代理的好处
  • 3.3 反向代理的配置
• 四、负载均衡
  • 4.1 负载均衡简介以及作用
  • 4.2 负载均衡的缺点
  • 4.3 四层和七层负载均衡的区别
  • 4.4 Upstream Server 负载均衡
  • 4.4 Nginx配置负载均衡
  • 4.5 Upstream Server配置
  • 4.6 负载均衡算法
  • 4.7 Nginx配置故障转移

一、概述

1. http服务器。Nginx是一个http服务可以独立提供http服务。可以做网页静态服务器。
2. 虚拟主机。可以实现在一台服务器虚拟出多个网站，例如个人网站使用的虚拟机。
3. 反向代理，负载均衡。当网站的访问量达到一定程度后，单台服务器不能满足用户的请求时，需要用多台服务器集群可以使用nginx做反向代理。并且多台服务器可以平均分担负载，不会应为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。
4. nginx 中也可以配置安全管理、比如可以使用Nginx搭建API接口网关,对每个接口服务进行拦截。

二、Nginx虚拟主机配置

1. 基于域名的虚拟主机，通过域名来区分虚拟主机——应用：外部网站
2. 基于端口的虚拟主机，通过端口来区分虚拟主机——应用：公司内部网站，外部网站的管理后台
3. 基于ip的虚拟主机，几乎不用。

2.1 外网映射工具

　　在做微信开发或者是对接第三方支付接口时，回调接口可能需要外网访问。这时候开发者在本地测试的时候，需要用到外网测试工具。常用的外网测试工具有natapp、ngrok

1. 服务器更新:全面支持HTTPS协议以及本地SSL证书,支持WSS协议.同时支持HTTP/2 WEB协议,支持微信小程序本地开发
2. 全面自动支持泛子域名与访客真实IP地址
3. Windows用法 natapp -authtoken=9ab6b9040a624f40
4. 相关文档https://natapp.cn/

2.2 基于虚拟主机配置域名

实现步骤:

1. 需要建立/data/www /data/bbs目录，
2. windows本地hosts添加虚拟机ip地址对应的域名解析；
3. 对应域名网站目录下新增index.html文件；

当客户端访问bbs.hao.com,监听端口号为80,直接跳转到data/www目录下文件

server {
    listen   80;
    server_name  www.hao.com;
    location / {
        root   data/www;
        index  index.html index.htm;
    }
}

当客户端访问bbs.hao.com,监听端口号为80,直接跳转到data/bbs目录下文件

server {
    listen       80;
    server_name  bbs.hao.com;
    location / {
        root   data/bbs;
        index  index.html index.htm;
    }
}

2.3 基于端口的虚拟主机

使用端口来区分，浏览器使用域名 或ip地址:端口号 访问:

当客户端访问www.hao.com,监听端口号为8080,直接跳转到data/www目录下文件

server {
    listen       8080;
    server_name  8080.hao.com;
    location / {
        root   data/www;
        index  index.html index.htm;
    }
}

当客户端访问www.hao.com,监听端口号为8081,直接跳转到data/bbs目录下文件

server {
    listen       8081;
    server_name  www.hao.com;
    location / {
        root   data/bbs;
        index  index.html index.htm;
    }
}

三、Nginx配置反向代理

3.1 反向代理的作用

1. 反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个反向代理服务器。
2. 启动一个Tomcat 127.0.0.1:8080
3. 使用nginx反向代理 www.hao.com 直接跳转到127.0.0.1:8080

3.2 反向代理的好处

反向代理的好处隐藏真实内部ip地址，请求先访问nginx代理服务器（外网可以访问到）,在使用nginx服务器转发到真实服务器中。

3.3 反向代理的配置

　　当客户端访问www.hao.com,监听端口号为80 ，直接跳转到真实ip服务器地址127.0.0.1:8080

server {
    listen       80;
    server_name  www.hao.com;
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        index  index.html index.htm;
    }
}

当客户端访问www.hao.com,监听端口号为80直接跳转到真实ip服务器地址 127.0.0.1:8081

server {
    listen       80;
    server_name  bbs.hao.com;
    location / {
          proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
        index  index.html index.htm;
    }
}

四、负载均衡

4.1 负载均衡简介以及作用

1. 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。
2. 负载均衡，英文名称为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。
3. 负载均衡就是，将所有请求先到负载均衡器，在由负载均衡器采用负载均衡算法（轮训、IP绑定、权重）分发到不同实际的服务器中，这也就是服务器集群，集群的目的 是为了减轻单台服务器压力

4.2 负载均衡的缺点

　　使用负载均衡后，实际用到的服务器会被集群多台，那么这时候就会产生很多分布式相关问题。比如：

1. 分布式Session一致性问题
2. 分布式定时任务调度幂等性问题(发送多次请求)
3. 分布式生成全局订单ID
4. 分布式锁解决方案
5. 分布式配置中心
6. 分布式日志收集系统

4.3 四层和七层负载均衡的区别

1. 四层负载均衡，在网络模型中的传输层中，基于主要是基于TCP协议报文实现负载均衡（比如LVS、haproxy就是四层负载均衡器），使用改写报文的源地址和目的地址。在Nginx1.9之后支持四层负载均衡
2. 七层负载均衡,在网络模型中应用层中，基于URL或者HTTP协议实现负载均衡，Web服务器。

4.4 Upstream Server 负载均衡

1. Upstream Server 中文翻译 上游服务器，意思就是负载均衡服务器设置，白话文表示(就是被nginx代理最后真实访问的服务器)
2. 负载均衡算法：配置多个上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器)的负载均衡机制
   Nginx负载均衡 内置功能：故障转移：
3. 失败重试机制:当上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器)出现超时或者服务器不存活，是否考虑重试机制(补偿机制)
4. 服务器心跳检测: 当上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器),监控检测|心跳检测

4.4 Nginx配置负载均衡

1. Nginx负载均衡提供上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器),负载均衡、故障转移、失败重试、容错、健康检查等。
2. 当上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器)发生故障时，可以转移到其他上游服务器(真实业务逻辑访问的服务器)。

4.5 Upstream Server配置

upstream 主要配置如下:

#IP地址和端口号：配置上游服务器的IP地址和端口
#定义上游服务器(需要被nginx真实代理访问的服务器) 默认是轮训机制
upstream  backServer{
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
}
server {
    listen       80;
    server_name  www.hao.com;
    location / {
        ### 指定上游服务器负载均衡服务器
          proxy_pass http://backServer; # 此处的名字和前面定义的上游服务器名字相同backServer
        index  index.html index.htm;
    }
}

4.6 负载均衡算法

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，如果后端某台服务器死机，自动剔除故障系统，使用户访问不受影响。
2. weight（轮询权值）
   • weight的值越大分配到的访问概率越高，主要用于后端每台服务器性能不均衡的情况下。或者仅仅为在主从的情况下设置不同的权值，达到合理有效的地利用主机资源。
3. ip_hash
   • 每个请求按访问IP的哈希结果分配，使来自同一个IP的访客固定访问一台后端服务器，并且可以有效解决动态网页存在的session共享问题。俗称IP绑定。
4. fair（第三方）
   • 比 weight、ip_hash更加智能的负载均衡算法，fair算法可以根据页面大小和加载时间长短智能地进行负载均衡，也就是根据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。Nginx本身不支持fair，如果需要这种调度算法，则必须安装upstream_fair模块。
5. url_hash(第三方)
   • 按访问的URL的哈希结果来分配请求，使每个URL定向到一台后端服务器，可以进一步提高后端缓存服务器的效率。Nginx本身不支持url_hash，如果需要这种调度算法，则必须安装Nginx的hash软件包。

Nginx 自身带的下面三种方式配置

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，如果后端某台服务器死机，自动剔除故障系统，使用户访问不受影响。
   配置见上面

2. 权重Weight

   upstream  backServer{
       server 127.0.0.1:8080 weight=1;
       server 127.0.0.1:8081 weight=2;
       }
   server {
       listen       80;
       server_name  www.hao.com;
       location / {
           ### 指定上游服务器负载均衡服务器
        proxy_pass http://backServer;
           index  index.html index.htm;
       }
   }
   

3. IP绑定：ip_hash:每个请求按访问IP的哈希结果分配，使来自同一个IP的访客固定访问一台后端服务器，并且可以有效解决动态网页存在的session共享问题。俗称IP绑定。

    upstream  backServer{
          server 127.0.0.1:8080 ;
           server 127.0.0.1:8081 ;
           ip_hash; 
   }
   server {
       listen       80;
       server_name  www.hao.com;
       location / {
           ### 指定上游服务器负载均衡服务器
           proxy_pass http://backServer;
           index  index.html index.htm;
       }
   }
   

4.7 Nginx配置故障转移

当上游服务器(真实访问服务器),一旦出现故障或者是没有及时相应的话，应该直接轮训到下一台服务器，保证服务器的高可用。Nginx配置代码：

upstream  backServer{
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8081;
    server 127.0.0.1:8082;
}
server {
    listen       80;
    server_name  www.hao.com;
    location / {
    ### 指定上游服务器负载均衡服务器
        proxy_pass http://backServer;
    ###nginx与上游服务器(真实访问的服务器)超时时间 后端服务器连接的超时时间_发起握手等候响应超时时间
         proxy_connect_timeout 1s;
    ###nginx发送给上游服务器(真实访问的服务器)超时时间
        proxy_send_timeout 1s;
    ### nginx接受上游服务器(真实访问的服务器)超时时间
        proxy_read_timeout 1s;
        index  index.html index.htm;
    }
}