Nginx 基础笔记

一、Nginx介绍

1.1引言

为什么要学习 Nginx
问题1：客户端到底要将请求发送给哪台服务器
问题2：如果所有客户端的请求都发送给了服务器1
问题3：客户端发送的请求可能是申请动态资源的，也有申请静态资源的
服务器搭建集群后

在搭建集群后，使用 Nginx 做反向代理

1.2 Nginx介绍

Nginx是由俄罗斯人研发的，应对 Rambler 的网站并发，并且2004年发布的第一个版本
Nginx 的特点

稳定性极强，7*24小时不间断运行 (一直运行)
Nginx 提供了非常丰富的配置实例
占用内存小，并发能力强 (随便配置一下就是5w+,而 tomcat 的默认线程池是150)

二、Nginx的安装

2.1安装 `Nginx`

使用 docker-compose 安装
在 /home 目录下创建 docker_nginx 目录

[root@VM-0-6-centos home]# mkdir docker_nginx

创建 docker-compose.yml 文件并编写下面的内容,保存退出 vim docker-compose.yml

version: '3.9'
services: 
  nginx:
    restart: always
    image: nginx:latest    // 拉取镜像
    container_name: nginx    // 设置容器名称
    ports: 
      - 80:80

执行 docker-compose up -d

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose up -d
Starting nginx ... done

访问80端口，看到下图说明安装成功（输入自己服务器的Ip就可以访问80端口了）

2.2 Nginx的配置文件

查看当前 nginx 的配置，需要进入 docker 容器中

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker ps
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND                  CREATED         STATUS         PORTS                               NAMES
24aa71edacb5   nginx:latest   "/docker-entrypoint.…"   9 minutes ago   Up 3 minutes   0.0.0.0:80->80/tcp, :::80->80/tcp   nginx
[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker exec -it 24a bash
root@24aa71edacb5:/#

进入容器后

root@24aa71edacb5:/# cd /etc/nginx/       // nginx 配置文件目录
root@24aa71edacb5:/etc/nginx# cat nginx.conf

nginx.conf 文件内容如下

user  nginx;
worker_processes  auto;    // 数值越大，Nginx的并发能力就越强

error_log  /var/log/nginx/error.log notice;    // Nginx错误日志存放的位置
pid        /var/run/nginx.pid;    // Nginx运行的一个标识

# 以上统称为全局块

events {
    worker_connections  1024;        // 数值越大，Nginx的并发能力就越强
}
# events块

http {
    include       /etc/nginx/mime.types;    // 引入一个外部文件，mime.types中存放着大量媒体类型
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;    // 引入了 conf.d 目录下，以 .conf 为结尾的配置文件
}
# http块

conf.d 目录下只有一个 default.conf 文件，内容如下:

# server块
server {
    listen       80;        // Nginx监听的端口号
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;        // Nginx接受请求的IP

    #access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
    
    # location块
    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;    // 将接受到的请求根据/usr/share/nginx/html去查找静态资源
        index  index.html index.htm;    // 默认去上述的路径中找到index.html或index.htm
    }
    
    #error_page  404              /404.html;

    # redirect server error pages to the static page /50x.html
    #
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   /usr/share/nginx/html;
    }

    # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
    #
    #location ~ \.php$ {
    #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
    #}

    # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
    #
    #location ~ \.php$ {
    #    root           html;
    #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    #    fastcgi_index  index.php;
    #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
    #    include        fastcgi_params;
    #}

    # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
    # concurs with nginx's one
    #
    #location ~ /\.ht {
    #    deny  all;
    #}
}

2.3 修改 `docker-compose` 文件

root@24aa71edacb5:/etc/nginx/conf.d# exit    // 退出容器
exit
[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose down    // 停止 docker-compose
Stopping nginx ... done
Removing nginx ... done
Removing network docker_nginx_default

修改 docker-compose.yml 文件，挂载卷：

version: '3.9'
services: 
  nginx:
    restart: always
    image: nginx:latest
    container_name: nginx
    ports: 
      - 80:80
    volumes:
      - /home/docker_nginx/conf.d/:/etc/nginx/conf.d    // 挂载卷

重新构建容器 docker-compose build

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose build
nginx uses an image, skipping

重新启动容器

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose up -d
Creating network "docker_nginx_default" with the default driver
Creating nginx ... done

这时我们再次访问80端口是访问不到的，因为我们映射了数据卷之后，还没有编写server 块中的内容

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# ls
conf.d  docker-compose.yml

我们在 /home/docker_nginx/conf.d 下，新建 default.conf，并插入如下内容：

server {
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;

    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
    }
}

重启 nginx：docker-compose restart

[root@VM-0-6-centos conf.d]# docker-compose restart
Restarting nginx ... done

这时我们再访问80端口，可以看到是访问成功的。

三、Nginx的反向代理

3.1正向代理和反向代理介绍

正向代理：
1. 正向代理服务是由客户端设立的
2. 客户端了解代理服务器和目标服务器都是谁
3. 帮助咱们实现突破访问权限，提高访问的速度，对目标服务器隐藏客户端的ip地址

反向代理：
1. 反向代理服务器是配置在服务端的
2. 客户端不知道访问的到底是哪一台服务器
3. 达到负载均衡，并且可以隐藏服务器真正的ip地址

3.2 基于Nginx实现反向代理

准备一个目标服务器：启动 tomcat 服务器，编写 nginx 的配置文件(/home/docker_nginx/conf.d/default.conf)，通过 Nginx 访问到 tomcat 服务器
准备 tomcat 服务器，
1. docker-compose方式查看链接
2. 手动方式

docker run -d -p 8080:8080 --name tomcat  tomcat
#或者已经下载了tomcat镜像
docker run -d -p 8080:8080 --name tomcat 镜像的标识
#添加数据卷
docker run -it -v /宿主机绝对目录:/容器内目录 镜像名

编写 default.conf 文件，内容如下：

server {
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;
    # 基于反向代理访问到 tomcat 服务器
    location / {
        proxy_pass http://ip:8080/;        // tomcat服务器的IP和端口
    }
}

重启 nginx

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose restart
Restarting nginx ... done

这时我们访问 80 端口，可以看到 8080 端口 tomcat 的默认首页

3.3 关于 Nginx 的 location 路径映射

优先级关系：
(location = ) > (location /xxx/yyy/zzz) > (location ^~) > (location ~,~*) > (location /起始路径) > (location /)

精准匹配 = /

location = / {
    # 精准匹配，主机名后面不能带任何字符串
    # 例如www.baidu.com不能是www.baidu.com/id=xxx
}

通用匹配

location /xxx {
    # 匹配所有以/xxx开头的路径
    # 例如127.0.0.1:8080/xxx  xxx可以为空，为空则和=匹配一样
}

正则匹配

location ~ /xxx {
    # 匹配所有以 /xxx 开头的路径
}

匹配开头路径

location ^~ /xxx/xx {
    # 匹配所有以/xxx/xx开头的路径
}

匹配结尾路径

location ~* \.(gif/jpg/png)$ {
    # 匹配以 .gif、.jpg 或者 .png 结尾的路径
}

路径映射测试：修改 /home/docker_nginx/conf.d/default.conf如下

server {
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;

    location /index {
        proxy_pass http://ip:8081/;   # tomcat 首页
    }

    location ^~ /ceshi/ {
        proxy_pass http://ip:8080/ceshi/;     # 测试项目前台首页
    }

    location / {
        proxy_pass http://ip:8080/Admin/;     # 测试项目后台首页
    }
}

重启nginx

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose restart
Restarting nginx ... done

访问 http://ip/index 可以进入 tomcat 首页
访问 http://ip/ceshi/XXX 可以进入测试项目前台首页
访问 http://ip 或者 http://ip:80 可以进入测试项目后台首页

四、Nginx 负载均衡

Nginx 为我们默认提供了三种负载均衡的策略：
1. 轮询：将客户端发起的请求，平均分配给每一台服务器
2. 权重：会将客户端的请求，根据服务器的权重值不同，分配不同的数量
3. ip_hash: 基于发起请求的客户端的 ip 地址不同，他始终会将请求发送到指定的服务器上，就是说如果这个客户端的请求的 ip 地址不变，那么处理请求的服务器将一直是同一个

4.1 轮询

想实现 Nginx 轮询负载均衡机制只需要修改配置文件如下

upstream my-server{       # 轮询方式：my-server 为自定义名称(名称不能用下划线)
    server ip:port;    # 服务器地址1
    server ip:port;    # 服务器地址2
    ......
}
server {
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;

    location / {
        proxy_pass http://my-server/;         # upstream的名称
    }
}

重启 nginx

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose restart
Restarting nginx ... done

多次刷新页面，我们可以发现我们进入的是不同的 tomcat
http://ip:8080 页面

http://ip:8081 页面

4.2 权重

实现权重的方式：在配置文件中 upstream 块中加上 weight

upstream my_server{
    server ip:8080 weight=10;        #  weight 权重 10
    server ip:8081 weight=2;          #  weight 权重 2
}
server {
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;

    location / {
        proxy_pass http://my_server/;   # tomcat首页
    }
}

4.3 `ip_hash`

实现 ip_hash 方式：在配置文件 upstream 块中加上 ip_hash;

upstream my_server{
    ip_hash;        #  ip地址不变，始终访问同一台服务器
    server ip:8080;
    server ip:8081;
}
server {
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    server_name  localhost;

    location / {
        proxy_pass http://my_server/;   # tomcat首页
    }
}

五、Nginx 动静分离

Nginx 的并发能力公式：
worker_processes * worker_connections / 4 | 2 = Nginx 最终的并发能力
动态资源需要 /4，静态资源需要 /2
Nginx 通过动静分离，来提升Nginx的并发能力，更快的给用户响应

5.1 动态资源代理

配置如下

location / {
  proxy_pass 路径;
}

5.2 静态资源代理

配置如下

location / {
  # root  静态资源路径;
  root   /usr/share/nginx/html;        
  # index  默认访问路径下是什么资源;
  index  index.html index.htm;
  autoindex  on;        # 以列表的形式，展示静态资源的全部内容
}

静态资源测试
停止之前运行的 nginx

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose down
Stopping nginx ... done
Removing nginx ... done
Removing network docker_nginx_default

修改 docker-compose.yml 添加静态资源数据卷 不同版本的静态资源位置可能不同，可以在 2.2 中查看默认的位置（ location 块中 root 后的路径）

version: '3.9'
services:
  nginx:
    restart: always
    image: nginx:latest
    container_name: nginx
    ports:
      - 80:80
    volumes:
      - /home/docker_nginx/conf.d/:/etc/nginx/conf.d
      - /home/docker_nginx/html/:/usr/share/nginx/html        # 添加挂载静态页面数据卷

启动 nginx

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose up -d
Creating network "docker_nginx_default" with the default driver
Creating nginx ... done

在 /home/docker_nginx/html 下新建一个 index.html ，内容随意。
修改 nginx 的配置文件

location /html {        # 此处有 /html，后面可不用写 /html，会直接访问到此目录下
    root /usr/share/nginx;        
    index index.html;
}

重启 nginx

[root@VM-0-6-centos docker_nginx]# docker-compose restart
Restarting nginx ... done

访问如下：

六、Nginx 集群

6.1 引言

单点故障，为避免 nginx 的宕机，导致整个程序的崩溃
准备多台 nginx
准备keepalived，监听 nginx 的健康情况
准备 haproxy，提供一个虚拟的路径，统一的去接收用户的请求

6.2 搭建

先准备好以下文件放入 /home/docker_nginx_cluster 目录中

Dockerfile 文件内容如下：

FROM nginx:1.13.5-alpine
RUN apk update && apk upgrade
RUN apk add --no-cache bash curl ipvsadm iproute2 openrc keepalived    # 用apk 安装 keepalived
COPY entrypoint.sh /entrypoint.sh
RUN chmod +x /entrypoint.sh
CMD ["/entrypoint.sh"]        # 运行 entrypoint.sh 文件

entrypoint.sh 文件内容如下：

#!/bin/sh
/usr/sbin/keepalived -D -f /etc/keepalived/keepalived.conf        # 运行 keepalived
nginx -g "daemon off;"        # 运行 nginx

docker-compose.yml 文件内容如下：

version: "3.9"
services:
  nginx_master:        # 主机设置
    build:
      context: ./
      dockerfile: ./Dockerfile
    ports:
      - 8081:80
    volumes:
      - ./index-master.html:/usr/share/nginx/html/index.html
      - ./favicon.ico:/usr/share/nginx/html/favicon.ico
      - ./keepalived-master.conf:/etc/keepalived/keepalived.conf
    networks:
      static-network:        # 固定 IP 地址
        ipv4_address: 172.20.128.2
    cap_add:
      - NET_ADMIN
  nginx_slave:        # 从机设置
    build:
      context: ./
      dockerfile: ./Dockerfile
    ports:
      - 8082:80
    volumes:
      - ./index-slave.html:/usr/share/nginx/html/index.html
      - ./favicon.ico:/usr/share/nginx/html/favicon.ico
      - ./keepalived-slave.conf:/etc/keepalived/keepalived.conf
    networks:
      static-network:
        ipv4_address: 172.20.128.3
    cap_add:
      - NET_ADMIN
  proxy:
    image: haproxy:1.7-alpine
    ports:
      - 80:6301
    volumes:
      - ./haproxy.cfg:/usr/local/etc/haproxy/haproxy.cfg
    networks:
      - static-network

networks:
  static-network:
    ipam:
      config:
        - subnet: 172.20.0.0/16

keepalived-master.conf 文件内容如下：

vrrp_script chk_nginx {
    script "pidof nginx"
    interval 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER        # 主机
    interface eth0        # 容器内部的网卡名称
    virtual_router_id 33
    priority 200        # 优先级
    advert_int 1
    
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass letmein
    }

    virtual_ipaddress {
        172.20.128.50        # 虚拟地址，连接 haproxy
    }

    track_script {
        chk_nginx
    }
}

keepalived-slave.conf 文件内容如下：

vrrp_script chk_nginx {
    script "pidof nginx"
    interval 2
}

vrrp_instance VI_1 {
    state BACKUP        # 从机
    interface eth0        # 容器内部的网卡名称
    virtual_router_id 33
    priority 100        # 优先级，要低于主机
    advert_int 1

    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass letmein
    }

    virtual_ipaddress {
        172.20.128.50        # 虚拟地址，连接 haproxy
    }

    track_script {
        chk_nginx
    }
}

haproxy.cfg 文件内容如下：

global
    log 127.0.0.1 local0
    maxconn 4096
    daemon
    nbproc 4

defaults
    log 127.0.0.1 local3
    mode http
    option dontlognull
    option redispatch
    retries 2
    maxconn 2000
    balance roundrobin
    timeout connect 5000ms
    timeout client 5000ms
    timeout server 5000ms

frontend main
    bind *:6301
    default_backend webserver

backend webserver
    server ngxin_master 172.20.128.50:80 check inter 2000 rise 2 fall 5

启动容器，注意确保 80、8081 和 8082 端口未被占用(或者修改 docker-compose.yml 中的端口)

[root@VM-0-6-centos docker_nginx_cluster]# docker-compose up -d

访问 IP：8081 端口，可以看到 master 页面

访问 IP：8082 端口，可以看到 slave 页面

直接访问 80 端口，显示的和 8081 端口的页面一致

因为我们设置了 8081 端口的 master 优先级为 200，比 8082 端口的 slave 优先级 100 高，所以我们访问 80 端口，看到的是 master 。

测试停止主机：docker stop docker_nginx_cluster_nginx_master_1

[root@VM-0-6-centos docker_nginx_cluster]# docker stop docker_nginx_cluster_nginx_master_1
docker_nginx_cluster_nginx_master_1

刷新页面，显示从机页面

再次启动主机容器：docker start docker_nginx_cluster_nginx_master_1

[root@VM-0-6-centos docker_nginx_cluster]# docker start docker_nginx_cluster_nginx_master_1
docker_nginx_cluster_nginx_master_1

刷新页面，又返回主机页面

最后编辑于：2021.07.17 14:12:11

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Nginx 基础笔记

1.1引言

1.2 Nginx介绍

2.1安装 Nginx

2.2 Nginx的配置文件

2.3 修改 docker-compose 文件

3.1正向代理和反向代理介绍

3.2 基于Nginx实现反向代理

3.3 关于 Nginx 的 location 路径映射

4.1 轮询

4.2 权重

4.3 ip_hash

5.1 动态资源代理

5.2 静态资源代理

6.1 引言

6.2 搭建

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2.1安装 `Nginx`

2.3 修改 `docker-compose` 文件

4.3 `ip_hash`