nginx 代理到其他端口_「從單體架構到分布式架構」請求增多，單點變叢集(2)：Nginx...

上一個章節，我們學習了負載均衡的理論知識，那麼是不是把應用部署多套，前面挂一個負載均衡的軟體或硬體就可以應對高并發了？其實還有很多問題需要考慮。比如：

1. 當一台伺服器挂掉，請求如何轉發到其他正常的伺服器上？
2. 挂掉的伺服器，怎麼才能不再通路？
3. 如何保證負載均衡的高可用性？

等等等等...

讓我們帶着這些問題，實戰學習一下 Nginx 的配置和使用。

1. 前置概念

在正式介紹 Nginx 之前，首先讓我們先了解一下概念。

1. 中間件

幹 IT 太累了，我準備辭職開了個燒烤攤，賣羊肉串；

賣羊肉串首先就得有羊肉，于是我就聯系了很多養殖場，我又是一個比較負責任的人，為了保證羊肉的品質，我就去考察了一家又一家養殖場，同時我也是個“小氣”的人，是以我考察過程中，和對方談判、比價，最終選了一個養殖場作為我的羊肉供應商，為我提供羊肉。

經營了一陣子，這個養殖場提供的羊肉品質沒有以前好了，那麼我就重新考察、談判、比價，如此反複，我投入了大量的時間和精力。

于是我找到了一個信得過的代理公司，約定要羊肉的品質和數量，談好價錢，以後我隻找代理商拿貨，具體代理商找的哪家養殖場我不去過問，甚至代理商可以送貨上門。

在這個例子裡面，賣燒烤就是業務，我的燒烤攤是業務端，養殖場是底層，而

這個信得過的代理公司，就是中間件。 2. 正向代理和反向代理

正向代理：我住在北京，但是想回老家買套房，但是我沒辦法親自回老家考察，于是我就派我的管家回老家考察；管家就是正向代理伺服器；正向代理伺服器代表了用戶端，在正向代理的過程中，服務端隻和代理伺服器打交道（房東隻和我的管家談），并不知道真正的用戶端是誰。

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反向代理：我住在北京，但是想回老家買套房，但是我沒辦法親自回老家考察，于是我打個電話聯系了老家的房屋中介去辦這件事兒；房屋中介就是反向代理；這裡的反向代理，代表的是房東，在反向代理的過程中，用戶端隻和反向代理伺服器打交道，并不知道真正的服務端是誰。

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當然，我的管家也可以聯系我老家的房屋中介，那麼架構圖就會變成：

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2. Nginx 的概念

了解完上面的幾個概念，那麼 Nginx 的概念了解起來就簡單很多了：

Nginx 就是一個開源的、高性能的、可靠的 Http 中間件；

它經常被用作 Http 代理、反向代理、負載均衡等等，當然它也能做正向代理，但是實際很少有這麼用的。

3. 最簡單的 Nginx 使用示例

本章節項目的代碼：chapter3

Step 1. 部署多套環境

我們将章節 1 中的項目 chapter1 複制出來一份，改名為 chapter3，表示是第 3 章節的項目，同時修改：

1. pom.xml 中的 artifactId 修改為 chapter32. application.yml 中的 server.port 修改成 8089

這樣我們分别啟動 chapter1 和 chapter3，這樣就相當于把相同的項目部署了兩套，端口分别是 8088 和 8089 。

Step 2. 下載下傳 Nginx

我們可以在 Nginx 的官網下載下傳我們所需的版本，因為我使用 windows 環境開發，是以我在這裡就選擇了 nginx/Windows-1.14.2 這個版本。

下載下傳完成解壓縮，不需要額外的安裝，可以直接使用。

Step 3. 配置 Nginx

進入 nginx-1.14.2conf 目錄下，用文本編輯器打開 nginx.conf，對配置檔案進行如下修改：

1. 在 http 中增加 upstream，并配置兩台環境的位址；2. 在 http.server.location 中增加 proxy_pass 的配置；

http {
    ...

    #增加 upstream 的配置，其中 myserver 是自己起的名字
    upstream myserver{
	     server 127.0.0.1:8088;  #有幾套環境，就配置幾條
	     server 127.0.0.1:8089;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            proxy_pass  http://myserver; #增加，其中 http://myserver 的 myserver 要和上文對應
        }

      }
    }
    ...
}

完整配置檔案請參考：nginx.conf

Step 4. 啟動 Nginx

我們可以直接輕按兩下 nginx-1.14.2 目錄下的 nginx.exe 啟動；也可以通過 cmd 指令打開控制台，進入 nginx-1.14.2 目錄執行如下指令啟動 Nginx：

start nginx //啟動 Nginx ；啟動後可能一閃而過，我們可以看一下任務管理器是否有名字叫做 nginx.exe 的程序

nginx.exe -s stop //停止 Nginx
nginx.exe -s quit //停止 Nginx

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Step 5. 測試 Nginx

讓我們測試一下 Nginx 是否配置并啟動成功，打開浏覽器輸入：

http://127.0.0.1/queryAdmin

注意這裡并沒有加端口号，是因為 url 中沒有端口号的時候表示端口号為 80，而我們 Nginx 的配置檔案中，監聽的正是 80 端口 (listen 80)；我們可以在浏覽器中看到服務傳回的結果：

User : Admin

這就說明 Nginx 已經轉發了我們的請求到了服務端，并正确傳回，那麼負載均衡是如何展現的呢？讓我們多重新整理幾次浏覽器，然後看看背景日志：

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我前後一共調用了 5 次服務，可以看到兩個服務端分别接收到了 2 次和 3 次請求，負載均衡達到了效果。

4. Nginx 常見的路由政策

1. 輪詢法

最簡單的輪詢法，多餘的配置不需要增加。

upstream myserver{
   server 127.0.0.1:8088;  # 有幾套環境，就配置幾條
   server 127.0.0.1:8089;
}

2. 源位址哈希法

使用 ip_hash 關鍵字，每一個請求，都按 hash(IP) 的結果決定通路哪台伺服器；

upstream myserver{
   ip_hash; # hash(IP)
   server 127.0.0.1:8088;  # 有幾套環境，就配置幾條
   server 127.0.0.1:8089;
}

如果我們本地測試，多次通路接口，可以發現請求永遠落到同一個服務上，因為本地 IP 一直沒有改變。

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3. 權重輪詢法

使用 weight 關鍵字，設定每台伺服器的權重；

upstream myserver{
   server 127.0.0.1:8088 weight=1;  # 20% 請求會發給8088
   server 127.0.0.1:8089 weight=4;
}

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4. 最小連接配接數法

根據每個伺服器節點的連接配接數，動态地選擇目前連接配接數最少的伺服器轉發請求；

upstream myserver{
   least_conn;
   server 127.0.0.1:8088;
   server 127.0.0.1:8089;
}

5. 最快響應速度法

根據每個伺服器節點的響應時間（請求的往返延遲），動态地選擇目前響應速度最快的伺服器轉發請求；需要額外安裝 nginx-upstream-fair 子產品。

upstream myserver{
   fair; # 額外安裝 nginx-upstream-fair 子產品
   server 127.0.0.1:8088;
   server 127.0.0.1:8089;
}

6. URL 雜湊演算法

對 URL 進行 Hash 運算，根據結果來配置設定請求，這樣每個 URL 都可以通路到同一個服務端；當服務端有緩存的時候，比較有效。

upstream myserver{
   hash $request_uri;
   server 127.0.0.1:8088;  # 有幾套環境，就配置幾條
   server 127.0.0.1:8089;
}

也可以安裝第三方子產品，比如我們要使用 URL 一緻性雜湊演算法，那麼我們可以安裝

ngx_http_upstream_consistent_hash 子產品。

upstream myserver{
   consistent_hash $request_uri;
   server 127.0.0.1:8088;
   server 127.0.0.1:8089;
}

參考資料：Upstream Consistent Hash

5. Nginx 常用功能

5.1 請求失敗重試

當一台伺服器挂掉，請求如何轉發到其他正常的伺服器上？

我們可以先做個試驗，就是關閉 8089 端口的服務，隻保留 8088 端口的服務，然後調用幾次接口，如果其中一次調用長時間不傳回（浏覽器通路狀态圖示一直在打轉），表示本次請求發送到了 8089 端口，那麼讓我們等待一段時間...大約一分鐘之後，8080 端口服務的背景日志，列印出來日志，調用端接收到了傳回，這說明：

Nginx 預設有失敗重試機制；
預設的逾時時間為 60s 。

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這裡的逾時時間是可以修改的，需要在 http.server.location 中增加如下配置：

location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            proxy_pass  http://myserver;
            proxy_connect_timeout 5; # 連接配接逾時時間
            proxy_send_timeout 5; # 發送資料給後端伺服器的逾時時間
            proxy_read_timeout 5; # 後端伺服器的相應時間
            #proxy_next_upstream off; # 是否要關閉重試機制
        }

完整配置檔案請參考：設定逾時重試時間5秒-nginx.conf

不過這裡要注意一點，如果設定了伺服器相應逾時時間(比如設定了 10s )，萬一應用的業務處理時間比較慢(業務處理花費了 15s )，那麼會導緻 Nginx 逾時重試，那麼可能會造成重複處理。

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5.2 後端伺服器節點健康狀态檢查

如果挂掉一台伺服器，路由到這台伺服器請求每次都要等到逾時時間過去，才能發起重試，如果 Nginx 不再把請求發送給挂掉的伺服器，那就省事多了；

這就叫做“後端伺服器節點健康狀态檢查”。

如果不安裝第三方子產品，可以做如下配置完成“後端伺服器節點健康狀态檢查”：

1. 設定逾時時間：

location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            proxy_pass  http://myserver;
            proxy_connect_timeout 5; # 連接配接逾時時間
            proxy_send_timeout 5; # 發送資料給後端伺服器的逾時時間
            proxy_read_timeout 5; # 後端伺服器的相應時間
            #proxy_next_upstream off; # 是否要關閉重試機制
        }

2. 設定嘗試重試的次數：

upstream myserver{
  	server 127.0.0.1:8088 max_fails=1 fail_timeout=100s;
  	server 127.0.0.1:8089 max_fails=1 fail_timeout=100s;
}

其中 max_fails 表示最多失敗次數，fail_timeout 表示在一個時間段内，伺服器不會再次嘗試通路；上面的配置表示在 100s 内，隻要逾時失敗 1 次，就不再通路該伺服器。

完整配置檔案請參考：設定逾時重試時間5s-失敗1次100秒之内不再通路-nginx.conf

除此之外，我們還可以安裝第三方子產品來實作“後端伺服器節點健康狀态檢查”：

nginx_upstream_check_module
ngx_http_healthcheck_module

5.3 Nginx 的高可用

以為使用 Nginx ，部署了多台應用伺服器，可以保證應用伺服器的高可用（挂掉一台，還有其他伺服器可以用）；

但是如何保證負載均衡的高可用性？也就是萬一 Nginx 挂了怎麼辦？

Nginx 同樣也需要部署多台，架構大概是這個樣子的：

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現在應用比較廣泛的是利用 keepalived 實作 Nignx 的高可用：

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5.4 其他

除了以上的常見功能，強大的 Nginx 還可以：

限制 IP 通路頻率和帶寬占用；
緩存靜态資源；
檔案壓縮；
TCP 負載；
防盜鍊；
等等等等...

總結

nginx 代理到其他端口_「從單體架構到分布式架構」請求增多，單點變叢集(2)：Nginx...

我們現在的架構已經變成了：

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1. 前置概念

2. Nginx 的概念

3. 最簡單的 Nginx 使用示例

Step 1. 部署多套環境

Step 2. 下載下傳 Nginx

Step 3. 配置 Nginx

Step 4. 啟動 Nginx

Step 5. 測試 Nginx

4. Nginx 常見的路由政策

1. 輪詢法

2. 源位址哈希法

3. 權重輪詢法

4. 最小連接配接數法

5. 最快響應速度法

6. URL 雜湊演算法

5. Nginx 常用功能

5.1 請求失敗重試

5.2 後端伺服器節點健康狀态檢查

5.3 Nginx 的高可用

5.4 其他

總結

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