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Nginx通关攻略

2020-04-18    
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1. Nginx简介

1.1 Nginx 概述

1.2 Nginx 作为 web 服务器

Web服务器也称为WWW(WORLD WIDE WEB)服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务，常常以B/S（Browser/Server）方式提供服务。

Nginx 可以作为静态页面的 web 服务器，同时还支持 CGI 协议的动态语言，比如 perl、php 等，但是不支持 JAVA。Java 程序一般都通过与 Tomcat 配合完成。

作为一名Java猿帅，肯定要理解下Nginx和Tomcat的区别了：

Nginx、Apache和Tomcat

Apache HTTP Server和Nginx本身不支持生成动态页面，但它们可以通过其他模块来支持（例如通过Shell、PHP、Python脚本程序来动态生成内容）；

一个 HTTP Server 关心的是 HTTP 协议层面的传输和访问控制，所以在 Apache/Nginx 上你可以看到代理、负载均衡等功能。客户端通过 HTTP Server 访问服务器上存储的资源（HTML 文件、图片文件等等）。通过 CGI 技术，也可以将处理过的内容通过 HTTP Server 分发，但是一个 HTTP Server 始终只是把服务器上的文件如实的通过 HTTP 协议传输给客户端。

而应用服务器，则是一个应用执行的容器。它首先需要支持开发语言的运行（对于 Tomcat 来说，就是 Java），保证应用能够在应用服务器上正常运行。其次，需要支持应用相关的规范，例如类库、安全方面的特性。对于 Tomcat 来说，就是需要提供 JSP/Sevlet 运行需要的标准类库、Interface 等。为了方便，应用服务器往往也会集成 HTTP Server 的功能，但是不如专业的 HTTP Server 那么强大，所以应用服务器往往是运行在 HTTP Server 的背后，执行应用，将动态的内容转化为静态的内容之后，通过 HTTP Server 分发到客户端。

1.3 正向代理

正向代理：如果把局域网外的 Internet 想象成一个巨大的资源库，则局域网中的客户端要访 问 Internet，则需要通过代理服务器来访问，这种代理服务就称为正向代理。

正向代理“代理”的是客户端。

比如在家办公期间，需要连公司的 VPN 办公，这个就是所谓的”正向代理“。还有我们访问 google也是。

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1.4 反向代理 与 负载均衡

反向代理正好与正向代理相反，反向代理是指以代理服务器来接收Internet上的连接请求，然后将请求转发到内部网络上的服务器，并将服务器上得到的结果返回给客户端，此时代理服务器对外表现就是一个服务器，客户端对代理是无感知的。

反向代理“代理”的是服务端。

再比如，你想本本分分的在“优酷”上看个“爱情片”，youku.com会把你的请求分发到存放片片的那台机器上，这个就是所谓的”反向代理“。

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为什么使用反向代理

负载均衡

地址重定向

Nginx 的Rewrite主要的功能就是实现URL重写

比如输入360.com 跳转到了360.cn，baidu.cn跳转到了baidu.com

1.5 动静分离

为了加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析，加快解析速度，降低原来单个服务器的压力。 这里指的就是让动态程序（Java、PHP）去访问应用服务器，让缓存、图片、JS、css等去访问Nginx。

2. Nginx 安装

  1. 下载Nginxwget http://nginx.org/download/nginx-1.16.1.tar.gz
  2. 安装需要编译的插件yum install gcc c++ yum install -y pcre pcre-devel yum install -y zlib zlib-devel yum install -y openssl openssl-devel

3. 配置文件

nginx.conf 配置文件主要分为三部分：全局块、events块、https块。

Nginx配置语法：

3.1 全局块

全局配置部分用来配置对整个server都有效的参数。主要会设置一些影响 nginx 服务器整体运行的配置指令，主要包括配置运行 Nginx 服务器的用户（组）、允许生成的 worker process 数，进程 PID 存放路径、日志存放路径和类型以 及配置文件的引入等。 示例：

user nobody;
worker_processes  4;
error_log  /data/nginx/logs/error.log  notice;

3.2 events 块

events 块涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接，常用的设置包括是否开启对多 work process 下的网络连接进行序列化，是否允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个 word process 可以同时支持的最大连接数等。

events {
	#每个 work process 支持的最大连接数为 1024.
    worker_connections  1024;
}

3.3 http 块

这算是 Nginx 服务器配置中最频繁的部分，代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。 需要注意的是：http 块也可以包括 http 全局块、server 块。

3.3.1 http 全局块

http 全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
	sendfile        on;
	keepalive_timeout  65;

3.3.2 server 块

这块和虚拟主机有密切关系，虚拟主机从用户角度看，和一台独立的硬件主机是完全一样的，该技术的产生是为了 节省互联网服务器硬件成本。

每个 http 块可以包括多个 server 块，而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。

而每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 locaton 块。

nginx.conf 详细配置

#定义Nginx运行的用户和用户组
user www www; 
#nginx进程数，通常设置成和cpu的数量相等
worker_processes 4; 
#全局错误日志定义类型，[debug | info | notice | warn | error | crit]
#error_log  /data/nginx/logs/error.log;
#error_log  /data/nginx/logs/error.log  notice;
#日志文件存放路径 access_log path [format [buffer=size | off]]
access_log /data/nginx/logs/lazyegg.com/web/access.log combinedio;
#进程pid文件
#pid        logs/nginx.pid;
#指定进程可以打开的最大描述符：数目
#工作模式与连接数上限
##这个指令是指当一个nginx进程打开的最多文件描述符数目，理论值应该是最多打开文件数（ulimit -n）与nginx进程数相除，但是nginx分配请求并不是那么均匀，所以最好与ulimit -n 的值保持一致。
#这是因为nginx调度时分配请求到进程并不是那么的均衡，所以假如填写10240，总并发量达到3-4万时就有进程可能超过10240了，这时会返回502错误。
worker_rlimit_nofile 65535;
#################################  events  ###############################
events {
    #参考事件模型，use [ kqueue | rtsig | epoll | /dev/poll | select | poll ]; epoll模型
    use epoll
    #单个进程最大连接数（最大连接数=连接数+进程数）
    worker_connections  1024;
    
    #keepalive 超时时间
    keepalive_timeout 60;
    
    #客户端请求头部的缓冲区大小。
    client_header_buffer_size 4k;
    
    #这个将为打开文件指定缓存，默认是没有启用的，max指定缓存数量，建议和打开文件数一致，inactive是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。
    open_file_cache max=65535 inactive=60s;
    #这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
    open_file_cache_valid 80s;
        #open_file_cache指令中的inactive参数时间内文件的最少使用次数，如果超过这个数字，文件描述符一直是在缓存中打开的，如上例，如果有一个文件在inactive时间内一次没被使用，它将被移除。
    open_file_cache_min_uses 1;
    
    #语法:open_file_cache_errors on | off 默认值:open_file_cache_errors off 使用字段:http, server, location 这个指令指定是否在搜索一个文件是记录cache错误.
    open_file_cache_errors on;
}
##############################   http    ##################################
#设定http服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
http{
    #文件扩展名与文件类型映射表
    include mime.types;
    
    #默认文件类型
    default_type application/octet-stream;
    
    #默认编码
    charset utf-8;
    
    #服务器名字的hash表大小
    server_names_hash_bucket_size 128;
    
    #客户端请求头部的缓冲区大小。
    client_header_buffer_size 32k;
    
    #客户请求头缓冲大小。
    large_client_header_buffers 4 64k;
    
    #允许客户端请求的最大单个文件字节数
    client_max_body_size 8m;
    
    #开启高效文件传输模式，sendfile指令指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件，对于普通应用设为 on，如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的负载。注意：如果图片显示不正常把这个改成off。
    sendfile on;
    
    #开启目录列表访问，适合下载服务器，默认关闭。
    autoindex on;
    
    #此选项允许或禁止使用socke的TCP_CORK的选项，此选项仅在使用sendfile的时候使用
    tcp_nopush on;
     
    tcp_nodelay on;
    
    #长连接超时时间，单位是秒
    keepalive_timeout 120;
    
    #FastCGI相关参数是为了改善网站的性能：减少资源占用，提高访问速度。下面参数看字面意思都能理解。
    fastcgi_connect_timeout 300;
    fastcgi_send_timeout 300;
    fastcgi_read_timeout 300;
    fastcgi_buffer_size 64k;
    fastcgi_buffers 4 64k;
    fastcgi_busy_buffers_size 128k;
    fastcgi_temp_file_write_size 128k;
    
    #gzip模块设置
    gzip on; #开启gzip压缩输出
    gzip_min_length 1k;    #最小压缩文件大小
    gzip_buffers 4 16k;    #压缩缓冲区
    gzip_http_version 1.0; #压缩版本（默认1.1，前端如果是squid2.5请使用1.0）
    gzip_comp_level 2;     #压缩等级
    gzip_types text/plain application/x-JavaScript text/css application/xml;    #压缩类型，默认就已经包含textml，所以下面就不用再写了，写上去也不会有问题，但是会有一个warn。
    gzip_vary on;
    #开启限制IP连接数的时候需要使用
    #limit_zone crawler $binary_remote_addr 10m;
    
        #负载均衡配置
    upstream lazyegg.net {
  
        #upstream的负载均衡，weight是权重，可以根据机器配置定义权重。weigth参数表示权值，权值越高被分配到的几率越大。
        server 192.168.80.121:80 weight=3;
        server 192.168.80.122:80 weight=2;
        server 192.168.80.123:80 weight=3;
        #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。
        #例如：
        #upstream bakend {
        #    server 192.168.0.14 weight=10;
        #    server 192.168.0.15 weight=10;
        #}
        #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。
        #例如：
        #upstream bakend {
        #    ip_hash;
        #    server 192.168.0.14:88;
        #    server 192.168.0.15:80;
        #}
        #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。
        #upstream backend {
        #    server server1;
        #    server server2;
        #    fair;
        #}
        #4、url_hash（第三方）
        #按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。
        #例：在upstream中加入hash语句，server语句中不能写入weight等其他的参数，hash_method是使用的hash算法
        #upstream backend {
        #    server squid1:3128;
        #    server squid2:3128;
        #    hash $request_uri;
        #    hash_method crc32;
        #}
        #tips:
        #upstream bakend{#定义负载均衡设备的Ip及设备状态}{
        #    ip_hash;
        #    server 127.0.0.1:9090 down;
        #    server 127.0.0.1:8080 weight=2;
        #    server 127.0.0.1:6060;
        #    server 127.0.0.1:7070 backup;
        #}
        #在需要使用负载均衡的server中增加 proxy_pass http://bakend/;
        #每个设备的状态设置为:
        #1.down表示单前的server暂时不参与负载
        #2.weight为weight越大，负载的权重就越大。
        #3.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
        #4.fail_timeout:max_fails次失败后，暂停的时间。
        #5.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。
        #nginx支持同时设置多组的负载均衡，用来给不用的server来使用。
        #client_body_in_file_only设置为On 可以讲client post过来的数据记录到文件中用来做debug
        #client_body_temp_path设置记录文件的目录 可以设置最多3层目录
        #location对URL进行匹配.可以进行重定向或者进行新的代理 负载均衡
    }
    
       #虚拟主机的配置
    server {
        #监听端口
        listen 80;
        #域名可以有多个，用空格隔开
        server_name lazyegg.net;
        #默认入口文件名称
        index index.html index.htm index.php;
        root /data/www/lazyegg;
        #对******进行负载均衡
        location ~ .*.(php|php5)?$
        {
            fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index index.php;
            include fastcgi.conf;
        }
         
        #图片缓存时间设置
        location ~ .*.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
        {
            expires 10d;
        }
         
        #JS和CSS缓存时间设置
        location ~ .*.(js|css)?$
        {
            expires 1h;
        }
         
        #日志格式设定
        #$remote_addr与$http_x_forwarded_for用以记录客户端的ip地址；
        #$remote_user：用来记录客户端用户名称；
        #$time_local： 用来记录访问时间与时区；
        #$request： 用来记录请求的url与http协议；
        #$status： 用来记录请求状态；成功是200，
        #$body_bytes_sent ：记录发送给客户端文件主体内容大小；
        #$http_referer：用来记录从那个页面链接访问过来的；
        #$http_user_agent：记录客户浏览器的相关信息；
        #通常web服务器放在反向代理的后面，这样就不能获取到客户的IP地址了，通过$remote_add拿到的IP地址是反向代理服务器的iP地址。反向代理服务器在转发请求的http头信息中，可以增加x_forwarded_for信息，用以记录原有客户端的IP地址和原来客户端的请求的服务器地址。
        log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
        '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
        '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
         
        #定义本虚拟主机的访问日志
        access_log  /usr/local/nginx/logs/host.access.log  main;
        access_log  /usr/local/nginx/logs/host.access.404.log  log404;
         
        #对 "/connect-controller" 启用反向代理
        location /connect-controller {
            proxy_pass http://127.0.0.1:88; #请注意此处端口号不能与虚拟主机监听的端口号一样（也就是server监听的端口）
            proxy_redirect off;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             
            #后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
             
            #以下是一些反向代理的配置，可选。
            proxy_set_header Host $host;
            #允许客户端请求的最大单文件字节数
            client_max_body_size 10m;
            #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数，
            #如果把它设置为比较大的数值，例如256k，那么，无论使用firefox还是IE浏览器，来提交任意小于256k的图片，都很正常。如果注释该指令，使用默认的client_body_buffer_size设置，也就是操作系统页面大小的两倍，8k或者16k，问题就出现了。
            #无论使用firefox4.0还是IE8.0，提交一个比较大，200k左右的图片，都返回500 Internal Server Error错误
            client_body_buffer_size 128k;
            #表示使nginx阻止HTTP应答代码为400或者更高的应答。
            proxy_intercept_errors on;
            #后端服务器连接的超时时间_发起握手等候响应超时时间
            #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
            proxy_connect_timeout 90;
            #后端服务器数据回传时间(代理发送超时)
            #后端服务器数据回传时间_就是在规定时间之内后端服务器必须传完所有的数据
            proxy_send_timeout 90;
            #连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时)
            #连接成功后_等候后端服务器响应时间_其实已经进入后端的排队之中等候处理（也可以说是后端服务器处理请求的时间）
            proxy_read_timeout 90;
            #设置代理服务器（nginx）保存用户头信息的缓冲区大小
            #设置从被代理服务器读取的第一部分应答的缓冲区大小，通常情况下这部分应答中包含一个小的应答头，默认情况下这个值的大小为指令proxy_buffers中指定的一个缓冲区的大小，不过可以将其设置为更小
            proxy_buffer_size 4k;
            #proxy_buffers缓冲区，网页平均在32k以下的设置
            #设置用于读取应答（来自被代理服务器）的缓冲区数目和大小，默认情况也为分页大小，根据操作系统的不同可能是4k或者8k
            proxy_buffers 4 32k;
            #高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2）
            proxy_busy_buffers_size 64k;
            #设置在写入proxy_temp_path时数据的大小，预防一个工作进程在传递文件时阻塞太长
            #设定缓存文件夹大小，大于这个值，将从upstream服务器传
            proxy_temp_file_write_size 64k;
        }
        
        #本地动静分离反向代理配置
        #所有jsp的页面均交由tomcat或resin处理
        location ~ .(jsp|jspx|do)?$ {
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
    }
}

4. Nginx 配置实例

4.1 反向代理demo1

实现效果：使用 nginx 反向代理，访问 test.com 直接跳转到自己的机器 127.0.0.1:8080

  1. 启动一个 tomcat，浏览器地址栏输入 127.0.0.1:8080，出现如下界面
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  1. 通过修改本地 host 文件（C:windowsSystem32driversetc），添加127.0.0.1 www.12345.com将 www.12345.com 映射到自己的机器ip上
  2. 配置完成之后，我们便可以通过 www.test.com:8080 访问到第一步出现的 Tomcat 初始界面。那么如何只需要输入 www.12345.com 便可以跳转到 Tomcat 初始界面呢？便用到 nginx 的反向代理。
  3. 修改nginx.conf 配置文件，增加如下配置 proxy_pass
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        #charset koi8-r;
        #access_log  logs/host.access.log  main;
        location / {
               proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
  1. 如上配置，我们监听 80 端口，访问域名为 www.12345.com，不加端口号时默认为 80 端口，故访问该域名时会跳转到 127.0.0.1:8080 路径上。在浏览器端输入 www.12345.com 结果如下：
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4.2 反向代理demo2

实现效果：使用 nginx 反向代理，根据访问的路径跳转到不同端口的服务中

访问 http://127.0.0.1/java/ 直接跳转到 127.0.0.1:8080

访问 http://127.0.0.1/egg/ 直接跳转到 127.0.0.1:8081

  1. 在服务器上起两个tomcat，修改其中一个端口号为8081； 在tomcat/webapps/目录下的各加两个文件夹，并随便写个html页面），我建的是java/index.html和egg/index.html
  2. 修改nginx.conf，在http块中添加serve{}server { listen 80; server_name localhost; location ~ /java/ { proxy_pass http://127.0.0.1:8080; } location /egg/ { proxy_pass http://127.0.0.1:8081; } }
  3. 重启nginx，验证效果

4.3 Nginx 配置-负载均衡

随着互联网信息的爆炸性增长，负载均衡（load balance）已经不再是一个很陌生的话题， 顾名思义，负载均衡即是将负载分摊到不同的服务单元，既保证服务的可用性，又保证响应足够快，给用户很好的体验。快速增长的访问量和数据流量催生了各式各样的负载均衡产品， 很多专业的负载均衡硬件提供了很好的功能，但却价格不菲，这使得负载均衡软件大受欢迎， nginx 就是其中的一个，在 linux 下有 Nginx、LVS、Haproxy 等等服务可以提供负载均衡服务。

Nginx的负载均衡是proxy模块和upstream模块搭配实现的。upstream模块将会启用一个新的配置区段，在该区段定义了一组上游服务器。

实现效果：配置负载均衡

  1. 同时启动两个Tomcat（为了方便验证效果，修改tomcat端口号的同时，顺便将Tomcat默认欢迎页面apache-tomcat-9.0.29/webapps/ROOR目录下的index.jsp修改下，看下8081欢迎页的“蛋蛋”没）
  2. 修改nginx.confhttp { upstream myserver { server localhost:8080; server localhost:8081; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://myserver; } } }
  3. 重启nginx，验证效果（默认轮询的方式，每次打开新窗口，8080和8081会交替出现，同一个窗口的话需要关闭浏览器缓存)

Nginx 分配策略：

  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 weight 代表权,重默认为 1,权重越高被分配的客户端越多 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。 例如： upstream server_pool{ server 192.168.5.21 weight=10; server 192.168.5.22 weight=10; }
  3. 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。 例如：upstream server_pool{ ip_hash; server 192.168.5.21:80; server 192.168.5.22:80; }
  4. 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。upstream server_pool{ server 192.168.5.21:80; server 192.168.5.22:80; fair; }

4.4 Nginx 配置-动静分离

Nginx 动静分离简单来说就是把动态跟静态请求分开，不能理解成只是单纯的把动态页面和静态页面物理分离。严格意义上说应该是动态请求跟静态请求分开，可以理解成使用 Nginx 处理静态页面，Tomcat 处理动态页面。动静分离从目前实现角度来讲大致分为两种， 一种是纯粹把静态文件独立成单独的域名，放在独立的服务器上，也是目前主流推崇的方案； 另外一种方法就是动态跟静态文件混合在一起发布，通过 nginx 来分开。 通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发。通过 expires 参数设置，可以使浏览器缓存过期时间，减少与服务器之前的请求和流量。具体 Expires 定义：是给一个资 源设定一个过期时间，也就是说无需去服务端验证，直接通过浏览器自身确认是否过期即可， 所以不会产生额外的流量。此种方法非常适合不经常变动的资源。（如果经常更新的文件， 不建议使用 Expires 来缓存），我这里设置 3d，表示在这 3 天之内访问这个 URL，发送 一个请求，比对服务器该文件最后更新时间没有变化，则不会从服务器抓取，返回状态码 304，如果有修改，则直接从服务器重新下载，返回状态码 200。

Nginx通关攻略

 

  1. 服务器找个目录存放自己的静态文件
  2. 修改nginx.conf server { listen 80; server_name localhost; location /static/ { root /usr/data/www; } location /image/ { root /usr/data/; autoindex on; }
  3. ./nginx -s reload，验证效果

添加监听端口、访问名字 重点是添加 location， 最后检查 Nginx 配置是否正确即可，然后测试动静分离是否成功，之需要删除后端 tomcat 服务器上的某个静态文件，查看是否能访问，如果可以访问说明静态资源 nginx 直接返回 了，不走后端 tomcat 服务器

4.5 Nginx的Rewrite

Rewrite是Nginx服务器提供的一个重要的功能，它可以实现URL重写和重定向功能。

场景：

该指令是通过正则表达式的使用来改变URI。可以同时存在一个或多个指令。需要按照顺序依次对URL进行匹配和处理。

该指令可以在server块或location块中配置，其基本语法结构如下：

rewrite regex replacement [flag];
  1. 采用反向代理demo2中的例子，修改nginx.conf(只多加了一行rewrite)server { listen 80; server_name localhost; location /java/ { proxy_pass http://127.0.0.1:8080; rewrite ^/java /egg/ redirect; } location /egg/ { proxy_pass http://127.0.0.1:8081; } }
  2. ./nginx -s reload，验证效果（输入ip/java/被重定向到了egg）

rewrite指令可以在server块或location块中配置，其基本语法结构如下：

rewrite regex replacement [flag];
rewrite ^/(.*) http://www.360.cn/$1 permanent;

4.6 Nginx 高可用

如果将Web服务器集群当做一个城池，那么负载均衡服务器就相当于城门。如果“城门”关闭了，与外界的通道就断了。如果只有一台Nginx负载服务器，当故障宕机的时候，就会导致整个网站无妨访问。所以我们需要两台以上Nginx来实现故障转移和高可用。

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配置高可用

双机热备方案

这种方案是国内企业中最为普遍的一种高可用方案，双机热备其实就是指一台服务器在提供服务，另一台为某服务的备用状态，当一台服务器不可用另外一台就会顶替上去。

keepalived是什么？

Keepalived软件起初是专为LVS负载均衡软件设计的，用来管理并监控LVS集群系统中各个服务节点的状态，后来又加入了可以实现高可用的VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虚拟路由器冗余协议）功能。因此，Keepalived除了能够管理LVS软件外，还可以作为其他服务（例如：Nginx、Haproxy、MySQL等）的高可用解决方案软件

故障转移机制

Keepalived高可用服务之间的故障切换转移，是通过VRRP 来实现的。 在 Keepalived服务正常工作时，主 Master节点会不断地向备节点发送（多播的方式）心跳消息，用以告诉备Backup节点自己还活着，当主 Master节点发生故障时，就无法发送心跳消息，备节点也就因此无法继续检测到来自主 Master节点的心跳了，于是调用自身的接管程序，接管主Master节点的 IP资源及服务。而当主 Master节点恢复时，备Backup节点又会释放主节点故障时自身接管的IP资源及服务，恢复到原来的备用角色。

实现

  1. 准备两台安装Nginx和keepaliver(yum install keepalived -y)的服务器
  2. 修改两台服务器上的/etc/keepalived/keepalived.conf

#主机

#检测脚本

vrrp_script chk_http_port {

script "/usr/local/src/check_nginx.sh" #心跳执行的脚本，检测nginx是否启动

interval 2 #（检测脚本执行的间隔，单位是秒）

weight 2 #权重

}

#vrrp 实例定义部分

vrrp_instance VI_1 {

state MASTER # 指定keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备

interface ens33 # 当前进行vrrp通讯的网络接口卡(当前centos的网卡) 用ifconfig查看你具体的网卡

virtual_router_id 66 # 虚拟路由编号，主从要一直

priority 100 # 优先级，数值越大，获取处理请求的优先级越高

advert_int 1 # 检查间隔，默认为1s(vrrp组播周期秒数)

#授权访问

authentication {

auth_type PASS #设置验证类型和密码，MASTER和BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信

auth_pass 1111

}

track_script {

chk_http_port #（调用检测脚本）

}

virtual_ipaddress {

192.168.16.150 # 定义虚拟ip(VIP)，可多设，每行一个

}

}

# 备机

#检测脚本

vrrp_script chk_http_port {

script "/usr/local/src/check_nginx.sh" #心跳执行的脚本，检测nginx是否启动

interval 2 #（检测脚本执行的间隔）

weight 2 #权重

}

#vrrp 实例定义部分

vrrp_instance VI_1 {

state BACKUP # 指定keepalived的角色，MASTER为主，BACKUP为备

interface ens33 # 当前进行vrrp通讯的网络接口卡(当前centos的网卡) 用ifconfig查看你具体的网卡

virtual_router_id 66 # 虚拟路由编号，主从要一直

priority 99 # 优先级，数值越大，获取处理请求的优先级越高

advert_int 1 # 检查间隔，默认为1s(vrrp组播周期秒数)

#授权访问

authentication {

auth_type PASS #设置验证类型和密码，MASTER和BACKUP必须使用相同的密码才能正常通信

auth_pass 1111

}

track_script {

chk_http_port #（调用检测脚本）

}

virtual_ipaddress {

192.168.16.150 # 定义虚拟ip(VIP)，可多设，每行一个

}

}

3.新建检测脚本(chmod 775 check_nginx.sh)

#!/bin/bash

#检测nginx是否启动了

A=`ps -C nginx --no-header |wc -l`

if [ $A -eq 0 ];then #如果nginx没有启动就启动nginx

systemctl start nginx #重启nginx

if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then #nginx重启失败，则停掉keepalived服务，进行VIP转移

killall keepalived

fi

fi

  1. 启动Nginx和keepalived(systemctl start keepalived.service)
  2. 模拟Nginx故障（关闭主服务器Nginx），验证，仍可以通过配置的虚拟ip访问，ok

5. Nginx 原理与优化参数配置

Nginx默认采用多进程工作方式，Nginx启动后，会运行一个master进程和多个worker进程。其中master充当整个进程组与用户的交互接口，同时对进程进行监护，管理worker进程来实现重启服务、平滑升级、更换日志文件、配置文件实时生效等功能。worker用来处理基本的网络事件，worker之间是平等的，他们共同竞争来处理来自客户端的请求

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master-workers 的机制的好处

  1. 可以使用nginx-s reload 热部署
  2. 每个worker是独立的进程，不需要加锁，省掉了锁带来的开销。采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断，master 进程则很快启动新的 worker 进程。

需要设置多少个 worker

Nginx 同 redis 类似都采用了 io 多路复用机制，每个 worker 都是一个独立的进程，但每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞的方式来处理请求，即使是千上万个请求也不在话下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu，设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗。

#设置 worker 数量。
 worker_processes 4 
#work 绑定 cpu(4 work 绑定 4cpu)。 
 worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000 
#work 绑定 cpu (4 work 绑定 8cpu 中的 4 个) 。 
 worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000

连接数 worker_connection

这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值，所以，一个 nginx 能建立的最大连接数，应该是 worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于 HTTP 请 求 本 地 资 源 来 说 ， 能 够 支 持 的 最 大 并 发 数 量 是 worker_connections * worker_processes，如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接，所以普通的静态访 问最大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，而如果是 HTTP 作 为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服 务的连接，会占用两个连接。

Nginx请求处理流程

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6. Nginx模块开发

由于Nginx的模块化特性，所以可以支持模块配置，也可以自定义模块，Nginx的模块开发，程序员目前还不需要太深入

Nginx模块分类

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Nginx配置选项

解压nginx后的配置操作示例

./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-pcre  --with-http_ssl_module

选项解释--prefix=<path>Nginx安装的根目录，所有其他安装路径都要依赖于该选项--sbin- path=<path>指定Nginx二进制文件的路径--conf-path=<path>指定nginx.conf配置文件的路径--error-log- path=<path>指定错误文件的路径--user=nameworker进程运行的用户--group=<group>worker进程运行的组--with-http_ssl_module使用https协议模块。默认情况下该模块没有被构建。前提是openssl与openssl-devel已安装--with-http_image_filter_module该模块被用作图像过滤器使用，将图像投递给客户前先进行过滤（需要libgd库）--with-http_stub_status_module启用这个模块会收集Nginx自身状态信息，常用来做监控--with-mail启用mail模块，默认没有被激活--without-http_autoindex_module禁用：如果一个目录没有index文件，该模块能收集文件并列出--add-module=<path>添加第三方外部模块,每次添加新的模块都要重新编译

参考：

《Nginx核心知识100讲》 《精通Nginx》 https://juejin.im/post/5c1616186fb9a049a42ef21d 《尚硅谷Nginx》

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