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Nginx+Tomcat實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡、動靜分離的原理解析

一、Nginx 負(fù)載均衡實(shí)現(xiàn)原理

1、Nginx 實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡是通過反向代理實(shí)現(xiàn)

反向代理（Reverse Proxy）是指以代理服務(wù)器（例：Nginx）來接受 internet 上的連接請求，然后將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器（例：Tomcat），并將從服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給 internet 上請求連接的客戶端，此時(shí)代理服務(wù)器（例：Nginx）對外就表現(xiàn)為一個反向代理服務(wù)器。
我們從客戶端的視野來看，實(shí)際上客戶端并不知道真實(shí)的服務(wù)提供者是哪臺服務(wù)器，它只知道它請求了反向代理服務(wù)器。因此反向代理這種方式又對外隱藏了真實(shí)服務(wù)器的地址，從一定程度上降低了安全隱患。

2、Nginx 配置反向代理的主要參數(shù) upstream 服務(wù)池名 {}

作用：配置后端服務(wù)器池，以提供響應(yīng)數(shù)據(jù)

proxy_pass http:// 服務(wù)池名

作用：配置將訪問請求轉(zhuǎn)發(fā)給后端服務(wù)器池的服務(wù)器處理

二、Nginx 動靜分離實(shí)現(xiàn)原理

1、動靜分離原理

服務(wù)端接收來自客戶端的請求中，既有靜態(tài)資源也有動態(tài)資源，靜態(tài)資源由 Nginx 提供服務(wù)，動態(tài)資源由 Nginx 轉(zhuǎn)發(fā)至后端。

2、Nginx 靜態(tài)處理優(yōu)勢

Nginx 處理靜態(tài)頁面的效率遠(yuǎn)高于 Tomcat 的處理能力
若 Tomcat 的請求量為1000次，則 Nginx 的請求量為6000次
Tomcat 每秒的吞吐量為0.6M，Nginx 的每秒吞吐量為3.6M
Nginx 處理靜態(tài)資源的能力是 Tomcat 處理的6倍

三、Nginx + Tomcat 動靜分離、負(fù)載均衡配置步驟環(huán)境準(zhǔn)備

主機(jī)	操作系統(tǒng)	IP地址	所需軟件
Nginx Server	CentOS7	192.168.109.7	nginx-1.12.0.tar.gz
Tomcat Server1	CentOS7	192.168.109.22	apache-tomcat-9.0.16.tar.gz、jdk-8u201-linux-x64.rpm
Tomcat Server2	CentOS7	192.168.109.23	apache-tomcat-9.0.16.tar.gz、jdk-8u201-linux-x64.rpm

1、部署 Nginx 負(fù)載均衡服務(wù)器

#!/bin/bash
#腳本說明：編譯安裝nginx服務(wù)
#注意：使用前請將nginx-1.12.0.tar.gz放入/opt目錄下

#關(guān)閉防火墻
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

#安裝所需開發(fā)包和編譯環(huán)境、編譯器
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make

#創(chuàng)建程序用戶，便于準(zhǔn)確控制訪問
useradd -M -s /sbin/nologin nginx

#解壓安裝包
cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/

#編譯安裝nginx；指定安裝路徑、指定用戶名、組名、啟用模塊以支持統(tǒng)計(jì)狀態(tài)
cd /opt/nginx-1.12.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_stub_status_module --with-file-aio --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-http_ssl_module

make && make install

#軟鏈接便于系統(tǒng)識別nginx操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

#添加nginx系統(tǒng)服務(wù)
echo '[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecrStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target' > /lib/systemd/system/nginx.service

#賦權(quán)及開啟服務(wù)、開啟開機(jī)自啟
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl restart nginx.service
systemctl enable nginx.service

2、部署兩臺 Tomcat 應(yīng)用服務(wù)器

#!/bin/bash
#安裝Tomcat服務(wù)

#關(guān)閉防火墻
systemctl stop firewalld
systemctl disable firewalld
setenforce 0

#安裝JDK
cd /opt
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm

#設(shè)置JDK環(huán)境變量
echo 'export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=.:$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH' > /etc/profile.d/java.sh

source /etc/profile

#安裝并啟動Tomcat
cd /opt
tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3、動靜分離配置

請看tomcat

1）Tomcat1 server 配置

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test

#配置動態(tài)頁面
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title>
</head>
<body>
<% out.println("動態(tài)頁面 1:www.test1.com");%>
</body>
</html>

#修改配置文件
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Host name="192" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
	<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true" />
</Host>

/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

2）Tomcat2 server 配置

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test

vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test2 page</title>
</head>
<body>
<% out.println("動態(tài)頁面 1:www.test2.com");%>
</body>
</html>

#修改配置文件
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Host name="192" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
	<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true" />
</Host>

/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3）Nginx server 配置

#準(zhǔn)備靜態(tài)頁面和靜態(tài)圖片
echo '<html><body><h1>this is static</h1></body></html>' > /usr/local/nginx/html/index.html
mkdir /usr/local/nginx/html/long
cd /usr/local/nginx/html/long

vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
......
http {
......
#gzip on;

upstream tomcat_server {
  server 192.168.109.22:8080 weight=1;
  server 192.168.109.23:8080 weight=1;
}

server {
	listen 80;
	server_name www.long.com;

  #charset koi8-r;

	#access_log logs/host.access.log main;

    #配置Nginx處理動態(tài)頁面請求，將 .jsp 文件請求轉(zhuǎn)發(fā)到Tomcat 服務(wù)器處理
	location ~ .*\.jsp$ {
		proxy_pass http://tomcat_server;
		
		proxy_set_header HOST $host;
		proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
		proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
	}
    
  #配置Nginx處理靜態(tài)圖片請求
	location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css)$ {
		root /usr/local/nginx/html/img/;
		expires 10d;
	}
    location / {
      root html;
      index index.html index.htm;
    }


systemctl restart nginx.service

4、訪問測試

測試靜態(tài)頁面效果
瀏覽器訪問 http://192.168.109.7/
瀏覽器訪問 http://192.168.109.7/long.jpg

測試負(fù)載均衡效果，不斷刷新瀏覽器測試
瀏覽器訪問 http://192.168.109.7/test/index.jsp

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