Nginx 反向代理与负载均衡核心内容总结 - 实践

Nginx 反向代理与负载均衡核心内容总结

一、核心概念解析

1. 代理基础

代理是连接被代理角色与目标角色的渠道，类似专卖店作为厂家（被代理方）与用户（目标方）的中间枢纽，可分为正向代理与反向代理两种核心模式

2. 正向代理

场景：如客户端需访问境外网站，通过可访问该网站的代理服务器中转请求
特点：客户端明确目标服务器地址；目标服务器仅知晓请求来自代理服务器，隐藏真实客户端信息

3. 反向代理

场景：Nginx 接收客户端请求后，按规则分发至后端多台业务服务器处理
特点：客户端明确，但请求具体由哪台后端服务器处理未知；隐藏后端服务器信息，多用于服务器集群部署
实际应用：常与正向代理结合使用 —— 正向代理客户端请求访问目标服务器，该目标服务器实为反向代理，连接多台真实业务服务器

二、Nginx 核心功能实现

1. 动静分离

原理：反向代理时，静态资源直接从 Nginx 发布路径读取，无需请求后端服务器，提升响应效率。
关键保障：需保证前后端程序一致性，可通过 Rsync 自动同步，或 NFS、MFS 分布式共享存储实现资源统一
依赖模块：Http Proxy 模块为核心，常用proxy_pass（转发请求）和proxy_cache（缓存资源）指令；使用proxy_cache需安装时集成第三方ngx_cache_purge模块，用于清除指定 URL 缓存，安装命令为./configure --add-module=…/ngx_cache_purge-1.0 …

2. 负载均衡

实现基础：通过upstream模块定义后端服务器集群，该模块需配置在http段内
核心策略
1. weight 轮询（默认）：请求按顺序分配至后端服务器，某服务器宕机时 Nginx 自动剔除，不影响服务。可通过weight参数调整分配权重，值越大被分配请求的几率越高，适配不同硬件配置的服务器
2. ip_hash：基于客户端 IP 的 hash 结果分配服务器，固定 IP 客户端始终访问同一服务器，可解决集群 session 共享问题。移除故障服务器时需标记为down，不可直接删除配置，避免 hash 算法重算导致会话或缓存失效

三、Nginx 实战案例

1. 负载均衡配置案例

环境准备
主机 IP 地址安装软件系统
Nginx 192.168.100.10 Nginx Centos7
Rs1 192.168.100.20 Httpd Centos7
Rs2 192.168.100.30 Httpd Centos7
- 所有主机关闭防火墙和 selinux，配置好 yum 仓库；Rs1、Rs2 安装 Httpd 并创建测试页面（分别输出 “this is rs1”“this is rs2”），启动并设置开机自启

主机	IP 地址	安装软件	系统
Nginx	192.168.100.10	Nginx	Centos7
Rs1	192.168.100.20	Httpd	Centos7
Rs2	192.168.100.30	Httpd	Centos7

核心配置

基础轮询配置：在 Nginx 的

nginx.conf

中定义

upstream

集群，通过

proxy_pass

转发请求

nginx

http {upstream webserver {server 192.168.100.20;server 192.168.100.30;}server {listen 80;server_name localhost;location / {proxy_pass http://webserver;}}
}

权重配置：为 Rs1 设置权重 2，实现 2:1 的请求分配

nginx

upstream webserver {server 192.168.100.20 weight=2;server 192.168.100.30;
}

非默认端口配置：若 Rs1 使用 8080 端口，需在配置中明确指定
nginx
```
upstream webserver {server 192.168.100.20:8080 weight=2;server 192.168.100.30:80;
}
```

ip_hash 配置：添加

ip_hash

指令实现基于 IP 的固定分配

nginx

upstream webserver {ip_hash;server 192.168.100.20:8080 weight=2;server 192.168.100.30:80;
}

测试与重载：通过nginx -t验证配置正确性，nginx -s reload重载配置，访问 Nginx 地址可看到请求按规则分配

2. 动静分离配置案例

环境扩展：新增 Tomcat 主机（192.168.100.40），部署测试页面（输出 “Hello World”）

核心配置：定义静态资源集群（Rs1、Rs2）和 Tomcat 集群，通过不同location分发请求

nginx

http {upstream static {server 192.168.100.20;server 192.168.100.30;}upstream tomcat {server 192.168.100.40:8080;}server {listen 80;server_name localhost;location / {proxy_pass http://static; # 静态资源请求转发至static集群}location /test {proxy_pass http://tomcat; # 动态请求转发至Tomcat}}
}

测试效果：访问 Nginx 根路径获取静态页面，访问/test路径获取 Tomcat 动态页面，实现动静分离

具体详细示例：

三台主机都关闭防火墙和selinux，还需要配置好yum仓库

nginx主机已部署nginx服务

rs1主机上，安装httpd，然后添加一个测试网页：

[root@rs1 ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@rs1 yum.repos.d]# ls
sy.repo
[root@rs1 yum.repos.d]# cat sy.repo
[aa]
name=aa1
baseurl=file:///mnt
enabled=1
gpgcheck=0
[root@rs1 yum.repos.d]# mount /dev/cdrom /mnt/
mount: /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[root@rs1 yum.repos.d]# yum -y install httpd
[root@rs1 yum.repos.d]# echo "RS1" > /var/www/html/index.html
[root@rs1 yum.repos.d]# systemctl restart httpd
[root@rs1 yum.repos.d]# systemctl enable httpd

rs2主机上，安装httpd，然后添加一个测试网页：

[root@rs2 ~]# cd /etc/yum.repos.d/
[root@rs2 yum.repos.d]# ls
CentOS-Base.repo  CentOS-Debuginfo.repo  CentOS-Media.repo    CentOS-Vault.repo
CentOS-CR.repo    CentOS-fasttrack.repo  CentOS-Sources.repo
[root@rs2 yum.repos.d]# rm -rf *
[root@rs2 yum.repos.d]# vim sy.repo
[aa]
name=aa1
baseurl=file:///mnt
enabled=1
gpgcheck=0
~
[root@rs2 yum.repos.d]# mount /dev/cdrom /mnt/
mount: /dev/sr0 is write-protected, mounting read-only
[root@rs2 yum.repos.d]# yum -y install httpd
[root@rs2 yum.repos.d]# echo "RS2" > /var/www/html/index.html
[root@rs2 yum.repos.d]# systemctl restart httpd
[root@rs2 yum.repos.d]# systemctl enable httpd
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/httpd.service to /usr/lib/systemd/system/httpd.service.

在nginx主机上，修改配置文件，设置负载均衡

在http{}中配置upstream：

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {include       mime.types;default_type  application/octet-stream;upstream webserver {server 192.168.100.20;server 192.168.100.30;}location / {proxy_pass http://webserver;}

测试配置文件是否正确，然后重载nginx：

[root@nginx ~]# nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
[root@nginx ~]# nginx -s reload

测试访问：

在这里插入图片描述

设置权重，如果想其中一台后端真实服务器，多承担一些访问量，可以去设置weight权重：

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {include       mime.types;default_type  application/octet-stream;upstream webserver {server 192.168.100.20 weight=2;server 192.168.100.30;}

重载nginx并测试访问，此时会发现100.20主机（rs1），访问时，访问的2次后，才轮询到rs2中：

[root@nginx ~]# nginx -s reload

在这里插入图片描述

三台主机都是使用80端口，所以，在nginx配置文件中的upstream中，对应的真实后端服务器，我们并没有设置端口。如果其中某台后端服务器使用8080端口呢？我们如何进行设置，rs1为8080端口，rs2为80端口

首先修改rs1的httpd服务，侦听8080端口，并重启httpd服务：

[root@rs1 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
Listen 8080
[root@rs1 ~]# systemctl restart httpd

在nginx中：

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {include       mime.types;default_type  application/octet-stream;upstream webserver {server 192.168.100.20:8080;server 192.168.100.30;}
[root@nginx ~]# nginx -s reload

测试访问：

在这里插入图片描述

ip_hash配置：

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {include       mime.types;default_type  application/octet-stream;upstream webserver {ip_hash;server 192.168.100.20:8080;server 192.168.100.30;}
[root@nginx ~]# nginx -s reload

在这里插入图片描述

ip_hash这种负载均衡模式根据个人理解就是：例如多个用户通过nginx访问到了后端的httpd集群中，这个时候因为有不同用户，所以ip也不同，ip+hash算法计算的hash值都传到了httpd，nginx就记录了这个ip和hash值，那么下次同一个ip过来还是会分配到这个httpd的

如果在集群中的某台服务器出现故障，我们想要从nginx的集群配置中移除掉，我们不可以直接的将那一行删掉，比如server 192.168.100.10:8080 weight=2;删掉，如果直接删掉会导致nginx的hash算法重新计算，那么用户的会话或者说缓存都会失效掉，所以这里如果不用这台服务器，直接比较为down即可，也就是 server 192.168.100.10:8080 down 这么做就可以了

动静分离nginx+tomcat 还是基于上面的环境添加一台tomcat

Tomcat：192.168.100.40

部署tomcat：

上传压缩包并解压：

[root@client ~]# rz -E
rz waiting to receive.
[root@client ~]# ls
anaconda-ks.cfg               Documents             Music     Templates
apache-tomcat-10.0.23.tar.gz  Downloads             Pictures  Videos
Desktop                       initial-setup-ks.cfg  Public
[root@client ~]# tar -zxvf apache-tomcat-10.0.23.tar.gz -C /usr/local/

[root@client ~]# cd /usr/local/
[root@client local]# ls
apache-tomcat-10.0.23  bin  etc  games  include  lib  lib64  libexec  sbin  share  src
[root@client local]# ln -s apache-tomcat-10.0.23/ tomcat
[root@client local]# cd tomcat/
[root@client tomcat]# ls
bin           conf             lib      logs    README.md      RUNNING.txt  webapps
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE  NOTICE  RELEASE-NOTES  temp         work
[root@client tomcat]# cd webapps/
[root@client webapps]# ls
docs  examples  host-manager  manager  ROOT
[root@client webapps]# cd ROOT/
[root@client ROOT]# ls
asf-logo-wide.svg  bg-middle.png  bg-upper.png  index.jsp          tomcat.css  WEB-INF
bg-button.png      bg-nav.png     favicon.ico   RELEASE-NOTES.txt  tomcat.svg
[root@client ROOT]# ls
asf-logo-wide.svg  bg-middle.png  bg-upper.png  index.jsp          tomcat.css  WEB-INF
bg-button.png      bg-nav.png     favicon.ico   RELEASE-NOTES.txt  tomcat.svg
[root@client ROOT]# cp index.jsp index.jsp.bak
[root@client ROOT]# vim index.jsptest page<%out.println("Hello,World");%>~
[root@client ROOT]# cd ..
[root@client webapps]# cd ..
[root@client tomcat]# ls
bin           conf             lib      logs    README.md      RUNNING.txt  webapps
BUILDING.txt  CONTRIBUTING.md  LICENSE  NOTICE  RELEASE-NOTES  temp         work
[root@client tomcat]# bin/catalina.sh start
Using CATALINA_BASE:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_HOME:   /usr/local/tomcat
Using CATALINA_TMPDIR: /usr/local/tomcat/temp
Using JRE_HOME:        /usr
Using CLASSPATH:       /usr/local/tomcat/bin/bootstrap.jar:/usr/local/tomcat/bin/tomcat-juli.jar
Using CATALINA_OPTS:
Tomcat started.
[root@client tomcat]# ss -anlt
State      Recv-Q Send-Q Local Address:Port               Peer Address:Port
LISTEN     0      128               *:111                           *:*
LISTEN     0      128               *:6000                          *:*
LISTEN     0      5      192.168.122.1:53                            *:*
LISTEN     0      128               *:22                            *:*
LISTEN     0      128       127.0.0.1:631                           *:*
LISTEN     0      100       127.0.0.1:25                            *:*
LISTEN     0      128       127.0.0.1:6010                          *:*
LISTEN     0      128              :::111                          :::*
LISTEN     0      100              :::8080                         :::*
LISTEN     0      128              :::6000                         :::*
LISTEN     0      128              :::22                           :::*
LISTEN     0      128             ::1:631                          :::*
LISTEN     0      100             ::1:25                           :::*
LISTEN     0      128             ::1:6010                         :::*
LISTEN     0      1      ::ffff:127.0.0.1:8005                         :::*             [root@client webapps]# mkdir test
[root@client webapps]# cp ROOT/index.jsp test/

部署完成后，测试访问以下tomcat的测试网页：

在这里插入图片描述

配置nginx，设置动静分离：

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {include       mime.types;default_type  application/octet-stream;upstream static {server 192.168.100.20;server 192.168.100.30;}upstream tomcat{server 192.168.100.40:8080;}server {listen       80;server_name  localhost;#charset koi8-r;#access_log  logs/host.access.log  main;location / {proxy_pass http://static;}location /test {proxy_pass http://tomcat;}
[root@nginx ~]# nginx -s reload

在这里插入图片描述