Notes.

利用 Nginx 进行反向代理和负载均衡

2016-03-16 • ☕️ 3 min read

Nginx 简介

Nginx（发音同 engine x）是一个网页服务器，它能反向代理 HTTP, HTTPS, SMTP, POP3, IMAP 的协议链接，以及一个负载均衡器和一个 HTTP 缓存。与旧版本（<=2.2）的 Apache 不同，nginx 不采用每客户机一线程的设计模型，而是充分使用异步逻辑（这一点与NodeJS采取了相同的做法，支持高并发，Nginx 在官方测试的结果中，能够支持五万个平行连接，而在实际的运作中，是可以支持二万至四万个平行链接），削减了上下文调度开销，所以并发服务能力更强。整体采用模块化设计，有丰富的模块库和第三方模块库，配置灵活。

Nginx 的配置文件

使用Nginx的方法就是写配置文件，配置文件能完全控制Nginx，使Nginx按照我们的需求进行运行，所以配置文件的每一项的是干啥的对我们来说就很重要了，具体配置文件各项的含义请参考 nginx.conf 配置文件详解，我这里就不赘述了。

反向代理

准备工作

什么是反向代理？按照我的理解，反向代理是相对于正向代理来说的，因为他们都是代理，所以我先来解释一下什么是代理。所谓代理，就是在客户端和服务端之间强行添加了一层，用来实现流量转发的功能，粗略的框图如下：

+----------------+         +---------------+        +--------------+
|                |         |               |        |              |
|                |  http   |               | http   |              |
|    client      <--------->    proxy      <-------->   server     |
|                |  https  |               | https  |              |
|                |         |               |        |              |
+----------------+         +---------------+        +--------------+

所谓正向代理，是用于代理客户端的。举个很简单的例子：你直接在大陆地区访问google.com肯定是访问不了的，原因大家都知道，现在假如你有一台在美国的主机 A，并且能够正常访问，那么你可以将浏览器对google.com的请求先转发给服务器 A，服务器 A 收到请求后，扮演客户端的角色，发起对google.com的请求，服务器 A 收到响应后，又扮演服务端，将此响应原封不动的返回给你，自此，一次正向代理顺利完成。

反向代理顾名思义是用来代理服务端的。我们也举个简单的例子来说明：我们知道google.com没秒钟要处理如洪水般的网络请求，这些请求如果仅仅让一台单一的服务器处理，肯定是处理不过来的，我们自然而然的想到让多台服务器来处理这些请求，减少每台服务器的压力。但是现在有一个问题，多个服务器那就产生了多个 IP，一般的，google.com只能解析到某个固定的 IP（为了方便描述，我们暂且这样认为。实际情况下，通过设置也是可以让同一个域名解析到多个 IP 的），因为现在存在多个 Server，我的一个google.com就不能解析到这些服务器上，而且用多个二级域名比如server1.google.com，server2.google.com等等也给用户造成了使用上的不便（一万台服务器，你咋不上天呢？），那该怎么办呢？通过反向代理可以很好的解决这个问题。为此，我绘制了下面的示意图：

                                                                   +-------------------+
                                                                   |                   |
                                                            +------>   server 1        |
+-------------+                                             |      |                   |
|             +----------+                                  |      |                   |
|  client 1   |          |                                  |      +-------------------+
|             |          |                                  |
+-------------+          |                                  |
                         |         +------------------+     |      +-------------------+
                         |         |                  |     |      |                   |
+-------------+          |         |                  |     |      |   server 2        |
|             |          |         |                  +------------>                   |
|  clent 2    +-------------------->  reverse proxy   |     |      |                   |
|             |          |         |                  |     |      +-------------------+
+-------------+          |         |                  |     |
                         |         |                  |     |               .
      .                  |         |                  |     |               .
      .                  |         +------------------+     |               .
      .                  |                                  |
                         |                                  |      +--------------------+
+-------------+          |                                  |      |                    |
|             |          |                                  |      |   server m         |
|  client n   +----------+                                  +------>                    |
|             |                                                    |                    |
+-------------+                                                    +--------------------+

而本文的猪脚——Nginx 就是干这个事的。

配置反向代理

我们利用 http-server 启动一个本地 server。
```
http-server -p 3000
```
然后在所在的文件夹里新建一个index.html，输入hello, nginx。
配置 host 文件以Linux为例：
```
sudo vim /etc/hosts
```
然后在里面添加一条记录：
```
test.com  127.0.0.1
```

配置 nginx.conf 在http里面添加：

    #本地 http-server 开启的 server，命名为 node-server，监听 3000 端口
    upstream node-server{
        server 127.0.0.1:3000;
    }

    server { 
        listen 80; # NGINX 虚拟主机，监听 80 端口
        server_name test.com;
        access_log /var/log/nginx/node-server;

        # Gzip Compression
        gzip on;
        gzip_comp_level 6;
        gzip_vary on;
        gzip_min_length  1000;
        gzip_proxied any;
        gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
        gzip_buffers 16 8k;

       
        location / {  # 反向代理 node-server
          proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
          proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
          proxy_set_header Host $http_host;
          proxy_set_header X-NginX-Proxy true;
          proxy_pass http://node-server; # 代理的地址
          proxy_redirect off;
        }
     }

启动Nginx 以Linux为例：
```
sudo service nginx start
```
测试

server proxy 可以看到，对于用户的请求，我们成功反向代理到127.0.0.1:3000上！

负载均衡

负载均衡，这个名称听起来刁刁的有木有！其实嘛，也就那回事，不要被这牛逼哄哄的名词吓住了。之前我们分析了google.com是怎么对请求进行分流的，现在我们就来小小的试验一下。

另开启一个本地 server
```
http-server -p 3001
```
在此 server 的根目录下新建index.html，输入’hello, nginx (server 2)’

配置 nginx.conf 修改之前的配置为：

    #本地 http-server 开启的 server，命名为 node-server，监听 3000 和 3001 端口
    upstream node-server{
    # weight 表示权重，数值越大，表示被分配到这个 server 的几率越大，这里我们让其相等。
        server 127.0.0.1:3000 weight=1;
        server 127.0.0.1:3001 weight=1;
    }

    # NGINX 虚拟主机，监听 80 端口
    server {
        listen 80;
        server_name test.com;
        access_log /var/log/nginx/node-server;

        # Gzip Compression
        gzip on;
        gzip_comp_level 6;
        gzip_vary on;
        gzip_min_length  1000;
        gzip_proxied any;
        gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
        gzip_buffers 16 8k;

        # 反向代理 node-server
        location / {
          proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
          proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
          proxy_set_header Host $http_host;
          proxy_set_header X-NginX-Proxy true;
          # 代理的地址
          proxy_pass http://node-server;
          proxy_redirect off;
        }
     }

重启 Nginx 以Linux为例：

sudo nginx -s reload

或者

sudo service nginx restart

测试

server1 server2

我们可以看到，对于同一个请求，nginx 会按照权重随机的分配到不同的 server！这样就完成了均衡负载。对于 client 来说，好像就只有一台 server！

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