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BM100 设计LRU缓存结构(java实现)

山竹山竹px 02-29 13:00 阅读 3
nginx运维

一、http 协议反向代理

(一)反向代理示例:缓存功能

缓存功能可以加速访问,如果没有缓存关闭后端服务器后,图片将无法访问,缓存功能默认关闭,需要开启。

​
proxy_cache zone_name | off; 默认off
#指明调用的缓存,或关闭缓存机制;Context:http, server, location
#zone_name 表示缓存的名称.需要由proxy_cache_path事先定义

proxy_cache_key string;
#缓存中用于“键”的内容,默认值:proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;

proxy_cache_valid [code ...] time;
#定义对特定响应码的响应内容的缓存时长,定义在http{...}中

proxy_cache_path;
#定义可用于proxy功能的缓存;Context:http   必须放在http语句中

#调用缓存功能,需要定义在相应的配置段,如server{...};或者location等
proxy_cache proxycache;
proxy_cache_key $request_uri; #对指定的数据进行MD5的运算做为缓存的key
proxy_cache_valid 200 302 301 10m; #指定的状态码返回的数据缓存多长时间
proxy_cache_valid any 1m;   #除指定的状态码返回的数据以外的缓存多长时间,必须设置,否则不会缓存


proxy_cache_use_stale error | timeout | invalid_header | updating | http_500 | http_502 | http_503 | http_504 | http_403 | http_404 | off ; #默认是off
#在被代理的后端服务器出现哪种情况下,可直接使用过期的缓存响应客户端
#示例:在http配置定义缓存信息
   proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy_cache #定义缓存保存路径,proxy_cache会自动创建
   levels=1:2:2 #定义缓存目录结构层次,1:2:2可以生成2^4x2^8x2^8=2^20=1048576个目录
   keys_zone=proxycache:20m #指内存中缓存的大小,主要用于存放key和metadata(如:使用次数),一般1M可存放8000个左右的key
   inactive=120s  #缓存有效时间  
   max_size=10g; #最大磁盘占用空间,磁盘存入文件内容的缓存空间最大值

实验:

① 主配置文件的http模块中添加配置 
proxy_cache_path /data/nginx/proyxcache   levels=1:1:1 keys_zone=proxycache:20m inactive=120s max_size=1g;

 7-1代理服务器

[root@localhost ~]# vim /apps/nginx/conf/nginx.conf
proxy_cache_path /data/nginx/proyxcache   levels=1:1:1 keys_zone=proxycache:20m inactive=120s max_size=1g;
#开启缓存         缓存路径              生成文件夹比例是3级  从内存中借调20M专门存放缓存  有效期120秒    最大存储空间为1g
[root@localhost ~]# mkdir /data/nginx/
[root@localhost ~]# nginx -t

② 子配置文件添加配置

proxy_cache proxycache;
        proxy_cache_key $request_uri;
        #proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
        proxy_cache_valid 200 302 301 10m;
        proxy_cache_valid any 5m;

去7-3配置拖入图片:

③ 去浏览器访问代理端:

去7-1代理服务器查看缓存

如果把真实服务器关掉

再去浏览器访问,还是可以访问到的,这就是缓存用处哦

(2)自定义添加响应报文头部信息

Syntax: add_header name value [always];
Default;
Context: http,server,location,if in location
 
#添加响应报文的自定义首部:
add_header name value [always];
 
#示例:
add_header X-Via  $server_addr; #当前nginx主机的IP
add_header X-Cache $upstream_cache_status; #是否缓存命中
add_header X-Accel $server_name;  #客户访问的FQDN
 
 
add_header X-Via   
add_header X-Cache 
add_header X-Accel
add_header X-Via   $server_addr;
       add_header X-Cache $upstream_cache_status;
       add_header X-Accel $server_name;
server {
        listen 80;
        server_name www.lucky.com;
        root /data/;
        proxy_cache proxycache;
        proxy_cache_key $request_uri;
        #proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
        proxy_cache_valid 200 302 301 10m;
        proxy_cache_valid any 5m;
        add_header X-Via     $server_addr;
        add_header X-Cache $upstream_cache_status;
        add_header X-Accel   $server_name;
        add_header  cxk  hero;
        location ~* /api {
        proxy_pass http://192.168.246.8;
        }
        location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|bmp)$ {
        proxy_pass http://192.168.246.9;
        }
}
① 添加子配置文件

 查看新增头部字段信息

(二)实现反向代理客户端 IP 透传

①在代理服务器7-1写配置文件:
server{ 
        listen 80;       
        root /data/;
       server_name www.lucky.com;
       add_header X-Via   $server_addr;
       add_header X-Cache $upstream_cache_status;
       add_header X-Accel $server_name;
       proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
       location  / {
       proxy_pass http://192.168.246.8;
       }
}

当前访问192.168.246.7代理服务器跳转的是192.168.246.8后端真实服务器

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; #添加客户端IP和反向代理服务器IP到请求报文头部
②在后端服务器(真实服务器)配置:开启httpd服务,关闭防火墙,并实时查看访问日志

解释:

③ 客户端7-3访问代理服务器

再去查看日志:

显示了真实的访问主机的ip地址,开启ip透传后可以查看到客户端ip

①去7-1代理服务器配置:
server{
        listen 80;
        root /data/;
       server_name www.lucky.com;
       add_header X-Via   $server_addr;
       add_header X-Cache $upstream_cache_status;
       add_header X-Accel $server_name;
       proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
       location  / {
       proxy_pass http://192.168.246.8;
       }
}

②去7-2代理服务器配置:
[root@zzzcentos2 ~]#systemctl stop httpd
[root@zzzcentos2 ~]#yum install  epel-release -y
[root@zzzcentos2 ~]#yum install nginx -y
[root@zzzcentos2 ~]#systemctl restart nginx
[root@zzzcentos2 ~]#systemctl stop firewalld
[root@zzzcentos2 ~]#setenforce 0
[root@zzzcentos2 ~]#systemctl stop httpd
[root@zzzcentos2 ~]#systemctl restart nginx
[root@zzzcentos2 ~]#vim /etc/nginx/nginx.conf
[root@zzzcentos2 ~]#nginx -s reload
[root@zzzcentos2 ~]#systemctl restart nginx
[root@zzzcentos2 ~]#

③ 后端服务器7-3新建web文件
[root@zzzcentos3 html]#cd /usr/share/nginx/html
[root@zzzcentos3 html]#echo welcome 7-3 > index.html
[root@zzzcentos3 html]#cat index.html
welcome 7-3

④检测:

⑤查看日志

(三)http反向代理负载均衡

在上一个节中Nginx可以将客户端的请求转发至单台后端服务器但是无法转发至特定的一组的服务器,而且不能对后端服务器提供相应的服务器状态监测

Nginx 可以基于ngx_http_upstream_module模块提供服务器分组转发、权重分配、状态监测、调度算法等高级功能

配置格式:

#自定义一组服务器,配置在http块内
upstream   web { 
 server 192.168.91.100    调度算法
 server 192.168.91.101
}

location  / {
pass_proxy  http://web/
}
官方文档: https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_up
server address [parameters];
#配置一个后端web服务器,配置在upstream内,至少要有一个server服务器配置。
#server支持的parameters如下:
weight=number #设置权重,默认为1,实现类似于LVS中的WRR,WLC等
max_conns=number  #给当前后端server设置最大活动链接数,默认为0表示没有限制
max_fails=number  #后端服务器的下线条件,当客户端访问时,对本次调度选中的后端服务器连续进行检测多少次,如果都失败就标记为不可用,默认为1次,当客户端访问时,才会利用TCP触发对探测后端服务器健康性检查,而非周期性的探测
fail_timeout=time #后端服务器的上线条件,对已经检测到处于不可用的后端服务器,每隔此时间间隔再次进行检测是否恢复可用,如果发现可用,则将后端服务器参与调度,默认为10秒
backup  #设置为备份服务器,当所有后端服务器不可用时,才会启用此备用服务器 sorry server   自己不能转自己
down    #标记为down状态
resolve #当server定义的是主机名的时候,当A记录发生变化会自动应用新IP而不用重启Nginx

hash KEY [consistent];
#基于指定请求报文中首部字段或者URI等key做hash计算,使consistent参数,将使用ketama一致性

hash算法,适用于后端是Cache服务器(如varnish)时使用,consistent定义使用一致性hash运算,一
致性hash基于取模运算
hash $request_uri consistent; #基于用户请求的uri做hash
hash $cookie_sessionid  #基于cookie中的sessionid这个key进行hash调度,实现会话绑定




ip_hash;
#源地址hash调度方法,基于的客户端的remote_addr(源地址IPv4的前24位或整个IPv6地址)做hash计算,以实现会话保持


least_conn;
#最少连接调度算法,优先将客户端请求调度到当前连接最少的后端服务器,相当于LVS中的WLC

实验拓朴草图

负载均衡  实验拓朴图:

apache后端服务器开启httpd服务,关闭防火墙,分别建立web文件

[root@zzzcentos3 ~]#systemctl stop nginx
[root@zzzcentos3 ~]#systemctl start httpd
[root@zzzcentos3 ~]#cd /var/www/html/
[root@zzzcentos3 html]#echo welcome to 7-3 > index.html
[root@zzzcentos3 html]#cat index.html
welcome to 7-3
(1)7-1代理服务器编辑主配置文件

(2)apache后端服务器开启httpd服务,关闭防火墙,分别建立web文件

检测:

② 加权轮询算法

在默认轮询的基础上增加权重,weight=number。如果后端有2个服务器其中一个配置权重为weight=5另外一个不配置默认是1,则有用户访问时分配给给有权重的服务器和不配置权重的服务器的比例为5:1

下回分析

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