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基于Nginx的负载均衡实验

快乐与微笑的淘气 2022-02-23 阅读 55
nginx负载均衡运维

基于Nginx的负载均衡实验

Nginx介绍及安装：

Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。

  1. Mac下安装Nginx：

    • 安装Homebrew

      • 如何检测Homebrew安装？
        1. 终端输入brew输出各种brew命令说明安装成功
        2. 终端输入brew list查看已安装工具列表

    • 检测软件Nginx是否可以brew：brew search nginx，返回==>Formulae nginx

    • 安装Nignx，终端输入brew install nginx

      • 报错

        •   lh@lihaoMac ~ % brew install nginx
  ==> Downloading https://mirrors.ustc.edu.cn/homebrew-bottles/bottles/bottles-portable-ruby/portable-ruby-2.6.8.yosemite.bottle.tar.gz
  ############################################################100.0%
  ==> Pouring portable-ruby-2.6.8.yosemite.bottle.tar.gz
  Error: The following directories are not writable by your user:
  #接下来的目录不可以写（权限不够？）
  /usr/local/lib/pkgconfig
  /usr/local/share/man/man8
  
  You should change the ownership（所有权） of these directories to your user.
    sudo chown -R $(whoami) /usr/local/lib/pkgconfig /usr/local/share/man/man8
  
  And make sure that your user has write permission. #(确保有权限)
    chmod u+w /usr/local/lib/pkgconfig /usr/local/share/man/man8

        • sudo chown -R介绍博客

          • sudo是给与暂时的root权限
          • chown是change owner改变文件的归属者
          • -r递归，将指定目录下的所有文件及子目录一并处理

        • sudo brew install nginx会报错，因为直接给home-brew以root权限是极其危险的（系统判断）

        • 终端输入sudo chown -R lh /usr/local/lib/pkgconfig /usr/local/share/man/man8

          • 代表暂时给用户lh权限操作/usr/local/lib/pkgconfig及 /usr/local/share/man/man8目录以及该目录的子目录

        • 重新输入brew install nginx开始安装Nginx

      • 安装时报错，输入brew update更新

            * 重新输入```brew install nginx```安装
    * 输入```nginx```检测是否安装成功

    1. 验证安装：

      • 终端输入
      cd /usr/local/var/www/                      //进入到www目录下
touch index.html                            //创建一个新的index.html文件
vim index.html                              //编辑该文件

      修改index.html文件即可修改首页内容；

      • 浏览器访问localhost:80验证安装

Nignx基本使用：

终端输入brew info nignx查看安装nignx的目录信息；

目录信息：nginx will load all files in /usr/local/etc/nginx/servers/

打开目录，终端输入open /usr/local/etc/nginx/，弹出目录在这里插入图片描述

其中nignx.conf为nignx的配置文件：

# main全局块
# 配置影响nginx全局的指令。一般有运行nginx服务器的用户组，nginx进程pid存放路径，日志存放路径，配置文件引入，允许生成worker process数等。

# 以nobody用户的身份运行
#user  nobody;

# work进程的个数
# worker_processes 值越大，可以支持的并发处理量也越多，但是会受到硬件、软件等设备的制约。
worker_processes  1;

# 各种日志文件的存储位置？！
# .log是日志文件
#error_log  logs/error.log; 
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;
# pid 进程控制符 , 指定nginx的pid文件

# events块
# 配置影响nginx服务器或与用户的网络连接。有每个进程的最大连接数，选取哪种事件驱动模型处理连接请求，是否允许同时接受多个网路连接，开启多个网络连接序列化等。
events {
  	# 每个worker能够并发响应的最大请求数
    worker_connections  1024;
}

# 可以嵌套多个server，配置代理，缓存，日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置。如文件引入，mime-type定义，日志自定义，是否使用sendfile传输文件，连接超时时间，单连接请求数等。
http {
  	# http全局块
    include       mime.types; 
    default_type  application/octet-stream;

    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

  	# upstream负载均衡块
  	# upstream{}
  
  	# 配置虚拟主机的相关参数，一个http中可以有多个server，一个server就是一个虚拟主机
    server {
      	# 监听8080端口，没设IP默认为本机IP
        listen       8080; 
      
      	# ngnix url，可以通过localhost访问页面
      	# 虚拟主机的域名，可以配置多个，用空格分隔，可以使用通配符和正则表达式
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;
				
      	# 配置请求的路由，以及允许根据用户请求的URI来匹配指定的各location以进行访问配置；
      	# 匹配到时，将被location块中的配置所处理
        location / {
          	# 设置web资源路径，用于指定请求的根文档目录，从根开始匹配。
            root   html;
           	# 定义默认页面，可以跟多个值。自左向右匹配。
            index  index.html index.htm; 
        }

        #error_page  404              /404.html;
				
      	# 将服务器错误页重定向到静态页
        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        # 当对于某个请求发回错误时，如果匹配上了error_page指令中设定的code，则从定向至新的URI中，错误重定向.
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    # 另一个虚拟主机使用基于IP、名称和端口的混合配置
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.key;

    #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    #    ssl_session_timeout  5m;

    #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    #    ssl_prefer_server_ciphers  on;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}
    include servers/*;
}

实现常用负载均衡策略：

服务端实现：

  1. 启用nginx实现反向代理的upstream负载均衡块，加入四个不同端口的web服务器；

    • 在http块中加入：

      •   upstream myservers {
  		server 127.0.0.1:2321 weight = 10;
  		server 127.0.0.1:2322 weight = 10;
  		server 127.0.0.1:2323 weight = 10;
  		server 127.0.0.1:2324 weight = 10;
  }

  2. 用js实现web服务；

    • 终端创建四个js文件：

      •   cd /Users/lh/分布式系统负载均衡实验/web
  vim webserver1.js
  vim webserver2.js
  vim webserver3.js
  vim webserver4.js

    • js文件内容：

      • webserver1.js

        •   var http = require('http');
  var server = http.createServer(function(req, res){
    res.write("Hello world from Server One.");
    res.end();
  });
  server.listen(2321)
  console.log("running at http://127.0.0.1:2321")

      • webserver2.js

        •   var http = require('http');
  var server = http.createServer(function(req, res){
    res.write("Hello world from Server Two.");
    res.end();
  });
  server.listen(2322)
  console.log("running at http://127.0.0.1:2322")

      • webserver3.js

        •   var http = require('http');
  var server = http.createServer(function(req, res){
    res.write("Hello world from Server Three.");
    res.end();
  });
  server.listen(2323)
  console.log("running at http://127.0.0.1:2323")

      • webserver4.js

        •   var http = require('http');
  var server = http.createServer(function(req, res){
    res.write("Hello world from Server Four.");
    res.end();
  });
  server.listen(2324)
  console.log("running at http://127.0.0.1:2324")

    • 启动web服务器：

      • 终端输入node webserver1.js运行第一个web服务，同理，运行其他三个web服务；
        [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-l7cAp5l2-1645620885493)(image-20220122181327797.png)]

    • 访问验证：

      • 浏览器地址栏输入http://127.0.0.1:2322访问webserver1提供的web服务；在这里插入图片描述

几种常见的负载均衡策略：

只需要修改nginx实现反向代理的upstream负载均衡块即可以实现不同策略的负载均衡：

  1. 随机

    • 实验现象：

      • 终端输入curl localhost:8080，随机返回四个Web服务器中的一个的响应；

    • upstream代码：

      •   upstream myservers {
  		random;
  		server 127.0.0.1:2321;
  		server 127.0.0.1:2322;
  		server 127.0.0.1:2323;
  		server 127.0.0.1:2324;
      }
  ​

  2. 轮询

    • 实验现象：

      • 终端输入curl localhost:8080，依次按顺序返回Web响应；

    • upstream代码：

      •   upstream myservers {
  		server 127.0.0.1:2321;
  		server 127.0.0.1:2322;
  		server 127.0.0.1:2323;
  		server 127.0.0.1:2324;
      }

  3. 固定权重值

    • 实验现象：

      • 终端输入curl localhost:8080，按照权重返回响应，权重大的响应次数多；

    • upstream代码：

      •   upstream myservers {
  		server 127.0.0.1:2321 weight=1;
  		server 127.0.0.1:2322 weight=2;
  		server 127.0.0.1:2323 weight=3;
  		server 127.0.0.1:2324 weight=4;
      }

  4. IP哈希（可与固定权重值组合使用）

    • 实验结果：

      • 按照ip地址返回Web响应，本机访问多次都是同一个Web响应；

    • upstream代码：

      •   upstream myservers {
  		ip_hash;
  		server 127.0.0.1:2321;
  		server 127.0.0.1:2322;
  		server 127.0.0.1:2323;
  		server 127.0.0.1:2324;
      }

  5. 最小响应时间

    • 实验结果：

      • 按照最小响应时间返回Web响应；

    • upstream代码：

      •   upstream myservers {
  		least_conn;
  		server 127.0.0.1:2321;
  		server 127.0.0.1:2322;
  		server 127.0.0.1:2323;
  		server 127.0.0.1:2324;
      }
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