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Nginx从安装到高可用过程

辰鑫chenxin 2022-01-11 阅读 30
nginx

Nginx从安装到高可用！

一、Nginx安装

1、去官网http://nginx.org/下载对应的nginx包，推荐使用稳定版本
2、上传nginx到linux系统
3、安装依赖环境

(1)安装gcc环境

yum install gcc-c++

(2)安装PCRE库，用于解析正则表达式

yum install -y pcre pcre-devel

(3)zlib压缩和解压缩依赖

yum install -y zlib zlib-devel

(4)SSL 安全的加密的套接字协议层，用于HTTP安全传输，也就是https

yum install -y openssl openssl-devel
4、解压，需要注意，解压后得到的是源码，源码需要编译后才能安装
tar -zxvf nginx-1.16.1.tar.gz
5、编译之前，先创建nginx临时目录，如果不创建，在启动nginx的过程中会报错
mkdir /var/temp/nginx -p
6、在nginx目录，输入如下命令进行配置，目的是为了创建makefile文件
./configure \   --prefix=/usr/local/nginx \    --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \    --lock-path=/var/lock/nginx.lock \    --error-log-path=/var/log/nginx/error.log \    --http-log-path=/var/log/nginx/access.log \    --with-http_gzip_static_module \    --http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \    --http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \    --http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \    --http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \    --http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi

注：代表在命令行中换行，用于提高可读性配置命令：

图片

7、make编译&安装
makemake install
8、进入sbin目录启动nginx
启动：nginx停止：./nginx -s stop重新加载：./nginx -s reload

二、配置反向代理

1、配置upstream

upstream [proxyName] {    server 192.168.1.173:8080;    server 192.168.1.174:8080;    server 192.168.1.175:8080;}

2、配置server

server {    listem  80;    server_name www.tomcats.com;    location / {        proxy_pass http://tomcats;    }}

三、配置负载均衡

nginx默认采用轮训的方式进行负载均衡

1、使用加权轮询

upstream [proxyName] {    server 192.168.1.173:8080 weight=1;    server 192.168.1.174:8080 weight=5;    server 192.168.1.175:8080 weight=2;}

2、hash负载均衡

upstream [proxyName] {    ip_hash    server 192.168.1.173:8080;    server 192.168.1.174:8080;    server 192.168.1.175:8080;}

hash算法实际上只会计算 192.168.1这段做哈希

使用ip_hash的注意点：

  • 不能把后台服务器直接移除，只能标记down.

3、url hash负载均衡

upstream [proxyName] {    hash $request_url;    server 192.168.1.173:8080;    server 192.168.1.174:8080;    server 192.168.1.175:8080;}

4、最小连接负载均衡

upstream [proxyName] {    least_conn;    server 192.168.1.173:8080;    server 192.168.1.174:8080;    server 192.168.1.175:8080;}

四、upstream指令参数

  • max_conns：限制最大同时连接数 1.11.5之前只能用于商业版

  • slow_start：单位秒，权重在指定时间内从1上升到指定值，不适用与hash负载均衡、随机负载均衡 如果在 upstream 中只有一台 server，则该参数失效（商业版才有）

  • down：禁止访问

  • backup：备用机 只有在其他服务器无法访问的时候才能访问到 不适用与hash负载均衡、随机负载均衡

  • max_fails：表示失败几次，则标记server已宕机，剔出上游服务 默认值1

  • fail_timeout：表示失败的重试时间 默认值10

1、keepalived

upstream [proxyName] {    server 192.168.1.173:8080 weight=1;    server 192.168.1.174:8080 weight=5;    server 192.168.1.175:8080 weight=2;    keepalive 32; #保持的连接数}server {    listem  80;    server_name www.tomcats.com;    location / {        proxy_pass http://tomcats;        proxy_http_version 1.1; #连接的协议版本        proxy_set_header Connection ""; 清空连接请求头    }}

2、控制浏览器缓存

server {    listem  80;    server_name www.tomcats.com;    location / {        proxy_pass http://tomcats;               expires 10s;  #浏览器缓存10秒钟               #expires @22h30m  #在晚上10点30的时候过期               #expires -1h  #缓存在一小时前时效               #expires epoch  #不设置缓存               #expires off  #缓存关闭，浏览器自己控制缓存               #expires max  #最大过期时间    }}

3、反向代理缓存

upstream [proxyName] {    server 192.168.1.173:8080 weight=1;    server 192.168.1.174:8080 weight=5;    server 192.168.1.175:8080 weight=2;}#proxy_cache_path 设置缓存保存的目录的位置#keys_zone设置共享内以及占用的空间大小#mas_size 设置缓存最大空间#inactive 缓存过期时间，错过此时间自动清理#use_temp_path 关闭零时目录proxy_cache_path /usr/local/nginx/upsteam_cache keys_zone=mycache:5m max_size=1g inactive=8h use_temp_path=off;server {    listem  80;    server_name www.tomcats.com;    #开启并使用缓存    proxy_cache mycache;    #针对200和304响应码的缓存过期时间    proxy_cache_valid 200 304 8h;       location / {        proxy_pass http://tomcats;    }}

五、配置ssl证书提供https访问

1. 安装SSL模块

要在nginx中配置https，就必须安装ssl模块，也就是: http_ssl_module。

进入到nginx的解压目录：/home/software/nginx-1.16.1

新增ssl模块(原来的那些模块需要保留)

./configure \--prefix=/usr/local/nginx \--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \--lock-path=/var/lock/nginx.lock \--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \--with-http_gzip_static_module \--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi  \--with-http_ssl_module

编译和安装

makemake install
2、配置HTTPS

把ssl证书 *.crt 和 私钥 *.key 拷贝到/usr/local/nginx/conf目录中。

新增 server 监听 443 端口：

server {    listen       443;    server_name  www.imoocdsp.com;    # 开启ssl    ssl     on;    # 配置ssl证书    ssl_certificate      1_www.imoocdsp.com_bundle.crt;    # 配置证书秘钥    ssl_certificate_key  2_www.imoocdsp.com.key;    # ssl会话cache    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;    # ssl会话超时时间    ssl_session_timeout  5m;    # 配置加密套件，写法遵循 openssl 标准    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;    ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE;    ssl_prefer_server_ciphers on;        location / {        proxy_pass http://tomcats/;        index  index.html index.htm;    }}

六、配置ha nginx

1、安装keepalived

(1)下载

https://www.keepalived.org/download.html

(2)解压

tar -zxvf keepalived-2.0.18.tar.gz

(3)使用configure命令配置安装目录与核心配置文件所在位置：

./configure --prefix=/usr/local/keepalived --sysconf=/etc

  • prefix：keepalived安装的位置sysconf：keepalived核心配置文件所在位置，固定位置，改成其他位置则keepalived启动不了，/var/log/messages中会报错

  • sysconf：keepalived核心配置文件所在位置，固定位置，改成其他位置则keepalived启动不了，/var/log/messages中会报错

配置过程中可能会出现警告信息，如下所示：

*** WARNING - this build will not support IPVS with IPv6. Please install libnl/libnl-3 dev libraries to support IPv6 with IPVS.# 安装libnl/libnl-3依赖yum -y install libnl libnl-devel

(4)安装keepalived

make && make install

(5)配置文件 在/etc/keepalived/keepalived.conf

(6)忘记安装配置的目录，则通过如下命令找到：

whereis keepalived

(7)启动keepalived

进入sbin目录

./keepalived
2、配置keepalived 主机

(1)通过命令 vim keepalived.conf 打开配置文件

global_defs {     # 路由id：当前安装keepalived的节点主机标识符，保证全局唯一     router_id keep_171 } vrrp_instance VI_1 {     # 表示状态是MASTER主机还是备用机BACKUP     state MASTER     # 该实例绑定的网卡     interface ens33     # 保证主备节点一致即可     virtual_router_id 51     # 权重，master权重一般高于backup，如果有多个，那就是选举，谁的权重高，谁就当选     priority 100     # 主备之间同步检查时间间隔，单位秒     advert_int 2     # 认证权限密码，防止非法节点进入     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     # 虚拟出来的ip，可以有多个（vip）     virtual_ipaddress {         192.168.1.161     }}

附：查看网卡信息命令

ip addr

(2)启动keepalived

(3)查看进程

ps -ef|grep keepalived

(4)查看vip(虚拟ip)

在网卡ens33下，多了一个192.168.1.161，这个就是虚拟ip

3、把keepalived注册为系统服务

(1)拷贝配置文件

  • 将keepalived目录下etc/init.d/keepalived拷贝到/etc/init.d/下

  • 将keepalived目录下etc/sysconfig/keepalived拷贝到/etc/sysconfig/下

(2)刷新systemctl

systemctl daemon-reload

(3)启动、停止、重启keepalived

#启动 systemctl start keepalived.service#停止systemctl stop keepalived.service#重启systemctl restart keepalived.service
4、实现双机主备高可用

图片

(1)修改备机配置

global_defs {     router_id keep_172 } vrrp_instance VI_1 {     # 备用机设置为BACKUP     state BACKUP     interface ens33     virtual_router_id 51     # 权重低于MASTER     priority 80     advert_int 2     authentication {         auth_type PASS auth_pass 1111     }    virtual_ipaddress {        # 注意：主备两台的vip都是一样的，绑定到同一个vip         192.168.1.161     } }

(2) 启动 Keepalived

(3) 访问vip即可访问主机，当主机失效时访问vip就会访问到备机

5、keepalived配置nginx自动重启

(1)编写脚本

在/etc/keepalived/下创建脚本check_nginx_alive_or_not

#!/bin/bash A=`ps -C nginx --no-header |wc -l` # 判断nginx是否宕机，如果宕机了，尝试重启 if [ $A -eq 0 ];then     /usr/local/nginx/sbin/nginx     # 等待一小会再次检查nginx，如果没有启动成功，则停止keepalived，使其启动备用机     sleep 3         if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then             killall keepalived         fi fi

(2)添加运行权限

chmod +x /etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh

(3)配置keepalived监听nginx脚本

vrrp_script check_nginx_alive {     script "/etc/keepalived/check_nginx_alive_or_not.sh"     interval 2 # 每隔两秒运行上一行脚本     weight 10 # 如果脚本运行失败，则升级权重+10 }

(4)在vrrp_instance中新增监控的脚本

track_script {     check_nginx_alive # 追踪 nginx 脚本}

(5)重启Keepalived使得配置文件生效

systemctl restart keepalived
6、keepalived双主热备

(1)配置DNS轮询

在同一个域名下配置两个ip，自行百度

(2)配置第一台主机

global_defs {    router_id keep_171 } vrrp_instance VI_1 {     state MASTER i    nterface ens33     virtual_router_id 51     priority 100     advert_int 1     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     virtual_ipaddress {         192.168.1.161     } } vrrp_instance VI_2  {    state BACKUP     interface ens33     virtual_router_id 52     priority 80     advert_int 1     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     virtual_ipaddress {         192.168.1.162     }}

(3)配置第二台主机

global_defs {    router_id keep_172 } vrrp_instance VI_1 {     state BACKUP     interface ens33     virtual_router_id 51     priority 80     advert_int 1     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     virtual_ipaddress {         192.168.1.161    }} vrrp_instance VI_2 {    state MASTER     interface ens33     virtual_router_id 52     priority 100     advert_int 1     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     virtual_ipaddress {         192.168.1.162     }}

(4)重启两台Keepalived

systemctl restart keepalived

七、LVS（Linux Virtual Server）实现高可用负载均衡

1、为什么要使用LVS+Nginx

  • lvs基于四层负载均衡，工作效率较Nginx的七层负载更高，使用LVS搭建Nginx集群，可以提高性能

  • 四层负载均衡无法对信息处理，只能通过ip+端口的形式转发，所以需要七成负载进行数据的处理

  • Nginx接收请求来回，LVS可以只接受不响应

2、LVS的三种模式

(1)NAT模式

  • 客户端将请求发往LVS，LVS会选择一台服务器响应请求，服务器将结果返回给LVS，LVS再返回给客户端。

  • 在NAT模式中，服务器的网关必须指向LVS，否则报文无法送达客户端

  • NAT 技术将请求的报文和响应的报文都需要通过LVS进行地址改写，因此网站访问量比较大的时候负载均衡调度器有比较大的瓶颈，一般要求最多之能 10-20 台节点

  • NAT 模式支持对 IP 地址和端口进行转换。即用户请求的端口和真实服务器的端口可以不一致

(2)TUN模式

  • 客户端将请求发往LVS，LVS会选择一台服务器响应请求，在客户端与服务器之间建立隧道，返回结果的时候直接由服务器返回响应，不在经过LVS。

  • TUN模式必须所有的服务器上都绑定VIP的IP地址，所有的服务器都必须有网卡。

  • TUN模式走隧道运维难度大，并且会直接暴露服务器地址

  • 服务器将应答包直接发给用户。所以，减少了负载均衡器的大量数据流动，负载均衡器不再是系统的瓶颈，就能处理很巨大的请求量，这种方式，一台负载均衡器能够为很多服务器进行分发。而且跑在公网上就能进行不同地域的分发

(3)DR模式

  • 客户端将请求发往LVS，LVS会选择一台服务器响应请求，返回结果的时候通过统一的路由进行返回，不在经过LVS。

  • 和TUN模式一样，LVS只是分发请求，应答包通过单独的路由返回给客户端，与TUN相比这种方式不需要隧道结构，可以兼容大多数的操作系统，同时统一路由可以隐藏真实的物理服务器。DR模式效率更高，但配置更复杂.

  • 所有服务器节点和LVS只能在一个局域网里面。

3、搭建LVS-DR模式

先关闭掉服务器上网络配置管理器，避免网络接口冲突

systemctl stop NetworkManagersystemctl disable NetworkManager

(1)创建子接口（创建LVS的虚拟ip）

进入网卡配置目录/etc/sysconfig/network-scripts/,找到网卡配置文件，这里以ifcfg-ens33为例，拷贝并创建子接口

cp ifcfg-ens33 ifcfg-ens33:1

修改子接口配置如下

  • 配置中的 192.168.1.150 就是vip，是提供给外网用户访问的ip地址
DEVICE="ens33:1"ONBOOT="yes"IPADDR=192.168.1.150NETMASK=255.255.255.0BOOTPROTO=static
  • 重启网络服务
service network restart

重启成功后，ip addr 查看一下，你会发现多了一个ip，也就是虚拟ip（vip）

(2)安装ipvsadm

如今的centos都集成了LVS，所以ipvs是自带的，我们只需要安装ipvsadm即可（ipvsadm是管理集群的工具，通过ipvs可以管理集群，查看集群等操作）

yum install ipvsadm

(3)配置服务器（RS）的虚拟ip

进入网卡配置目录/etc/sysconfig/network-scripts/,找到ifcfg-lo，拷贝并创建子接口

cp ifcfg-lo ifcfg-lo:1

修改子接口配置如下

DEVICE="lo:1"IPADDR=192.168.1.150NETMASK=255.255.255.255NETWORK=127.0.0.0BROADCAST=127.255.255.255ONBOOT="yes"NAME=loopback

重启网络服务成功后，ip addr 查看一下，你会发现多了一个ip，也就是虚拟ip（vip）

(4)为服务器（RS）配置arp

ARP响应级别与通告行为参数说明

arp-ignore：ARP响应级别（处理请求）    0：只要本机配置了ip，就能响应请求    1：请求的目标地址到达对应的网络接口，才会响应请求arp-announce：ARP通告行为（返回响应）    0：本机上任何网络接口都向外通告，所有的网卡都能接受到通告    1：尽可能避免本网卡与不匹配的目标进行通告2：只在本网卡通告

打开sysctl.conf:

vim /etc/sysctl.conf

配置所有网卡、默认网卡以及虚拟网卡的arp响应级别和通告行为，分别对应：all，default，lo

# configration for lvs net.ipv4.conf.all.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.default.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.lo.arp_ignore = 1 net.ipv4.conf.all.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.default.arp_announce = 2 net.ipv4.conf.lo.arp_announce = 2

刷新配置文件

sysctl -p

增加一个网关，用于接收数据报文，当有请求到本机后，会交给lo去处理

route add -host 192.168.1.150 dev lo:1

将网关添加至开机启动

echo "route add -host 192.168.1.150 dev lo:1" >> /etc/rc.local

(4)使用ipvsadm配置集群规则

创建LVS节点，用户访问的集群调度者

ipvsadm -A -t 192.168.1.150:80 -s rr -p 5

  • -A：添加集群

  • -t：tcp协议ip地址：设定集群的访问

  • ip：也就是LVS的虚拟ip

  • -s：设置负载均衡的算法，

  • rr：表示轮询

  • -p：设置连接持久化的时间,在指定时间内同一个用户的请求会访问到同一个服务器中

创建多台RS真实服务器

ipvsadm -a -t 192.168.1.150:80 -r 192.168.1.171:80 -g ipvsadm -a -t 192.168.1.150:80 -r 192.168.1.172:80 -g

  • -a：添加真实服务器

  • -t：tcp协议

  • -r：真实服务器的ip地址

  • -g：设定DR模式

保存到规则库，否则重启失效

ipvsadm -S

检查集群

#查看集群列表ipvsadm -Ln#查看集群状态ipvsadm -Ln --stats

一些其他命令

 # 重启ipvsadm，重启后需要重新配置  service ipvsadm restart  # 查看持久化连接  ipvsadm -Ln --persistent-conn  # 查看连接请求过期时间以及请求源ip和目标ip  ipvsadm -Lnc  # 设置tcp tcpfin udp 的过期时间（一般保持默认）  ipvsadm --set 1 1 1  # 查看过期时间  ipvsadm -Ln --timeout

(5)访问虚拟ip，完成LVS搭建

LVS的负载均衡算法

(1)静态算法

静态：根据LVS本身自由的固定的算法分发用户请求。

  • 轮询（Round Robin 简写’rr’）：轮询算法假设所有的服务器处理请求的能力都一样的，调度器会把所有的请求平均分配给每个真实服务器。（同Nginx的轮询）

  • 加权轮询（Weight Round Robin 简写’wrr’）：安装权重比例分配用户请求。权重越高，被分配到处理的请求越多。（同Nginx的权重）

  • 源地址散列（Source Hash 简写’sh’）：同一个用户ip的请求，会由同一个RS来处理。（同Nginx的ip_hash）

  • 目标地址散列（Destination Hash 简写’dh’）：根据url的不同，请求到不同的RS。（同Nginx的url_hash）

(2)动态算法

动态：会根据流量的不同，或者服务器的压力不同来分配用户请求，这是动态计算的。

  • 最小连接数（Least Connections 简写’lc’）：把新的连接请求分配到当前连接数最小的服务器。

  • 加权最少连接数（Weight Least Connections 简写’wlc’）：服务器的处理性能用数值来代表，权重越大处理的请求越多。Real Server 有可能会存在性能上的差异，wlc动态获取不同服务器的负载状况，把请求分发到性能好并且比较空闲的服务器。

  • 最短期望延迟（Shortest Expected Delay 简写’sed’）：特殊的wlc算法。举例阐述，假设有ABC三台服务器，权重分别为1、2、3 。如果使用wlc算法的话，当一个新请求进来，它可能会分给ABC中的任意一个。使用sed算法后会进行如下运算：

  • A：（1+1）/1=2

  • B：（1+2）/2=3/2

  • C：（1+3）/3=4/3

最终结果，会把这个请求交给得出运算结果最小的服务器。最少队列调度（Never Queue 简写’nq’）：永不使用队列。如果有Real Server的连接数等于0，则直接把这个请求分配过去，不需要在排队等待运算了（sed运算）。

八、搭建Keepalived+Lvs+Nginx高可用集群负载均衡

如果原先服务器上配置了LVS+nginx需要清空ipvsadm中的配置

ipvsadm -C

如果配置了Keepalived+Nginx双主集群也需要去除掉Keepalived中原先的配置，按照的后文进行配置

(1)使用keepalived配置Master LVS

在LVS的机器上安装keepalived，安装过程参考上文

(1)修改keepalived的配置

global_defs {    router_id keep_151 } vrrp_instance VI_1 {     state MASTER     interface ens33     virtual_router_id 41     priority 100     advert_int 1     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     virtual_ipaddress {         192.168.1.150    }} #配置集群访问的ip+端口，端口和nginx保持一致virtual_server 192.168.1.150 80{    #健康检查的时间，单位：秒    delay_loop 6    #配置负载均衡的算法，默认的轮询    lb_algo rr    #设置LVS的模式 NAT|TUN|DR    lb-kind DR    #设置会话持久化的时间    persistence_timeout 5    #协议    protocol TCP        #配置负载均衡的真实服务器，也就是nginx节点的具体的ip地址    real_server 192.168.1.171 80{        #轮询权重配比        weight 1        #设置健康检查        TCP_CHECK {            #检查80端口            connect_port 80            #超时时间            connect_timeout 2            #重试次数            nb_get_retry 2            #重试间隔时间            delay_before_retry 3        }    }    real_server 192.168.1.171 80{        weight 1        TCP_CHECK {            connect_port 80            connect_timeout 2            nb_get_retry 2            delay_before_retry 3        }    }}

(2)启动/重启keepalived

systemctl restart keepalived
(2)使用keepalived配置Backup LVS

配置在备用机上

global_defs {    router_id keep_152 } vrrp_instance VI_1 {     state  BACKUP    interface ens33     virtual_router_id 41     priority 50     advert_int 1     authentication {         auth_type PASS         auth_pass 1111     }     virtual_ipaddress {         192.168.1.150    }} #配置集群访问的ip+端口，端口和nginx保持一致virtual_server 192.168.1.150 80{    #健康检查的时间，单位：秒    delay_loop 6    #配置负载均衡的算法，默认的轮询    lb_algo rr    #设置LVS的模式 NAT|TUN|DR    lb-kind DR    #设置会话持久化的时间    persistence_timeout 5    #协议    protocol TCP        #配置负载均衡的真实服务器，也就是nginx节点的具体的ip地址    real_server 192.168.1.171 80{        #轮询权重配比        weight 1        #设置健康检查        TCP_CHECK {            #检查80端口            connect_port 80            #超时时间            connect_timeout 2            #重试次数            nb_get_retry 2            #重试间隔时间            delay_before_retry 3        }    }    real_server 192.168.1.171 80{        weight 1        TCP_CHECK {            connect_port 80            connect_timeout 2            nb_get_retry 2            delay_before_retry 3        }    }}
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