1.Nginx的概述

Nginx是一款高性能的 http 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器。由俄罗斯的程序设计师伊戈尔·西索夫（Igor Sysoev）所开发，官方测试nginx 能够支支撑 5 万并发链接，并且 cpu、内存等资源消耗却非常低，运行非常稳定。

Nginx 应用场景：

  • http 服务器。Nginx 是一个 http 服务可以独立提供 http 服务。可以做网页静态服务器。
  • 虚拟主机。可以实现在一台服务器虚拟出多个网站。例如个人网站使用的虚拟主机。
  • 反向代理，负载均衡。当网站的访问量达到一定程度后，单台服务器不能满足用户的请求时，需要用多台服务器集群可以使用 nginx 做反向代理。并且多台服务器可以平均分担负载，不会因为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。

2.Nginx在Linux下的安装

2.1 环境准备

1.需要安装 gcc 的环境

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yum install gcc-c++

2.第三方的开发包。
PCRE
PCRE(Perl Compatible Regular Expressions)是一个 Perl 库，包括 perl 兼容的正则表达式库。nginx 的 http 模块使用 pcre 来解析正则表达式，所以需要在 linux 上安装 pcre 库。

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Centos7 : yum install -y pcre pcre-devel
Ubuntu16.0.4 : apt install libpcre3 libpcre3-dev

注：pcre-devel 是使用 pcre 开发的一个二次开发库。nginx 也需要此库。

zlib
zlib 库提供了很多种压缩和解压缩的方式，nginx 使用 zlib 对 http 包的内容进行 gzip，所以需要在 linux 上安装 zlib 库。

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yum install -y zlib zlib-devel
apt install zlib1g-dev

OpenSSL
OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库，囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及 SSL 协议，并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。nginx 不仅支持 http协议，还支持 https（即在 ssl 协议上传输 http），所以需要在 linux安装 openssl 库。

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yum install -y openssl openssl-devel
apt-get install openssl libssl-dev

2.2 Nginx下载

官方网站下载 [nginx：http://nginx.org/]

2.3 Nginx安装 (tar)包

第一步：把 nginx 的源码包nginx-1.8.0.tar.gz上传到 linux 系统
第二步：解压缩

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tar -zxvf nginx-1.8.0.tar.gz

第三步：进入nginx-1.8.0目录 使用 configure 命令创建一 makeFile 文件。

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./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

执行后可以看到Makefile文件

第四步：编译

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make在centos8的环境下回报错,在Ubuntu16.0.4 的环境下正常执行

make

第五步：安装

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make install

2.4 Nginx启动与访问

注意：启动nginx 之前，上边将临时文件目录指定为/var/temp/nginx/client， 需要在/var 下创建此 目录

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mkdir /var/temp/nginx/client -p

-p 表示创建子目录

进入到Nginx目录下的sbin目录

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cd /usr/local/ngiux/sbin

输入命令启动Nginx

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./nginx

启动后查看进程

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ps aux|grep nginx

地址栏输入虚拟机的IP即可访问（默认为80端口）

关闭 nginx：

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./nginx -s stop
./nginx -s quit

重启 nginx：

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1、先关闭后启动。
2、刷新配置文件：
./nginx -s reload

2.5 docker-compose启动

使用Docker 来安装和运行 Nginx，docker-compose.yml 配置如下：

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version: '3.1'
services:
  nginx:
    restart: always
    image: nginx
    container_name: nginx
    ports:
      - 8070:80
    volumes:
      - ./conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
      - ./wwwroot:/usr/share/nginx/wwwroot

docker-compose.yml,同级目录新建conf,wwwroot文件夹

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mkdir conf
mkdir wwwroot

cd conf
vim nginx.conf

3. Nginx静态网站部署

3.1 什么是虚拟主机？

虚拟主机，也叫“网站空间”，就是把一台运行在互联网上的物理服务器划分成多个“虚拟”服务器。虚拟主机技术极大的促进了网络技术的应用和普及。同时虚拟主机的租用服务也成了网络时代的一种新型经济形式。

虚拟主机是一种特殊的软硬件技术，它可以将网络上的每一台计算机分成多个虚拟主机，每个虚拟主机可以独立对外提供 www 服务，这样就可以实现一台主机对外提供多个 web 服务，每个虚拟主机之间是独立的，互不影响的。

通过 Nginx 可以实现虚拟主机的配置，Nginx 支持三种类型的虚拟主机配置

  • 基于 IP 的虚拟主机
  • 基于域名的虚拟主机
  • 基于端口的虚拟主机

3.1.1 Nginx 配置文件的结构

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# 全局设置
user 	nginx;	#worker进程运行的用户和组
worker_processes 1;	# 指定Nginx开启的子进程数，多核CPU建议设置和CPU数量一样的进程数
error_log	  xxx  level;  #用来定义全局错误日志文件，通常放在var中，level有 debug，info，notice，								   # warn，error，crit
pid          xxx;		# 指定进程id的存储文件位置


#指定工作模式和以及连接上限
events { 
	use epoll;
	worker_connections 1024;
}

http {   # http的配置
	# 负载均衡设置
	upstream xxx{
        
	}
	# 虚拟主机设置
	server{ 
		# ...
	}
	# 可以基于端口,ip,域名设置多个虚拟主机
	server{
		# ...
	}
}

注： 每个 server 就是一个虚拟主机

全局设置

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user 	nginx;	worker进程运行的用户和组
worker_processes	1;	指定Nginx开启的子进程数，多核CPU建议设置和CPU数量一样的进程数
error_log	  xxx  level;		用来定义全局错误日志文件，通常放在var中，level有 debug，info，notice，										warn，error，crit
pid          xxx;		指定进程id的存储文件位置

events

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指定工作模式和以及连接上限

events{
	use epoll;
	worker_connections 1024;
}

use 指定nginx工作模式
	epoll	高效工作模式，linux
	kqueue	高效工作模式， bsd
	poll	标准模式
	select	标准模式

worker_connections 定义nginx每个进程的最大连接数
	正向代理	连接数 * 进程数
	反向代理	连接数 * 进程数 / 4
	linux系统限制最多能同时打开65535个文件，默认上限就是65535，可解除 ulimit -n 65535

use指定nginx工作模式

  • epoll 高效工作模式，linux
  • kqueue 高效工作模式， bsd
  • poll 标准模式
  • select 标准模式

worker_connections 定义nginx每个进程的最大连接数

  • 正向代理 连接数 * 进程数
  • 反向代理 连接数 * 进程数 / 4
  • linux系统限制最多能同时打开65535个文件，默认上限就是65535，可解除 ulimit -n 65535

http

最核心的模块，主要负责http服务器相关配置，包含server，upstream子模块

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include mime.types;设置文件的mime类型
include xxxconfig;	包含其它配置文件，分开规划解耦
default_type  xxx;	设置默认类型为二进制流，文件类型未知时就会使用默认
log_format 	设置日志格式
sendfile		设置高效文件传输模式
keepalive_timeout	设置客户端连接活跃超时
gzip	 	gzip压缩

server

用来指定虚拟主机

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listen 	80;		指定虚拟主机监听的端口
server_name localhost;	指定ip地址或域名，多个域名使用空格隔开
charset  	utf-8;		指定网页的默认编码格式
error_page 500 502 /50x.html 指定错误页面
access_log   xxx main;	指定虚拟主机的访问日志存放路径
error_log   xxx main;	指定虚拟主机的错误日志存放路径
root	xxx;		指定这个虚拟主机的根目录
index	xxx;		指定默认首页

location

核心中的核心，以后的主要配置都在这

主要功能:定位url，解析url，支持正则匹配，还能支持条件，实现动静分离

语法

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location [modifier]  uri{
    ...
}

modifier 修饰符

  • = 使用精确匹配并且终止搜索
  • ~ 区分大小写的正则表达式
  • ~* 不区分大小写的正则表达式
  • ^~ 最佳匹配，不是正则匹配，通常用来匹配目录

常用指令:
alias 别名，定义location的其他名字，在文件系统中能够找到，如果location指定了正则表达式，alias将会引用正则表达式中的捕获，alias替代lication中匹配的部分，没有匹配的部分将会在文件系统中搜索

反向代理

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proxy_pass  URL;	反向代理转发地址，默认不转发header，
					需要转发header则设置proxy_set_header HOST $host;
proxy_method  POST;		转发的方法名
proxy_hide_header Cache-Control;	指定头部不被转发		
proxy_pass_header Cache-Control;	设置哪些头部转发
proxy_pass_request_header on;	设置转发http请求头
proxy_pass_request_body on;	设置转发请求体

upstream

负载均衡模块，通过一个简单的调度算法来实现客户ip到后端服务器的负载平衡

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upstream  myproject{
	ip_hash;
    server 127.0.0.1:8000;
	server 127.0.0.1:8001 down;
	server 127.0.0.1:8002 weight=3;
	server 127.0.0.1:8003 backup；
	fair；
  }

负载均衡算法

  • weight 负载权重
  • down 当前server不参与负载均衡
  • backup 其它机器全down掉或满载使用此服务
  • ip_hash 按每个请求的hash结果分配
  • fair 按后端响应时间来分（第三方的）

3.1.2 基于端口的虚拟主机配置

需求

  • Nginx 对外提供 80 和 8080 两个端口监听服务
  • 请求 80 端口则请求 html80 目录下的 html
  • 请求 8080 端口则请求 html8080 目录下的 html

1. 创建目录及文件

在 /usr/local/docker/nginx/wwwroot 目录下创建html80 和 html8080 两个目录，并分辨创建两个 index.html 文件

2. 配置虚拟主机

修改Nginx 的配置文件：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

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 server {
            listen       80; # 监听的端口
            server_name  172.16.0.192/; # 域名或ip
            location / {	# 访问路径配置
                root    /usr/share/nginx/wwwroot/html80;# 根目录
                index  index.html index.htm; # 默认首页
            }
            error_page   500 502 503 504  /50x.html;	# 错误页面
            location = /50x.html {
                root   html;
            }
        }

 server {
    listen       8080; # 监听的端口
    server_name  172.16.0.192/; # 域名或ip
    location / {	# 访问路径配置
     # 使用 root 指令指定虚拟主机目录即网页存放目录
  # 比如访问 http://ip/index.html 将找到 /usr/local/docker/nginx/wwwroot/html80/index.html
  # 比如访问 http://ip/item/index.html 将找到 /usr/local/docker/nginx/wwwroot/html80/item/index.html
        root   /usr/share/nginx/wwwroot/html8080;# 根目录
        index  regist.html; # 默认首页
    }
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;	# 错误页面
    location = /50x.html {
        root   html;
    }
}

3.访问测试

3.1.3 基于域名的虚拟主机配置

需求

  • 两个域名指向同一台 Nginx 服务器，用户访问不同的域名显示不同的网页内容
  • 两个域名是 www.zysheep.com 和 regist.zysheep.com
  • Nginx 服务器使用虚拟机 172.16.0.192

1. 域名与IP绑定：

  • 一个域名对应一个 ip 地址，一个 ip 地址可以被多个域名绑定。
  • 本地测试可以修改 hosts文件（C:\Windows\System32\drivers\etc）
  • 可以配置域名和 ip 的映射关系，如果 hosts文件中配置了域名和 ip 的对应关系，不需要走dns服务器。
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    172.16.0.192  www.zysheep.com                  
    172.16.0.192  regist.zysheep.com

2. 创建目录及文件

在 /usr/local/docker/nginx/wwwroot 目录下创建 htmlservice 和 htmlweb两个目录，并分辨创建两个 index.html 文件

3. 配置虚拟主机

做好域名指向后，修改nginx配置文件

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server {
       listen       80;
       server_name  www.zysheep.com;
       location / {
           root   /usr/share/nginx/wwwroot/htmlservice;
           index  index.html;
       }
   }
   server {
       listen       80;
       server_name  regist.zysheep.com;
       location / {
           root   /usr/share/nginx/wwwroot/htmlweb;
           index  regist.html;
       }
   }

执行以下命令，刷新配置

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./nginx -s reload

4.Nginx反向代理与负载均衡

4.1 反向代理

4.1.1 什么是反向代理

反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个反向代理服务器。

首先我们先理解正向代理，如下图：

正向代理是针对你的客户端，而反向代理是针对服务器的，如下图

4.1.2 使用 Nginx 反向代理 Tomcat

需求

  • 两个 tomcat 服务通过 nginx 反向代理
  • nginx 服务器：http://172.16.0.192:80
  • tomcat1 服务器：http://172.16.0.192:9090
  • tomcat2 服务器：http://172.16.0.192:9091

启动 Tomcat 容器

启动两个 Tomcat容器，映射端口为 9090和 9091，docker-compose.yml 如下：

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version: '3'
services:
  tomcat1:
    image: tomcat
    container_name: tomcat1
    ports:
      - 9090:8080

  tomcat2:
    image: tomcat
    container_name: tomcat2
    ports:
      - 9091:8080

配置 Nginx 反向代理

修改 /usr/local/docker/nginx/conf 目录下的 nginx.conf 配置文件：

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user  nginx;
worker_processes  8;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
	# 配置一个代理即 tomcat1 服务器
	upstream tomcatServer1 {
		server 172.16.0.192:9090;
	}

	# 配置一个代理即 tomcat2 服务器
	upstream tomcatServer2 {
		server 172.16.0.192:9091;
	}

	# 配置一个虚拟主机
	server {
		listen 80;
		server_name zysheep.cn;
		location / {
				# 域名 zysheep.cn 的请求全部转发到 tomcat_server1 即 tomcat1 服务上
				proxy_pass http://tomcatServer1;
				# 欢迎页面，按照从左到右的顺序查找页面
				index index.jsp index.html index.htm;
		}
	}

	server {
		listen 80;
		server_name zysheep.cn;

		location / {
			# 域名 zysheep.cn 的请求全部转发到 tomcat_server2 即 tomcat2 服务上
			proxy_pass http://tomcatServer2;
			index index.jsp index.html index.htm;
		}
	}
}

4.2 负载均衡

4.2.1 什么是负载均衡

负载均衡 建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

负载均衡，英文名称为Load Balance，其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。

4.2.2 Nginx 实现负载均衡

  • nginx 作为负载均衡服务器，用户请求先到达 nginx，再由 nginx 根据负载配置将请求转发至 tomcat 服务器
  • nginx 负载均衡服务器：172.16.0.192:80
  • tomcat1 服务器：172.16.0.192:9090
  • tomcat2 服务器：172.16.0.192:9091

4.2.3 Nginx 配置负载均衡

修改 /usr/local/docker/nginx/conf目录下的 nginx.conf 配置文件：

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upstream tomcat-zysheep{
server 172.16.0.192:9090 weight=2;
server 172.16.0.192:9091;
server 172.16.0.192:9092;

   }

   server {
       listen       80; # 默认端口号
       server_name   www.zysheep.cn; # 域名 或者ip
       
location / {        # 访问路径配置
    # root   index;# 根目录
       proxy_pass http://tomcat-zysheep;	
    index  index.jsp index.html index.htm; # 默认访问的资源名称(从左到右依次访问)
       }

       error_page   500 502 503 504  /50x.html; # 默认访问的错误页面
       location = /50x.html {
           root   html;
       }       
   }

地址栏输入http:// www.zysheep.cn / 刷新观察每个网页的标题，看是否不同。
经过测试，三台服务器出现的概率各为33.3333333%，交替显示。
如果其中一台服务器性能比较好，想让其承担更多的压力，可以设置权重。

相关配置说明

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# 定义负载均衡设备的 Ip及设备状态 
upstream tomcat-zysheep {
    server 172.16.0.192:9090 down;
    server 172.16.0.192:8080 weight=2;
    server 172.16.0.192:6060;
    server 172.16.0.192:7070 backup;
}

在需要使用负载的 Server 节点下添加

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proxy_pass http://tomcat-zysheep;
  • upstream：每个设备的状态:
  • down：表示当前的 server 暂时不参与负载
  • weight：默认为 1 weight 越大，负载的权重就越大。
  • max_fails：允许请求失败的次数默认为 1 当超过最大次数时，返回 proxy_next_upstream模块定义的错误
  • fail_timeout:max_fails 次失败后，暂停的时间。
  • backup：其它所有的非 backup 机器 down或者忙的时候，请求 backup 机器。所以这台机器压力会最轻