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nginx反向代理與負載均衡

2022-10-19 06:27:44 作業系統

nginx反向代理與負載均衡

目錄
  • nginx反向代理與負載均衡
    • nginx負載均衡調度器高可用配置
      • 安裝服務部分
      • 部署web頁面
      • 實作nginx復制均衡
      • 部署keepalived高可用
      • 撰寫腳本
      • 配置keepalived加入監控腳本

nginx通常被用作后端服務器的反向代理，這樣就可以很方便的實作動靜分離以及負載均衡，從而大大提高服務器的處理能力，

nginx實作動靜分離，其實就是在反向代理的時候，如果是靜態資源，就直接從nginx發布的路徑去讀取，而不需要從后臺服務器獲取了，

nginx通過upstream模塊來實作簡單的負載均衡，upstream需要定義在http段內

在upstream段內，定義一個服務器串列，默認的方式是輪詢，如果要確定同一個訪問者發出的請求總是由同一個后端服務器來處理，可以設定ip_hash，如：

upstream idfsoft.com {
  ip_hash;
  server 127.0.0.1:9080 weight=5;
  server 127.0.0.1:8080 weight=5;
  server 127.0.0.1:1111;
}

這個方法本質還是輪詢，而且由于客戶端的ip可能是不斷變化的，比如動態ip，代理，FQ等，因此ip_hash并不能完全保證同一個客戶端總是由同一個服務器來處理，

定義好upstream后，需要在server段內添加如下內容：

server {
  location / {
    proxy_pass http://idfsoft.com;
  }
}

nginx負載均衡調度器高可用配置

環境說明

主機名 ip地址 服務 系統
129 192.168.118.129 nginx keepalived centos8
130 192.168.118.130 nginx keepalived centos8
131 192.168.118.131 nginx centos8
132 192.168.118.132 httpd centos8

安裝服務部分

129端

原始碼安裝nginx

#修改主機名
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname 129
[root@localhost ~]# bash

#關閉防火墻和selinux
[root@129 ~]# setenforce 0
[root@129 ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@129 ~]# systemctl disable --now firewalld.service

#創建用戶
[root@129 ~]# useradd -rMs /sbin/nologin nginx

#原始碼安裝nginx
#安裝所需要的依賴包
[root@129 ~]# dnf -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make wget vim

#下載nginx原始碼包，并解壓配置
[root@129 ~]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.22.0.tar.gz
[root@129 ~]# tar -xf nginx-1.22.0.tar.gz
[root@129 ~]# cd nginx-1.22.0/
[root@129 nginx-1.22.0]# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-debug \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-http_image_filter_module \
--with-http_gunzip_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module

#編譯安裝
[root@129 nginx-1.22.0]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l)
[root@129 nginx-1.22.0]# make install

#配置環境變數
[root@129 nginx-1.22.0]# echo "export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin" > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@129 nginx-1.22.0]# source /etc/profile.d/nginx.sh

#撰寫servic檔案
[root@129 nginx-1.22.0]# cd /usr/lib/systemd/system/
[root@129 system]# vim nginx.service
[Unit]
Description=nginx server daemon
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
ExecReload=/bin/kill -HUP \$MAINPID

[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@131 system]# systemctl daemon-reload

#啟動服務并開機自啟
[root@131 ~]# systemctl enable --now nginx.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
[root@131 ~]# ss -antl
State    Recv-Q   Send-Q     Local Address:Port       Peer Address:Port   Process   
LISTEN   0        128              0.0.0.0:80              0.0.0.0:*                
LISTEN   0        128              0.0.0.0:22              0.0.0.0:*                
LISTEN   0        128                 [::]:22                 [::]:*

130端

原始碼按nginx

#修改主機名
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname 130
[root@localhost ~]# bash

#關閉防火墻和selinux
[root@130 ~]# setenforce 0
[root@130 ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@130 ~]# systemctl disable --now firewalld.service

#創建用戶
[root@130 ~]# useradd -rMs /sbin/nologin nginx

#原始碼安裝nginx
#安裝所需要的依賴包
[root@130 ~]# dnf -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make wget vim

#下載nginx原始碼包，并解壓配置
[root@130 ~]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.22.0.tar.gz
[root@130 ~]# tar -xf nginx-1.22.0.tar.gz
[root@130 ~]# cd nginx-1.22.0/
[root@130 nginx-1.22.0]# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-debug \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-http_image_filter_module \
--with-http_gunzip_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module

#編譯安裝
[root@130 nginx-1.22.0]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l)
[root@130 nginx-1.22.0]# make install

#配置環境變數
[root@130 nginx-1.22.0]# echo "export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin" > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@130 nginx-1.22.0]# source /etc/profile.d/nginx.sh

#撰寫servic檔案
[root@130 nginx-1.22.0]# cd /usr/lib/systemd/system/
[root@130 system]# vim nginx.service
[Unit]
Description=nginx server daemon
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
ExecReload=/bin/kill -HUP \$MAINPID

[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@130 system]# systemctl daemon-reload

#啟動服務并開機自啟
[root@130 ~]# systemctl enable --now nginx.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
[root@130 ~]# ss -antl
State    Recv-Q   Send-Q     Local Address:Port       Peer Address:Port   Process   
LISTEN   0        128              0.0.0.0:80              0.0.0.0:*                
LISTEN   0        128              0.0.0.0:22              0.0.0.0:*                
LISTEN   0        128                 [::]:22                 [::]:*

部署web頁面

131端

#修改主機名
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname 131
[root@localhost ~]# bash

#關閉防火墻和selinux
[root@131 ~]# setenforce 0
[root@131 ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@131 ~]# systemctl disable --now firewalld.service

#yum安裝nginx
[root@131 ~]# dnf -y install nginx
[root@131 ~]# echo "web111" > /usr/share/nginx/html/index.html
[root@131 ~]# systemctl enable --now nginx.service
[root@131 ~]# ss -antl
State    Recv-Q   Send-Q     Local Address:Port       Peer Address:Port   Process   
LISTEN   0        128              0.0.0.0:80              0.0.0.0:*                
LISTEN   0        128              0.0.0.0:22              0.0.0.0:*                
LISTEN   0        128                 [::]:80                 [::]:*                
LISTEN   0        128                 [::]:22                 [::]:* 
[root@131 ~]# curl 192.168.118.131
web111

132端

#修改主機名
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname 132
[root@localhost ~]# bash

#關閉防火墻和selinux
[root@132 ~]# setenforce 0
[root@132 ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@132 ~]# systemctl disable --now firewalld.service

#yum安裝apache
[root@132 ~]# dnf -y install httpd
[root@132 ~]# echo "web222" > /var/www/html/index.html
[root@132 ~]# systemctl enable --now httpd.service
[root@132 ~]# ss -antl
State    Recv-Q   Send-Q     Local Address:Port       Peer Address:Port   Process   
LISTEN   0        128              0.0.0.0:22              0.0.0.0:*                
LISTEN   0        128                    *:80                    *:*                
LISTEN   0        128                 [::]:22                 [::]:*                
[root@132 ~]# curl 192.168.118.132
web222

實作nginx復制均衡

129端

[root@129 ~]# cd /usr/local/nginx/conf/
[root@129 conf]# vim nginx.conf
...
http {
...
    upstream web {                        #添加此處內容
    server 192.168.118.131;
    server 192.168.118.132;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / {
            root   html;
            proxy_pass http://web;         #修改為proxy_pass http://web;
        }
...
}
...
#重啟服務開始訪問
[root@129 conf]# systemctl restart nginx.service

[root@129 ~]# curl 192.168.118.129
web111
[root@129 ~]# curl 192.168.118.129
web222
[root@129 ~]# curl 192.168.118.129
web111
[root@129 ~]# curl 192.168.118.129
web222

130端

[root@130 ~]# cd /usr/local/nginx/conf/
[root@130 conf]# vim nginx.conf
...
http {
...
    upstream web {                        #添加此處內容
    server 192.168.118.131;
    server 192.168.118.132;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / {
            root   html;
            proxy_pass http://web;         #修改為proxy_pass http://web;
        }
...
}
...

#重啟服務開始訪問
[root@130 conf]# systemctl restart nginx.service

[root@130 conf]# curl 192.168.118.130
web111
[root@130 conf]# curl 192.168.118.130
web222
[root@130 conf]# curl 192.168.118.130
web111
[root@130 conf]# curl 192.168.118.130
web222

#先關閉，后面高可用需要將130端的nginx關掉
[root@130 ~]# systemctl stop nginx.service

部署keepalived高可用

129端

#安裝keepalived
[root@129 ~]# dnf -y install keepalived

#編輯組態檔
[root@129 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
 
global_defs {
   router_id lb01
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state 129
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.118.250
    }
}
 
virtual_server 192.168.118.250 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
 
    real_server 192.168.118.129 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
 
    real_server 192.168.118.130 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}

[root@129 ~]# systemctl enable --now keepalived.service
[root@129 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b5:9a:13 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.118.129/24 brd 192.168.118.255 scope global dynamic noprefixroute ens33
       valid_lft 1539sec preferred_lft 1539sec
    inet 192.168.118.250/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feb5:9a13/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever

#通過vip訪問，130端的nginx需要關閉

[root@129 ~]# curl 192.168.118.250
web111
[root@129 ~]# curl 192.168.118.250
web222
[root@129 ~]# curl 192.168.118.250
web111
[root@129 ~]# curl 192.168.118.250
web222

130端

#安裝keepalived
[root@130 ~]# dnf -y install keepalived

#編輯組態檔
[root@130 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived
 
global_defs {
   router_id lb02
}
 
vrrp_instance VI_1 {
    state 130
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.118.250
    }
}
 
virtual_server 192.168.118.250 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
 
    real_server 192.168.118.129 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
 
    real_server 192.168.118.130 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}
[root@130 ~]# systemctl enable --now keepalived.service

模擬129端服務出現問題

129端

[root@129 ~]# systemctl stop keepalived.service

130端

[root@130 ~]# systemctl start nginx.service
[root@130 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:e7:e8:44 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.118.130/24 brd 192.168.118.255 scope global dynamic noprefixroute ens33
       valid_lft 1117sec preferred_lft 1117sec
    inet 192.168.118.250/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:fee7:e844/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
       
#訪問測驗
[root@130 ~]# curl 192.168.118.250
web111
[root@130 ~]# curl 192.168.118.250
web222
[root@130 ~]# curl 192.168.118.250
web111
[root@130 ~]# curl 192.168.118.250
web222

撰寫腳本

129端

[root@129 ~]# mkdir /scripts
[root@129 ~]# cd /scripts/
[root@129 scripts]# vim check_nginx.sh
#!/bin/bash
nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
if [ $nginx_status -lt 1 ];then
            systemctl stop keepalived
fi
[root@129 scripts]# vim notify.sh
#!/bin/bash
VIP=$2
case "$1" in
  master)
        nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
        if [ $nginx_status -lt 1 ];then
            systemctl start nginx
        fi
  ;;
  backup)
        nginx_status=$(ps -ef|grep -Ev "grep|$0"|grep '\bnginx\b'|wc -l)
        if [ $nginx_status -gt 0 ];then
            systemctl stop nginx
        fi
  ;;
  *)
        echo "Usage:$0 master|backup VIP"
  ;;
esac
[root@129 scripts]# chmod +x check_nginx.sh
[root@129 scripts]# chmod +x notify.sh

130端

[root@130 ~]# mkdir /scripts
[root@130 ~]# cd /scripts/
[root@130 scripts]# scp [email protected]:/scripts/notify.sh .
[root@130 scripts]# ll
total 4
-rwxr-xr-x. 1 root root 451 Oct  8 19:17 notify.sh

配置keepalived加入監控腳本

129端

[root@130 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived
 
global_defs {
   router_id lb01
}

vrrp_script nginx_check {		          #增加這一塊
    script "/scripts/check_nginx.sh"
    interval 1
    weight -20
}

vrrp_instance VI_1 {
    state 129
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.118.250
    }
    track_script {		                  #還有這一部分
        nginx_check
    }
    notify_129 "/scripts/notify.sh 129 192.168.118.250"	
}
 
virtual_server 192.168.118.250 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
 
    real_server 192.168.118.129 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
 
    real_server 192.168.118.130 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}
[root@130 ~]# systemctl restart keepalived.service

130端
130端無需檢測nginx是否正常，當升級為129時啟動nginx，當降級為BACKUP時關閉

[root@backup ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived
 
global_defs {
   router_id lb02
}

vrrp_script nginx_check {		          #增加這一塊
    script "/scripts/check_nginx.sh"
    interval 1
    weight -20
}

vrrp_instance VI_1 {
    state 130
    interface ens33
    virtual_router_id 51
    priority 90
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 123456
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.118.250
    }
    track_script {		                  #還有這一部分
        nginx_check
    }
    notify_129 "/scripts/notify.sh 129 192.168.118.250"	
}
 
virtual_server 192.168.118.250 80 {
    delay_loop 6
    lb_algo rr
    lb_kind DR
    persistence_timeout 50
    protocol TCP
 
    real_server 192.168.118.129 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
 
    real_server 192.168.118.130 80 {
        weight 1
        TCP_CHECK {
            connect_port 80
            connect_timeout 3
            nb_get_retry 3
            delay_before_retry 3
        }
    }
}
[root@backup ~]# systemctl restart keepalived.service

測驗

#129端，nginx服務出現例外
[root@129 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b5:9a:13 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.118.129/24 brd 192.168.118.255 scope global dynamic noprefixroute ens33
       valid_lft 1539sec preferred_lft 1539sec
    inet 192.168.118.250/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feb5:9a13/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@129 ~]# curl 192.168.118.250
web111
[root@129 ~]# curl 192.168.118.250
web222
[root@129 ~]# systemctl stop nginx.service 
 
#130端
[root@130 ~]# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 ::1/128 scope host 
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: ens33: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc fq_codel state UP group default qlen 1000
    link/ether 00:0c:29:b5:9a:13 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.118.130/24 brd 192.168.118.255 scope global dynamic noprefixroute ens33
       valid_lft 1539sec preferred_lft 1539sec
    inet 192.168.118.250/32 scope global ens33
       valid_lft forever preferred_lft forever
    inet6 fe80::20c:29ff:feb5:9a13/64 scope link noprefixroute 
       valid_lft forever preferred_lft forever
[root@130 ~]# curl 192.168.202.160
web111
[root@130 ~]# curl 192.168.202.160
web222

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