網關中間件-Nginx(一)
第一部分我們主要介紹如下幾點：
1.nginx的基本概念
2.nginx結合業務場景實作負載均衡
3.常見問題的舉例
這一部分主要介紹Nginx中限流，快取，動靜分離，以及Nginx的集群搭建，如果涉及舉例的話，依然使用上一部分的業務
一、限流
1.為什么要限流？
對于服務器來說，當有大量的高并發查詢時，假設當負載均衡的2個實體處理能力達到極限的時候，導致系統可能宕機的風險，那么查詢就無法完成，所以在有限資源的情況下，我們應如何保證系統不宕機？這時候我們就應該使用限流的方式來控制請求涌入服務器，保證可用性，
2.限流的方式
1.服務端和客戶端限流
主要配置是使用Nginx中的ngx_http_limit_conn_module模塊來完成
服務端限流
- 使用
服務端限流來控制當前的虛擬主機的訪問量.
客戶端限流
- 使用
客戶端端限流來控制當前ip請求的客戶端只能訪問一次.
# 服務端限流，限制總流量,獲取服務器虛擬主機的名字
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;
# 客戶端限流 獲取客戶端的ip地址
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perserver:10m;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
# 只能限制2個請求進入服務器
limit_conn perserver 2;
proxy_pass http://HealthCode;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
2種方式的缺陷
-
1.在使用服務端限流時，假設有10個客戶端在訪問，第一個客戶端被人惡意訪問，占用了全部的并發量，那其他正常的都無法訪問,這肯定是不友好的，
-
2.在使用客戶端限流時，假設限制一個客戶ip只能請求一次，但在某一時刻一共有百萬個客戶端請求并發，那服務同樣也抵抗不住會宕機，
2.平滑限流
1.針對第一部分中服務端和客戶端限流的策略產生的缺陷來說，我們可以選擇平滑限流的策略,主要在組態檔中使用ngx_http_limit_req_module來完成，
他的實作原理基于令牌桶演算法，也就是在處理請求時，會去查找是否存在對應的令牌，如果令牌沒有了，那就會丟棄請求，例如設定速率是一秒鐘1000個，那就是1毫秒生成 一個令牌，也就是說在1毫秒，只能拿到一個令牌，如果一毫秒內請求100個，但是只拿到一個令牌，那就會丟棄其他99個請求，
#zone=addr:10m 將請求數緩沖
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1000r/s;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
limit_req zone=one;
proxy_pass http://HealthCode;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
2.如果設定速率為10毫秒一個，也就是10毫秒生成一個Token，按照這種情況服務器10毫秒只能處理一個有效請求，其他的會丟棄，但是服務器實體的性能能在10毫秒內處理3個，那此時我們應該既要保證突發又要保證平滑，這時就需要添加一個新的配置burst設定突發請求，意思就是再10毫秒只能處理一個請求的基礎上，再額外新增處理3個請求一秒鐘一個，設定nodelay將不會獲取token令牌，直接處理，
#zone=addr:10m 將請求數緩沖
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1000r/s;
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
#burst設定突發3 nodelay不延時
limit_req zone=one burst=3 nodelay;
proxy_pass http://HealthCode;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
3.由于nginx是全域限流，他會把所有的請求全部限流，有的時候我們只想針對某一個業務做到限流，例如我在查詢健康碼時需要限流，但是我在注冊個人資訊時，不需要限流我們就應該對location進行規則匹配了，例如我只想限制查詢限流，就可以配置對應的介面限流
#zone=addr:10m 將請求數緩沖
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1000r/s;
server {
listen 80;
server_name localhost;
#所有
location / {
proxy_pass http://HealthCode;
}
#設定api/HealthCode 路由進行限流
location = /api/HealthCode {
limit_req zone=one burst=3 nodelay;
proxy_pass http://HealthCode;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
二、動靜分離
主要在web專案中將動態資源和靜態資源分開，如果網站并發量太大，動態資源把cpu、記憶體資源耗盡，導致靜態資源無法訪問，所以需要使用動靜分離以提高網站可用性，
- 靜態資源：CSS js 圖片 視頻 檔案等資料，
- 動態資源：和資料庫有互動的一些資源
1.同一虛擬主機動靜分離
1.創建web網站，將靜態資源拷貝到單獨的檔案夾中，
2.在nginx組態檔中單獨添加一個虛擬主機節點8089，加入一個靜態資源處理的location，和一個動態資源處理的location
3.將靜態資源和動態資源location節點，分別指向，靜態資源對應目錄，動態組員對應啟動埠和站點，
server {
listen 8089;
server_name localhost;
#動態資源
location / {
proxy_pass http://localhost:5007;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
# ~代表優先匹配靜態資源
location ~ \.(ico|js|css|png|jpg|mp4)$ {
root C:/wwwroot;
}
}
2.不同虛擬主機動靜分離
1.創建web網站，將靜態資源拷貝到單獨的檔案夾中，
2.在nginx組態檔中單獨添加一個虛擬主機8089節點，加入一個location，專門用于處理動態資源，
server {
listen 8089;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://localhost:5007;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
3.在nginx組態檔中單獨添加一個虛擬主機8090節點，加入一個location，專門用于處理靜態資源，
server {
listen 8090;
server_name localhost;
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
location ~ \.(ico|js|css|png|jpg|mp4)$ {
root C:/wwwroot;
}
}
4.創建虛擬主機節點8091，用于合并動態資源和靜態資源節點
server {
listen 8091;
server_name localhost;
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
#映射動態資源虛擬主機
location / {
proxy_pass http://localhost:8089;
}
#映射靜態資源虛擬主機
location ~ \.(ico|js|css|png|jpg|mp4)$ {
proxy_pass http://localhost:8090;
}
}
上面方法雖然雖然能實作動靜分離，有3個虛擬主機，但是在某種意義上只是對這個概念的實作，并沒有真正解決高并發場景下的問題，因為所有的處理依然還是在一臺主機，共享記憶體、cpu，所以實際情況的最佳實踐應該是有3臺服務器用于放置不同的服務，
3.拆分組態檔
有時候我們專案大了，nginx組態檔的配置項和虛擬主機也多了，維護也不太容易，所以我們應該使用組態檔拆分，然后使用Include命令讀取
1.新建一個拆分的conf命名 cache.conf;
server {
listen 8089;
server_name localhost;
}
2.在nginx主組態檔中使用Include命令合并配置
include cache.conf;
三、nginx 代理快取
Nginx快取主要是用于減輕后端服務器的負載，提高網站并發量，提升用戶體驗度，
Nginx對客戶已經訪問過的內容在Nginx服務器本地建立副本，這樣在一段時間內再次訪問該資料，就不需要通過Nginx服務器再次向后端服務器發出請求，所以能夠減少Nginx服務器與后端服務器之間的網路流量，減輕網路阻塞，同時還能減小資料傳輸延遲，提高用戶訪問速度，
存盤形式
Nginx快取是鍵值存盤，URL是鍵，檔案路徑是值，鍵值存盤的速度就是加快在檔案系統中查找的速度，所以，存盤的key是哈希過的值，
使用代理快取需要知道的幾點：
- 快取檔案放哪兒 ？
- 如何指定哪些請求被快取 ？
- 快取的有效期是多久 ?
- 對于某些請求，是否可以不走快取 ？
1.配置代理快取
1.首先需要在nginx目錄中創建一個存盤快取的目錄/cache/nginx/，然后配置快取存盤路徑和快取占用空間大小
proxy_cache_path ./cache/nginx/ levels=1:2 keys_zone=mycache:64m;
2.虛擬主機配置
location / {
proxy_cache mycache;
proxy_pass http://localhost:5007;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_cache_methods GET HEAD;
proxy_cache_revalidate on;
proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid any 1m;
proxy_cache_min_uses 1;
proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
}
- proxy_cache mycache; #參考mycache快取空間;
- proxy_set_header Host $host;#用于后端的real server區分不同的虛擬主機;
- proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; #記錄客戶端真實ip地址,而不是代理服務器地址,需要后端web服務器開啟日志相應功能接收;
- proxy_cache_methods GET HEAD;#表示對客戶端請求的GET 和 HEAD方法進行快取;
- proxy_cache_revalidate on;#本地快取過期會檢查后端服務器該快取是否存在，避免后端重傳占據帶寬;
- proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid any 1m;
#針對于不同的回應碼進行快取不同的時間設定; - proxy_cache_min_uses 30;#某一個請求被回應30次才會被快取,默認是1,可以將該值設定為大一些;
- proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;
#指明哪種場景可以使用過期快取,提升用戶體驗; - proxy_hide_header;#隱藏由proxy回應客戶端時指定的首部;
- proxy_buffer 4|8k #為了回應客戶端更快,服務器端回應客戶端可能分成多個ip報文回應,也可以整合在一起再一次回應;
存在的缺陷
此類代理快取，例如資料庫更新可能會存在一段時間的資料不同步，所以最好的方法就是使用redis或者ssdb存盤nginx的快取，使用資料異構工具將資料同步，然后nginx讀取資料庫中的快取
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標籤：.NET技术