學習背景
一、代理服務
二、正向代理
- 1.1 什么是正向代理？
- 1.2 如何實作nginx正向代理？
- 1.3 客戶端訪問（驗證正向代理）
二、反向代理
- 2.1 什么是反向代理？
- 2.2 nginx實作反向代理
三、負載均衡
- 3.1 什么是負載均衡？
- 3.2 負載均衡演算法有哪些？

學習背景

什么是nginx？

【百度百科】
Nginx (engine x) 是一個高性能的HTTP和反向代理web服務器…

除了反向代理，nginx還支持正向代理、負載均衡以及基于SSL安全證書的HTTPS訪問等功能特性~
本文主要是介紹是如何配置nginx正向代理、反向代理及負載均衡，進入正文~

一、代理服務

什么是代理？來一張圖了解下
在這里插入圖片描述
代理又分為正向代理和反向代理，

二、正向代理

1.1 什么是正向代理？

先來看張圖~
在這里插入圖片描述

【再舉個栗子】

某同學喜歡面向搜索引擎編程，想通過百度搜索引擎查找一些學習資料，但是有些網站直接訪問可能不太安全，會暴露自己的IP，同學比較苦惱，想著怎樣才能使用百度搜索自己想要的學習資料，又不會暴露自己的IP在網站上呢？
這時我告訴該同學，我呢手上剛好有一臺代理服務器，這臺代理服務器通過nginx配置了正向代理轉發http和https請求，你呢，只需要在自己的Windows本地電腦的網關配置一下這臺代理服務器的IP和埠號，就能正常通過代理服務器訪問到百度并搜索相關的學習資料了，還不會暴露自己真實的IP~

同學非常興奮，說自己了解過nginx，但是啥是正向代理啊？

正向代理，指的是通過代理服務器 代理瀏覽器/客戶端去重定向請求訪問到目標服務器 的一種代理服務，
正向代理服務的特點是代理服務器 代理的物件是瀏覽器/客戶端，也就是對于目標服務器 來說瀏覽器/客戶端是隱藏的，

同學覺得有點意思，于是又問，那nginx如何實作正向代理啊？

1.2 如何實作nginx正向代理？

（1）正向代理轉發https說明

在實作nginx正向代理之前，先說明一下，現在的網站基本上都是https，因此要實作nginx正向代理轉發請求，除了要配置轉發http80埠的請求，還有配置https443埠的請求~
正向代理轉發http請求很簡單，不過正向代理轉發https請求稍微有一點麻煩，目前網上的教程大多都是如下這樣配置的（也不知道他們驗證過沒，，，）：
在這里插入圖片描述
一開始我也像上面那樣配置，雖然http請求正常轉發了，但是發現https并沒有轉成功，而是報錯HTTP/1.1 400 Bad Request~
后來才了解到，nginx官方并不支持直接轉發https請求，但是阿里的一個大佬對nginx拓展了一個ngx_http_proxy_connect_module模塊，并且在github上開源了 https://github.com/chobits/ngx_http_proxy_connect_module
不過維護的ngx_http_proxy_connect_module模塊的補丁也是有nginx版本限制的（目前維護了1.4.x~1.19.x版本），如README.md說明：
在這里插入圖片描述
如果你安裝的nginx版本不在1.4.x~1.19.x這個范圍內，那無法支持正向代理轉發https請求，

（2）安裝nginx
如果已安裝nginx（可跳過），這里以1.9.2版本為例，使用root用戶進行安裝：

$ cd /usr/nginx
$ wget http://nginx.org/download/nginx-1.9.2.tar.gz
$ tar -xzvf nginx-1.9.2.tar.gz
$ cd /usr/nginx/nginx-1.9.2
$ make && make install

這里安裝nginx通過install進行編譯安裝，編譯后默認安裝目錄為/usr/local/nginx，后續配置新模塊ngx_http_proxy_connect_module還需要重新install編譯一次~

（3）下載新模塊
GitHub上下載ngx_http_proxy_connect_module的zip壓縮包原始碼：
https://github.com/chobits/ngx_http_proxy_connect_module
在這里插入圖片描述

（4）解壓新模塊原始碼
將新模塊ngx_http_proxy_connect_module原始碼壓縮包上傳到服務器/usr/nginx目錄，并解壓并重命名

$ mkdir -p /usr/nginx
$ cd /usr/nginx
$ /usr/nginx
$ unzip ngx_http_proxy_connect_module-master.zip
$ mv ngx_http_proxy_connect_module-master ngx_http_proxy_connect_module

（5）添加新模塊到nginx
使用root用戶進入nginx的資源目錄/usr/nginx/nginx-1.9.2，給nginx添加新模塊ngx_http_proxy_connect_module和并重新編譯nginx

$ /usr/nginx/nginx-1.9.2
$ patch -p1 < /usr/nginx/ngx_http_proxy_connect_module/patch/proxy_connect.patch
$ ./configure --add-module=/usr/nginx/ngx_http_proxy_connect_module
$ make && make install

–說明：
這里nginx-1.9.2版本對應proxy_connect.patch補丁，其他版本相關補丁支持版本，詳情見GitHub~ https://github.com/chobits/ngx_http_proxy_connect_module

使用root用戶安裝和編譯新模塊完成后，如果你希望后續不使用root用戶運維，可以授權安裝目錄/usr/local/nginx給nginx用戶或者其他普通用戶~

chown -R nginx:nginx /usr/local/nginx
chown root:root /usr/local/nginx/sbin/nginx
chmod +s /usr/local/nginx/sbin/nginx

–說明：
二進制/usr/local/nginx/sbin/nginx檔案需要重新歸屬為root用戶，并且權限位添加s權限（權限位+s的二進制檔案屬于是管道檔案，也就是普通用戶也可執行該二進制檔案，執行后產生的行程屬于該檔案的權限所有者，這里檔案所有者是root）
在這里插入圖片描述

（6）修改nginx的配置
修改nginx的配置分別添加http和https的server，其他配置保持不變~

vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

這兩個server主要配置是對DNS決議和proxy_pass代理進行：

#正向代理轉發http請求
server {
    #指定DNS服務器IP地址 
    resolver 114.114.114.114;
    #監聽80埠，http默認埠80
    listen 80;
    #服務器IP或域名
    server_name  localhost;
	
    #正向代理轉發http請求
    location / {
        proxy_pass                 http://$host$request_uri;
        proxy_set_header           HOST $host;
        proxy_buffers              256 4k;
        proxy_max_temp_file_size   0k;
        proxy_connect_timeout      30;
        proxy_send_timeout         60;
        proxy_read_timeout         60;
        proxy_next_upstream error  timeout invalid_header http_502;
    }
}

#正向代理轉發https請求
server {
    #指定DNS服務器IP地址 
    resolver 114.114.114.114;
    #監聽443埠，https默認埠443
    listen 443;
	
    #正向代理轉發https請求
    proxy_connect;
    proxy_connect_allow            443 563;
    proxy_connect_connect_timeout  10s;
    proxy_connect_read_timeout     10s;
    proxy_connect_send_timeout     10s;
    location / {
        proxy_pass http://$host;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

– DNS說明：
（國內外）目前比較主流的DNS：
（國外）谷歌：8.8.8.8 developers.google.com
（國外）OpenDNS：208.67.222.222 signup.opendns.com
（國內）114：114.114.114.114 www.114dns.com
（國內）騰訊：119.29.29.29 www.dnspod.cn
（國內）阿里：223.5.5.5 alidns.com
（國內）百度：180.76.76.76 dudns.baidu.com

（7）檢查和重繪nginx配置

/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

1.3 客戶端訪問（驗證正向代理）

客戶端要代理訪問目標網站示例物件：
http://www.baidu.com 和https://www.baidu.com

（1）客戶端–Windows瀏覽器訪問
首先在本地電腦的IE瀏覽器設定代理服務器和埠：
IE->右上角 ->工具 ->Internet選項->連接->局域網（LAN）設定 ->配置代理IP和埠
在這里插入圖片描述
瀏覽器訪問
http://www.baidu.com/ 和https://www.baidu.com/

實時查看nginx日志

tail -f /usr/local/nginx/logs/access.log

通過實時查看nginx的訪問日志，可以看到Windows下設定代理IP和埠后，本地電腦訪問的所有網頁會通過代理服務器進行訪問網頁，實作了正向代理的功能，并且隱藏了用戶自己真實的IP~

（2）客戶端–Linux代理訪問
Linux下也可以驗證代理服務器是否能正常代理轉發http和https請求~

curl http://www.baidu.com/ -v -x 127.0.0.1:80
curl https://www.baidu.com/ -v -x 127.0.0.1:443

nginx正向代理轉發https成功：
在這里插入圖片描述

二、反向代理

2.1 什么是反向代理？

先來一張圖了解下~
在這里插入圖片描述
相比于正向代理，反向代理的定義如下：

反向代理，指的是瀏覽器/客戶端并不知道自己要訪問具體哪臺目標服務器，只知道去訪問代理服務器 ，代理服務器再通過反向代理 +負載均衡實作請求分發到應用服務器的一種代理服務，
反向代理服務的特點是代理服務器 代理的物件是應用服務器，也就是對于瀏覽器/客戶端 來說應用服務器是隱藏的，

2.2 nginx實作反向代理

（1）修改nginx配置
修改nginx配置vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf 在http模塊中配置如下：
在這里插入圖片描述
nginx反向代理都是結合負載均衡來實作的，這里先直接提供反向代理+負載均衡的配置，負載均衡后一章節介紹~

#反向代理+負載均衡
upstream reverseProxyServer{
    #負載均衡應用服務器A: 權重為10,10s內連接請求失敗2次,nginx在10s內認為server是不可用的，將不在發送請求給這臺服務器
    server 應用服務器A的IP:8080 weight=10 max_fails=2 fail_timeout=10s; 
    #負載均衡應用服務器B: 代理服務器權重為5,10s內連接請求失敗2次,nginx在10s內認為server是不可用的，將不在發送請求給這臺服務器
    server 應用服務器B的IP:8080 weight=5 fail_timeout=10s max_fails=2;
    #負載均衡應用服務器C: 代理服務器權重為5,10s內連接請求失敗2次,nginx在10s內認為server是不可用的，將不在發送請求給這臺服務器
    server 應用服務器C的IP:8080 weight=5 fail_timeout=10s max_fails=2;
}

server {
    #監聽80埠，http默認埠80
    listen 80;
    #服務器IP或域名
    server_name  localhost;
    #反向代理請求路徑中含有/appname的所有請求到upstream定義的對應反向代理模塊
    location /appname {
        proxy_pass http://reverseProxyServer;
    }
}

（2）檢查和重繪nginx配置

/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

（3）瀏覽器訪問
代理服務器部署了tomcat應用，訪問tomcat靜態頁面驗證一波~
http://代理服務器IP:8080/appname/ReverseProxy1.html
在這里插入圖片描述

三、負載均衡

3.1 什么是負載均衡？

再來看下前面介紹反向代理的這張圖~
在這里插入圖片描述
可以看到負載均衡（Load Balance）的主要作用是采用了負載均衡演算法將請求分發到集群模式中的應用服務器上，這樣即使某個后臺應用服務器掛了，其他應用服務器還可以正常接收請求，實作了高可用，并且集群模式模式下的應用服務器支持縱向擴展，可以應對業務快速增長帶來的高并發應用場景~

3.2 負載均衡演算法有哪些？

負載均衡演算法常用的有輪詢、權重和ip_hash演算法，默認是輪詢演算法~

（1）基于輪詢的演算法
原理是每一個請求按時間順序逐一被分發到不同的應用服務器，如果接收請求的應用服務器掛了，并且請求超過最大失敗次數max_fails（1次），則在失效時間fail_timeout（10秒）內不會再轉發請求到該節點~

upstream defaultReverseProxyServer{
    server 192.168.0.1:8080; 
    server 192.168.0.2:8080; 
}

（2）基于權重的演算法
原理是每一個請求按權重被分發到不同的應用服務器，同樣，如果接收請求的應用服務器掛了，并且請求超過最大失敗次數max_fails（默認1次或可設定N次），則在失效時間fail_timeout（默認10秒，可設定N秒）內，不會再轉發請求到該節點~

upstream weightReverseProxyServer{
    server 192.168.0.1:8080 weight=10 max_fails=2 fail_timeout=5s;
    server 192.168.0.2:8080 weight=5 max_fails=2 fail_timeout=5s;
}

（3）基于ip_hash的演算法
原理是每一個請求按用戶訪問IP的哈希結果分配，如果請求來自同一個用戶IP則固定這臺IP訪問一臺應用服務器，該演算法可以有效解決動態網頁中存在的session共享問題，

upstream ipHashReverseProxyServer{
    ip_hash;
    server 192.168.0.1:8080;
    server 192.168.0.2:8080;
}

一般使用的是基于權重的演算法，因為現在很多情況下都是集群部署，而且集群下的各個服務器資源大多都是不均勻的，資源高的則分配權重高一些，資源低的則分配權重低一些，這種情況使用基于權重的負載均衡演算法，可以更高效的利用資源和提高并發處理能力~

原創不易，覺得有用的小伙伴來個一鍵三連（點贊+收藏+評論）走起~
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