一、Nginx负载均衡实现原理

Nginx实现负载均衡是通过反向代理实现

Nginx服务器作为前端，Tomcat服务器作为后端，web页面请求由Nginx服务来进行转发。

但是不是把所有的web请求转发，而是将静态页面请求Nginx服务器自己来处理，动态页面请求，转发给后端的Tomcat服务器来处理。

Tomcat是属于轻量级的应用服务器，可接受访问量可能会不足，所以我们需要多台Tomcat服务器，然后通过Nginx配置权重来进行挑选Tomcat服务器去进行处理，负载均衡的一种策略。

1、反向代理原理

反向代理（ReverseProxy）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服务器。

通常的代理服务器，只用于代理内部网络对Internet的连接请求，客户机必须指定代理服务器,并将本来要直接发送到Web服务器上的http请求发送到代理服务器中。当一个代理服务器能够代理外部网络上的主机，访问内部网络时，这种代理服务的方式称为反向代理服务。

Nginx配置反向代理的主要参数

upstream 服务池名{}

配置后端服务器池，以提供响应数据

proxy_pass http://服务池名

配置将访问请求转发给后端服务器池的服务器处理

2、Nginx静态处理优势

Nginx处理静态页面的效率远高于Tomcat的处理能力

若Tomcat的请求量为1000次，则Nginx的请求量为6000次

Tomcat每秒的吞吐量为0.6M，Nginx的每秒吞吐量为3 .6M

Nginx处理静态资源的能力是Tomcat处理的6倍

3、Nginx动静分离原理

服务端接收来自客户端的请求中，既有静态资源也有动态资源，静态资源有Nginx提供服务，动态资源Nginx转发至后端。

二、Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离实验

以Nginx作为负载均衡器，Tomcat作为应用服务器

环境配置：

Nginx 服务器：192.168.109.11:80

Tomcat服务器1：192.168.109.12:80

Tomcat服务器2：192.168.109.13:8080 192.168.109.13:8081

1、部署nginx负载均衡器（192.168.109.11）

安装nginx使用shell脚本一键安装，详细安装步骤请看编译安装nginx（图文详解）

#!/bin/bash
#======编译安装nginx服务======
#安装所需开发包和编译环境、编译器
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make
#创建程序用户，便于准确控制访问
useradd -M -s /sbin/nologin nginx
#解压安装包
cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/
#指定安装路径、指定用户名、组名、启用模块以支持统计状态
cd nginx-1.12.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_stub_status_module --with-file-aio --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-http_ssl_module
#编译及安装
make && make install
#软链接便于系统识别nginx操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
#添加nginx系统服务
echo '[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecrStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target' > /lib/systemd/system/nginx.service
#赋权及开启服务、开启开机自启
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service

2、部署2台Tomcat服务器

#关闭防火墙
systemctl stop firewalld
setenforce 0
#切换至/opt，将安装 Tomcat 所需软件包传到/opt目录下
apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
jdk-8u201-linux-x64.rpm
#安装JDK
rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm 
#设置JDK环境变量
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH
#刷新配置文件
source /etc/profile
#切换至/opt下，解压tomcat包
cd /opt
tar -zxf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz
将解压后的包拷贝至/usr/local/下并重命名
cp -rp apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat
#添加用户设置属主属组
useradd -s /sbin/nologin tomcat
chown tomcat:tomcat /usr/local/tomcat -R
#重新加载服务，并开启，查看是否成功启动
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
lsof -i:8080
#########新建动态页面站点######
#切换至webapp下，新建test目录
cd /usr/local/tomcat/webapps/
mkdir test
#建立动态页面文件
echo "this is dong tai 1 " > test/index.jsp
cat test/index.jsp 
修改主配置文件
    vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml 
<Host name="localhost" appBase="webapps"
            unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false"
            xmlNamespaceAware="false">
                <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test"
                path="" reloadable="true" />
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
lsof -i:8080

3、动静分离配置

Tomcat Server1 配置

mkdir /usr/local/tomcat/webapps/lic
vim /usr/local/tomcat/webapps/lic/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test2 page</title>
</head>
<body>
<% out.println("动态页面:短发潇潇暮雨");%>
</body>
</html>
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
  <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/lic" path="" reloadable="true" />
</Host>
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

Tomcat Server2 配置

```powershell
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/lic
vim /usr/local/tomcat/webapps/lic/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test2 page</title>
</head>
<body>
<% out.println("动态页面:长襟落落秋风");%>
</body>
</html>
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">
  <Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/lic" path="" reloadable="true" />
</Host>
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

Nginx server 配置

#准备静态页面和静态图片
echo '<html><body><h1>这是默认目录静态页面</h1></body></html>' > /usr/local/nginx/html/index.html
mkdir /usr/local/nginx/html/kiki
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
......
http {
......
#gzip on;
upstream tomcat_server {
  server 192.168.184.20:8080 weight=1;
  server 192.168.184.30:8080 weight=1;
}
server {
  listen 80;
  server_name www.lic.com;
  charset utf-8;
  #access_log logs/host.access.log main;
#配置Nginx处理动态页面请求，将 .jsp文件请求转发到Tomcat 服务器处理
  location ~ .*.jsp$ {
    proxy_pass http://tomcat_server;  
    proxy_set_header HOST $host;    
   
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;            
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
  }
 
  #配置Nginx处理静态图片请求
  location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css)$ {
    root /usr/local/nginx/html/kiki;
    expires 10d;
  }
 
  location / {
    root html;
    index index.html index.htm;
  }
......

三、Nginx四层代理配置

./configure --with-stream
和http同等级：所以一般只在http上面一段设置，
stream {
    upstream appserver {
  server 192.168.58.10:8080 weight=1;
  server 192.168.58.19:8080 weight=1;
  server 192.168.58.35:8081 weight=1;
    }
    server {
        listen 8080;
        proxy_pass appserver;
    }
}
http {
......

四、总结

本篇主要描述了实验的具体步骤，nginx与tomcat组合在实际生产中经常用到，动静分离可以充分发挥nginx与tomcat的优势，负载均衡可以大大减少一个服务器的压力，减少高并发风险。

Nginx、Tomcat负载均衡、动静分离群集