LVS+Nginx高可用集群--基础篇

1.集群概述

单体部署：

可以将上面内容分别部署在不同的服务器上。
单体架构的优点：
小团队成型就可完成开发，测试，上线
迭代周期短，速度快
打包方便，运维简单

单体架构的挑战：单节点宕机造成所有服务的不可用(多节点)；耦合度太高(迭代，测试,部署)(分布式部署)；单节点并发能力有限(负载均衡)

集群：计算机”整体”构成整个系统；这个“群体”构成一个整体，不能独立存在；群体提升并发与可用性

集群的优势：提高系统性能；提高系统可用性；可扩展性高；

使用集群的注意点：
用户会话：会话要使用分布式会话，通过Redis缓存实现分布式会话。
定时任务：所有的计算机节点，上面所有的任务，在某个时刻，都会跑一遍；任务都是一模一样，会浪费计算机的资源。可以统一做定时任务的服务；或者使用mq的延时任务。
内网互通：必须保障。

2.什么是Nginx？常用的web服务器有哪些？

Nginx：高性能的http和反向代理web服务器，同时也提供IMAP/POP3/SMTP服务；主要功能是反向代理；通过配置文件实现负载均衡或者集群；静态资源的虚拟化

常见的服务器：

3.什么是反向代理？

正向代理：客户端请求目标服务器之间的一个代理服务器；
请求会先经过代理服务器，然后再转发请求到目标服务器，获得内容后最后响应给客户端。

反向代理：
用户请求目标服务器，由代理服务器决定访问哪个ip
教务处相当于方向代理。

正向代理和反向代理的区别：
位置不同
正向代理，架设在客户机和目标主机之间；
反向代理，架设在服务器端；

代理对象不同
正向代理，代理客户端，服务端不知道实际发起请求的客户端；
反向代理，代理服务端，客户端不知道实际提供服务的服务端；

用途不同
正向代理，为在防火墙内的局域网客户端提供访问Internet的途径；
反向代理，将防火墙后面的服务器提供给Internet访问；

安全性不同
正向代理允许客户端通过它访问任意网站并且隐藏客户端自身，因此必须采取安全措施以确保仅为授权的客户端提供服务；
反向代理都对外都是透明的，访问者并不知道自己访问的是哪一个代理。

备注：正向代理–HTTP代理为多个人提供翻墙服务；反向代理–百度外卖为多个商户提供平台给某个用户提供外卖服务。

4.Nginx安装与运行

(1)去官网http://nginx.org/下载对应的nginx包，推荐使用稳定版本
(2)上传nginx到linux系统
(3)安装依赖环境
安装gcc环境;

 yum install gcc-c++

安装PCRE库，用于解析正则表达式;

 yum install -y pcre pcre-devel

zlib压缩和解压缩依赖;

 yum install -y zlib zlib-devel

SSL 安全的加密的套接字协议层，用于HTTP安全传输，也就是https

yum install -y openssl openssl-devel

(4)解压，需要注意，解压后得到的是源码，源码需要编译后才能安装

tar -zxvf nginx-1.16.1.tar.gz

(5)编译之前，先创建nginx临时目录，如果不创建，在启动nginx的过程中会报错

mkdir /var/temp/nginx -p

(6)在nginx目录，输入如下命令进行配置，目的是为了创建makefile文件

./configure \n    --prefix=/usr/local/nginx \n    --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \n    --lock-path=/var/lock/nginx.lock \n    --error-log-path=/var/log/nginx/error.log \n    --http-log-path=/var/log/nginx/access.log \n    --with-http_gzip_static_module \n    --http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \n    --http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \n    --http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \n    --http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \n    --http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi

配置命令：

(7)make编译

make

(8)安装

make install

(9)进入sbin目录启动nginx

./nginx

停止：./nginx -s stop
重新加载：./nginx -s reload

(10)打开浏览器，访问虚拟机所处内网ip即可打开nginx默认页面，显示如下便表示安装成功：

注意事项:
如果在云服务器安装，需要开启默认的nginx端口：80
如果在虚拟机安装，需要关闭防火墙
本地win或mac需要关闭防火墙

5.Nginx显示默认首页过程解析

内网环境：使用内网ip
云服务器：使用外网ip

请求nginx默认页面:

Nginx主要配置：

 server {listen       80;server_name  localhost;location / {root   html;index  index.html index.htm;     }error_page   500 502 503 504  /50x.html;location = /50x.html {root   html;}
}

6.Nginx进程模型解析

ps -ef|grep nginx 查询nginx相关进程。

root      2856 32390  0 10:12 pts/1    00:00:00 grep --color=auto nginx
root     21121     1  0 08:29 ?        00:00:00 nginx: master process ./nginx
nobody   21122 21121  0 08:29 ?        00:00:00 nginx: worker process

Master进程：主进程。Master接收外界的一些信号，传递给对应的worker进程；监控worker
worker进程：工作进程，为master服务

master接收一些信号，然后传递给相应的worker进程;master还可以对发送的指令可以读取并验证核心配置文件的有效性：
具体实例：
[root@VM-0-9-centos conf]# …/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
Worker进程数量是可以配置的。
配置worker进程的过程：

nginx进程模型：

每个进程相互独立，多线程的话，虽然多线程的开销要小于进程，但是它们会公用一个内存，
线程之间是相互会有影响的，需要开发人员自己去维护内存管理。并且会增加一定的风险，导致我们出错。
多进程，相互之间是独立的，安全的。如果说一个worker异常退出了，其他的worker会正常运行。

7.Nginx处理web请求机制解析

Nginx本身是性能非常高，非常好的服务器。可以处理的并发数可以达到几十万或者几百万。
Worker抢占机制：use epoll.Linux epoll机制。
Master fork出多个worker进程(fork是底层机制。)
Accept_mutex:互斥锁，多个worker竞争，抢到了才能去处理cilent.

传统服务器事件处理：类似于BIO:

以上是同步阻塞。

Nginx事件处理：本身是异步非阻塞模型，一般有默认的并发数(1024).可以进行配置，根据你的硬件来配置
events {
#默认使用epoll
use epoll;
#每个worker允许连接的客户端最大连接数
worker_connections 1024;
}
使用epoll可以处理6-8万个请求，当worker获得cilent的请求后，对请求处理到阻塞的部分，worker就不会继续等待阻塞的请求，而是处理一些其他客户端的请求。这样worker就可以同时处理多个cilent请求，从而实现了高并发。

Nginx的性能为什么这么高？
1.worker的抢占机制。
2.异步非阻塞的通信模式，多路复用器。

8.nginx.conf配置结构与语法指令

配置里有指令和指令块。
指令：
#user nobody;
worker_processes 2;
指令块：
events {
#默认使用epoll
use epoll;
#每个worker允许连接的客户端最大连接数
worker_connections 1024;
}

9.同步与异步，阻塞与非阻塞

同步：关键字：轮询；异步：通知；
阻塞：关键字：一直等待；非阻塞：关键字：不用等
还可以根据客户端和服务器端分开处理。
同步时客户端就会阻塞。阻塞时，服务器端就会阻塞。
从客户端和服务器端的角度来理解，异步：服务器端会通知你后台正在处理，客户端可以处理其他请求。
对于阻塞以及非阻塞的理解，关键点在于，非阻塞时，服务器端可以继续处理请求，极大的节省系统资源。经济效益高

10.Nginx.conf核心配置文件

设置worker进程的用户，指的linux中的用户，会涉及到nginx操作目录或文件的一些权限，默认为nobody
user root;//涉及到操作系统用户的权限问题，nobody跟root用户操作文件的权限完全不同。

user root;

worker进程工作数设置，一般来说CPU有几个，就设置几个，或者设置为N-1也行

worker_processes 1;

nginx 日志级别debug | info | notice | warn | error | crit | alert | emerg，错误级别从左到右越来越大
#error_log logs/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;
通过不同的日志级别，输出不同的日志内容

此处配置的日志文件在：
–error-log-path=/var/log/nginx/error.log

设置nginx进程 pid
配置内容：
–pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid

pid        logs/nginx.pid;

设置工作模式

events {# 默认使用epolluse epoll;# 每个worker允许连接的客户端最大连接数worker_connections  10240;
}

http 是指令块，针对http网络传输的一些指令配置

http {
}

include 引入外部配置，提高可读性，避免单个配置文件过大

include       mime.types;

设定日志格式，main为定义的格式名称，如此 access_log 就可以直接使用这个变量了
–http-log-path=/var/log/nginx/access.log


sendfile使用高效文件传输，提升传输性能。启用后才能使用tcp_nopush，是指当数据表累积一定大小后才发送，提高了效率。

sendfile        on;
tcp_nopush      on;

keepalive_timeout设置客户端与服务端请求的超时时间，保证客户端多次请求的时候不会重复建立新的连接，节约资源损耗。

#keepalive_timeout  0;
keepalive_timeout  65;

gzip启用压缩，html/js/css压缩后传输会更快

gzip on;

server可以在http指令块中设置多个虚拟主机

listen 监听端口
server_name localhost、ip、域名
location 请求路由映射，匹配拦截
root 请求位置
index 首页设置

 server {listen       88;server_name  localhost;location / {root   html;index  index.html index.htm;}}

11.nginx常用命令解析

Nginx常用命令：
./nginx -t:查看配置文件是否正确
./nginx -s reload:重启nginx
./nginx 启动
./nginx -s stop 关闭
./nginx -s reload 重启
可以将配置的多台server 保存在xxx.conf文件中，然后通过include引入。

暴力关闭nginx：./nginx -s stop 强制关闭。
友好关闭：./nginx -s quit:会维持当前用户连接直到用户不再发送请求关闭连接。针对一些http请求。
检验：./nginx -t ：配置文件发生更改，检查配置文件是否有问题
查看相关版本号 ./nginx -v 展示具体的信息：./nginx -V 提供命令的帮助: ./nginx -h或者./nginx -? 指定特定的配置文件 ./nginx -c

12.nginx日志切割-手动

去特定目录下查看日志文件：
命令： cd /var/log/nginx
然后根据以前的配置查询所有相关的文件
命令：/usr/local/nginx/sbin/nginx -V
查询的是之前安装nginx所有相关的配置。
首先创建对应的文件：cut_my_log.sh
代码：

#!/bin/bash
LOG_PATH="/var/log/nginx/"
RECORD_TIME=$(date -d "yesterday" +%Y-%m-%d+%H:%M)
PID=/var/run/nginx/nginx.pid
mv ${LOG_PATH}/access.log ${LOG_PATH}/access.${RECORD_TIME}.log
mv ${LOG_PATH}/error.log ${LOG_PATH}/error.${RECORD_TIME}.log
#向Nginx主进程发送信号，用于重新打开日志文件
kill -USR1 `cat $PID`

新建文件添加权限。
chmod +x cut_my_log.sh
成功后，文件变成绿色。
测试日志切割后的结果:
./cut_my_log.sh

测试：
根据时间戳生成的log文件，每执行一次进行一次切割。

nginx日志切割-定时任务
安装定时任务：

yum install crontabs

crontab -e 编辑并且添加一行新的任务：

*/1 * * * * /usr/local/nginx/sbin/cut_my_log.sh

重启定时任务：

service crond restart

crontab -l：查询定时任务内容

常用定时任务命令：
service crond start //启动服务
service crond stop //关闭服务
service crond restart //重启服务
service crond reload //重新载入配置
crontab -e // 编辑任务
crontab -l // 查看任务列表

Systemctl stop crond.service:关闭定时任务
Systemctl status crond.service :查看定时任务的状态