Nginx新手指南，动静分离、黑白名单、跨域...

引言

早期的业务都是基于单体节点部署，由于前期访问流量不大，因此单体结构也可满足需求，但随着业务增长，流量也越来越大，那么最终单台服务器受到的访问压力也会逐步增高。时间一长，单台服务器性能无法跟上业务增长，就会造成线上频繁宕机的现象发生，最终导致系统瘫痪无法继续处理用户的请求。

从上面的描述中，主要存在两个问题：①单体结构的部署方式无法承载日益增长的业务流量。②当后端节点宕机后，整个系统会陷入瘫痪，导致整个项目不可用。

因此在这种背景下，引入负载均衡技术可带来的收益：

「系统的高可用：」 当某个节点宕机后可以迅速将流量转移至其他节点。
「系统的高性能：」 多台服务器共同对外提供服务，为整个系统提供了更高规模的吞吐。
「系统的拓展性：」 当业务再次出现增长或萎靡时，可再加入/减少节点，灵活伸缩。

OK~，既然引入负载均衡技术可给我们带来如此巨大的好处，那么又有那些方案可供选择呢？主要有两种负载方案，「「硬件层面与软件层面」」 ，比较常用的硬件负载器有A10、F5等，但这些机器动辄大几万乃至几十万的成本，因此一般大型企业会采用该方案，如银行、国企、央企等。而成本有限，但依旧想做负载均衡的项目，那么可在软件层面实现，如典型的Nginx等，软件层的负载也是本文的重点，毕竟Boss们的准则之一就是：「「能靠技术实现的就尽量不花钱。」」

一、性能怪兽-Nginx概念深入浅出

Nginx是目前负载均衡技术中的主流方案，几乎绝大部分项目都会使用它，Nginx是一个轻量级的高性能HTTP反向代理服务器，同时它也是一个通用类型的代理服务器，支持绝大部分协议，如TCP、UDP、SMTP、HTTPS等。

Nginx与Redis相同，都是基于多路复用模型构建出的产物，因此它与Redis同样具备 「「资源占用少、并发支持高」」 的特点，在理论上单节点的Nginx同时支持5W并发连接，而实际生产环境中，硬件基础到位再结合简单调优后确实能达到该数值。

先来看看Nginx引入前后，客户端请求处理流程的对比：

原本客户端是直接请求目标服务器，由目标服务器直接完成请求处理工作，但加入Nginx后，所有的请求会先经过Nginx，再由其进行分发到具体的服务器处理，处理完成后再返回Nginx，最后由Nginx将最终的响应结果返回给客户端。

了解了Nginx的基本概念后，再来快速搭建一下环境，以及了解一些Nginx的高级特性，如动静分离、资源压缩、缓存配置、IP黑名单、高可用保障等。

二、Nginx环境搭建

❶首先创建Nginx的目录并进入：

[root@localhost]# mkdir /soft && mkdir /soft/nginx/  
[root@localhost]# cd /soft/nginx/

❷下载Nginx的安装包，可以通过FTP工具上传离线环境包，也可通过wget命令在线获取安装包：

[root@localhost]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.21.6.tar.gz

没有wget命令的可通过yum命令安装：

[root@localhost]# yum -y install wget

❸解压Nginx的压缩包：

[root@localhost]# tar -xvzf nginx-1.21.6.tar.gz

❹下载并安装Nginx所需的依赖库和包：

[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ gcc-c++  
[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ pcre pcre-devel4  
[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ zlib zlib-devel  
[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ openssl openssl-devel

也可以通过yum命令一键下载（推荐上面哪种方式）：

[root@localhost]# yum -y install gcc zlib zlib-devel pcre-devel openssl openssl-devel

执行完成后，然后ls查看目录文件，会看一大堆依赖：

紧接着通过rpm命令依次将依赖包一个个构建，或者通过如下指令一键安装所有依赖包：

[root@localhost]# rpm -ivh --nodeps *.rpm

❺进入解压后的nginx目录，然后执行Nginx的配置脚本，为后续的安装提前配置好环境，默认位于/usr/local/nginx/目录下（可自定义目录）：

[root@localhost]# cd nginx-1.21.6  
[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/nginx/

❻编译并安装Nginx：

[root@localhost]# make && make install

❼最后回到前面的/soft/nginx/目录，输入ls即可看见安装nginx完成后生成的文件。

❽修改安装后生成的conf目录下的nginx.conf配置文件：

[root@localhost]# vi conf/nginx.conf  
    修改端口号：listen    80;  
 修改IP地址：server_name  你当前机器的本地IP(线上配置域名);

❾制定配置文件并启动Nginx：

[root@localhost]# sbin/nginx -c conf/nginx.conf  
[root@localhost]# ps aux | grep nginx

Nginx其他操作命令：

sbin/nginx -t -c conf/nginx.conf # 检测配置文件是否正常  
sbin/nginx -s reload -c conf/nginx.conf # 修改配置后平滑重启  
sbin/nginx -s quit # 优雅关闭Nginx，会在执行完当前的任务后再退出  
sbin/nginx -s stop # 强制终止Nginx，不管当前是否有任务在执行

❿开放80端口，并更新防火墙：

[root@localhost]# firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent  
[root@localhost]# firewall-cmd --reload  
[root@localhost]# firewall-cmd --zone=public --list-ports

⓫在Windows/Mac的浏览器中，直接输入刚刚配置的IP地址访问Nginx：

最终看到如上的Nginx欢迎界面，代表Nginx安装完成。

三、Nginx反向代理-负载均衡

首先通过SpringBoot+Freemarker快速搭建一个WEB项目：springboot-web-nginx，然后在该项目中，创建一个IndexNginxController.java文件，逻辑如下：

@Controller  
public class IndexNginxController {  
    @Value("${server.port}")  
    private String port;  
  
    @RequestMapping("/")  
    public ModelAndView index(){  
        ModelAndView model = new ModelAndView();  
        model.addObject("port", port);  
        model.setViewName("index");  
        return model;  
    }  
}

在该Controller类中，存在一个成员变量：port，它的值即是从application.properties配置文件中获取server.port值。当出现访问/资源的请求时，跳转前端index页面，并将该值携带返回。

前端的index.ftl文件代码如下：

<html>  
    <head>  
        <title>Nginx演示页面</title>  
        <link href="nginx_style.css" rel="stylesheet" type="text/css"/>  
    </head>  
    <body>  
        <div style="border: 2px solid red;margin: auto;width: 800px;text-align: center">  
            <div  id="nginx_title">  
                <h1>欢迎来到熊猫高级会所，我是竹子${port}号！</h1>  
            </div>  
        </div>  
    </body>  
</html>

从上可以看出其逻辑并不复杂，仅是从响应中获取了port输出。

OK~，前提工作准备就绪后，再简单修改一下nginx.conf的配置即可：

upstream nginx_boot{  
   # 30s内检查心跳发送两次包，未回复就代表该机器宕机，请求分发权重比为1:2  
   server 192.168.0.000:8080 weight=100 max_fails=2 fail_timeout=30s;   
   server 192.168.0.000:8090 weight=200 max_fails=2 fail_timeout=30s;  
   # 这里的IP请配置成你WEB服务所在的机器IP  
}  
  
server {  
    location / {  
        root   html;  
        # 配置一下index的地址，最后加上index.ftl。
        index  index.html index.htm index.jsp index.ftl;  
        proxy_set_header Host $host;  
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;  
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
        # 请求交给名为nginx_boot的upstream上  
        proxy_pass http://nginx_boot;  
    }  
}

“
至此，所有的前提工作准备就绪，紧接着再启动Nginx，然后再启动两个web服务，第一个WEB服务启动时，在application.properties配置文件中，将端口号改为8080，第二个WEB服务启动时，将其端口号改为8090。

因为配置了请求分发的权重，8080、8090的权重比为2:1，因此请求会根据权重比均摊到每台机器，也就是8080一次、8090两次、8080一次......

Nginx请求分发原理

客户端发出的请求192.168.12.129最终会转变为：http://192.168.12.129:80/，然后再向目标IP发起请求，流程如下：

由于Nginx监听了192.168.12.129的80端口，所以最终该请求会找到Nginx进程；
Nginx首先会根据配置的location规则进行匹配，根据客户端的请求路径/，会定位到location /{}规则；
然后根据该location中配置的proxy_pass会再找到名为nginx_boot的upstream；
最后根据upstream中的配置信息，将请求转发到运行WEB服务的机器处理，由于配置了多个WEB服务，且配置了权重值，因此Nginx会依次根据权重比分发请求。