Nginx高级应用--负载均衡、rewrite规则

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Nginx除了可以用作web服务器外，他还可以用来做高性能的反向代理服务器，它能提供稳定高效的负载均衡解决方案。nginx可以用轮询、IP哈希、URL哈希等方式调度后端服务器，同时也能提供健康检查功能。目前有众多公司均已经部署使用nginx实现基于七层的负载均衡功能。


一、 Nginx负载均衡

为了实现Nginx的反向代理以及负载均衡功能，应用中需要用到两个模块，HttpProxyModule和HttpUpstreamModule模块；其中HttpProxyModule模块的作用是将用户的数据请求转发到其他服务器上，HttpUpstreamModule模块是提供负载均衡技术。


Nginx目前提供的负载均衡算法：
ngx_http_upstream_round_robin，加权轮询，可均分请求，是默认算法，集成在框架中。
ngx_http_upstream_ip_hash_module，IP哈希，可保持会话。
ngx_http_upstream_least_conn_module，最少连接数，可均分连接。
ngx_http_upstream_hash_module，一致性哈希，可减少缓存数据的失效

负载均衡实现原理拓扑图（多层负载）


Nginx反向代理模块配置方法示例解析
示例：
location ~* \.(mp3|mp4)$ {        #匹配URL以MP3或者MP4结尾的请求
    proxy_pass http://localhost:8080        #转发到本机8080端口

}
location / {                                    #匹配任意URL
    proxy_pass http://localhost:8081  #转发到本机8081端口
        proxy_set_header    X-Forwarded-For    $remote_addr    #保留用户真实IP

}
location指令可以直接匹配字符串，也可以进行正则表达式匹配
~表示区分大小写，~*表示不区分大小写匹配，=表示精确匹配
proxy_pass指令可以根据location匹配的情况建立前后端的代理映射关系

X-Forwarded-For用于实现定义数据包头，记录用户真实IP

Nginx负载均衡模块配置方法示例解析
http {
upstream backend {
ip_hash；
server web1.test.com weight 1;
server web2.test.com weight 2;
server web3.test.com ;
}
server {
listen 80;
server_name web.test.com;
location / {
proxy_pass http://backend;
}}}
upstream定义后端服务器集合，backend是服务器组名
proxy-pass和fastcgi_pass将请求转发给一组服务器
ip_hash可以根据用户ip地址的hash值分配固定的后端服务器

二、 Nginx负载均衡案例

服务器名称	网路配置
nginx.test.com	eth0:122.126.152.183
	eth1:192.168.1.2
web1.test.com	eht0:192.168.1.3
web2.test.com	eth0:192.168.1.4
web3.test.com	eth0:192.168.1.5

3台web机器配置

在web1 web2 web3上安装httpd并配置网卡
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.3
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.2
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet

service network restart
yum install -y httpd
iptables -F
iptables -X
service iptables save
setenforce 0
sed -i s/enforcing/disabled/g /etc/sysconfig/selinux
echo "web1  192.168.1.3" > /var/www/html/index.html
service httpd restart
chkconfig httpd on
web2 web3机器上执行与web1相同步骤，注意修改部分参数

Nginx代理服务器设置
vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
DEVICE=eth0
BOOTPROTO=static
IPADDR=122.126.152.183
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=122.126.152.0
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet

vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1
DEVICE=eth1
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.2
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet

service network restart
iptables -F

iptables -X
service iptables save
setenforce 0
sed -i s/enforcing/disabled/g /etc/sysconfig/selinux

wget http://nginx.org/download/nginx-1.6.3.tar.gz
tar zxf nginx-1.6.3.tar.gz -C /usr/src/
yum install gcc pcre pcre-devel openssl openssl-devel gd gd-devel perl perl-ExtUtils-Embed
cd /usr/src/nginx-1.6.3/
./configure --prefix=/usr/local/nginx \
--with-ipv6 \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-http_addition_module \
--with-http_dav_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_perl_module \
--with-mail_ssl_module

make && make install
修改配置文件
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
user    nobody;

worker_processes    1;
error_log    logs/error.log    notice;
pid    logs/nginx.pid;

events    {
worker_connections    5024；
}

http    {
include    mime.types;
default_type    application/octet-stream;
log_format    main    '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

                                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" ';
sendfile    on;
tcp_nopush    on;
server_tokens    off;
keepalive_timeout    65;
keepalive_requests    100;
gzip    on;                                    #开启压缩
gzip_min_length    1000;                #小于1000B内容不压缩
gzip_buffers    16    32k;                #压缩缓存的个数和容量

gzip_types    text/plain    application/xml;        #指定压缩文件类型
gzip_comp_level    2；                    #压缩级别为2，数字越大压缩效果越好
client_body_buffer_size    128k；                        #允许客户端请求缓存大小
client_max_body_size    100m;                             #允许请求的最大文件容量
large-client_header_buffers    4    8k；                #
proxy_buffering    on;                                           #开启代理缓冲功能
proxy_buffer_size    8k;                                        #第一部分响应数据的缓存大小
proxy_buffers    8    128k;                                     #响应数据的缓存个数和容量
proxy_cache_path    /usr/local/nginx/cache    levels=1:2    keys_zone=one:100m    inactive=1d    max_size=2G;   
#设置缓存目录，levels设置缓存个数，keys_zone定义缓存名字和容量，inactive定义缓存存活时间，max_size定义硬盘的缓存容量

proxy_connect_timeout    60s;            #与后端服务器建立TCP连接握手超时时间


upstream servers {
#ip_hash；        iphash确保相同客户端ip使用相同的后端服务器，不适用就默认轮询
server    192.168.1.3:80    max_fails=3    fail_timeout=30s    weight=2;
server    192.168.1.4:80    max_fails=3    fail_timeout=30s    weight=2;
server    192.168.1.5:80    max_fails=3    fail_timeout=30s    weight=2;
}
server {
    listen    80;

    server_name    web.test.com;

    access_log    logs/host.access.log    main;

    location / {
proxy_pass http://servers;
proxy_cache one;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
    }

}}

配置完成执行
echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local
浏览器访问192.168.1.2 或者122.126.152.183 刷新将分别得到不同的web页面信息

三、Nginx rewrite规则
nginx的rewrite语法格式和apache非常相似，rewrite regex replacement [flag],其中flag可以被设置为last结束当前指令并重新搜索location匹配、break结束当前rewrite指令、redirect临时重定向302、permanent永久重定向301。

rewrite地址重写及return应用的语法解析：
##根据浏览器标识，访问资源重定向到指定文件目录,下面用IE浏览器示例
if ($http_user_agent ~ MSIE ) {
rewrite ^(.*)$ /msie/$1 break;
}
##将移动客户端的请求重定向到其他服务器
if    ($http_user_agent ~* '(iphone|ipod)' )  {
rewrite    ^.+    http://mobile.site.com$uri;
}
##用户使用POST方式请求数据时候，返回405
if ($request_method = POST ) {
return 405;
}
rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.mp3 last;
rewrite ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.ra last;
##访问admin时候重定向到admin目录
location /php_admin {
rewrite ^/php_admin/.*$ /admin permanent;
}