Linux架构中代理服务器配置与负载均衡
本期内容概要
- 代理
- 负载均衡
内容详细
1、代理
1.主要作用：
将流量平均分配
2.代理的方式
01 正向代理
外部想要访问服务器 先找代理 找到之后还需要找服务器
应用：VPN
02 反向代理
外部想要访问服务器 只需要找代理 不需要找服务器
应用：负载均衡
1.1、Nginx代理服务支持的协议
ngx_http_uwsgi_module : Python协议
ngx_http_fastcgi_module : PHP 协议
ngx_http_scgi_module : Java协议
ngx_http_v2_module : Golang协议
ngx_http_proxy_module : HTTP协议
1.2、Nginx代理实践
1.2.1、部署web01服务器
# 部署web01
[root@web01 ~]# cd /etc/nginx/conf.d
将所有 .conf 文件先打包
[root@web01 conf.d]# vim game5.conf
server {
listen 80;
server_name 192.168.15.7;
location / {
root /opt/Super_Marie;
index index.html;
}
}
[root@web01 ~]# systemctl restart nginx
浏览器访问 192.168.15.7
正常载入游戏就是正常部署web01
1.2.2、部署lb01服务器
# 部署Nginx(编译安装 不能yum安装 否则负载均衡可能无法使用)
1.下载Nginx源代码包
[root@lb01 ~]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.20.2.tar.gz
2.解压
[root@lb01 ~]# tar -xf nginx-1.20.2.tar.gz
3.进入源代码目录
[root@lb01 ~]# cd nginx-1.20.2
4.安装依赖包
[root@lb01 nginx-1.20.2]# yum install openssl openssl-devel zlib zlib-devel -y
5.设置编译参数
[root@lb01 nginx-1.20.2]# ./configure --with-http_gzip_static_module --with-stream --with-http_ssl_module
6.编译
[root@lb01 nginx-1.20.2]# make
7.安装
[root@lb01 nginx-1.20.2]# make install
8.优化
[root@lb01 nginx-1.20.2]# mkdir /etc/nginx
[root@lb01 nginx-1.20.2]# mv /usr/local/nginx/conf/* /etc/nginx/
[root@lb01 nginx-1.20.2]# mkdir /etc/nginx/conf.d
[root@lb01 nginx-1.20.2]# cd /etc/nginx/conf.d
[root@lb01 conf.d]# cd ..
[root@lb01 nginx]# >nginx.conf
[root@lb01 nginx]# vim nginx.conf
内容可以从web中复制
[root@web01 nginx]# cat /etc/nginx/nginx.conf
将所有内容写入
[root@lb01 nginx]# vim nginx.conf
但是 user nginx; 要改为 user www;
[root@lb01 nginx]# groupadd www -g 666
[root@lb01 nginx]# useradd www -u 666 -g 666 -M -r -s /sbin/nologin
[root@lb01 nginx]# vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service
写入内容可以从web中复制
[root@web01 nginx]# cat /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx - high performance web server
Documentation=http://nginx.org/en/docs/
After=network-online.target remote-fs.target nss-lookup.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/var/run/nginx.pid
ExecStart=/usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
ExecReload=/bin/sh -c "/bin/kill -s HUP $(/bin/cat /var/run/nginx.pid)"
ExecStop=/bin/sh -c "/bin/kill -s TERM $(/bin/cat /var/run/nginx.pid)"
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@lb01 nginx]# cd /usr/local/nginx/sbin
[root@lb01 sbin]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/sbin/
[root@lb01 sbin]# ln -s /etc/nginx/nginx.conf /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
[root@lb01 sbin]# mkdir /var/log/nginx
[root@lb01 sbin]# systemctl start nginx
[root@lb01 sbin]# nginx -t
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
# 部署反向代理
[root@lb01 sbin]# cd /etc/nginx/conf.d
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://172.16.1.7:80;
}
}
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
1.3、Nginx代理常用参数
1.3.1、添加发往后端服务器的请求头信息
Syntax: proxy_set_header field value;
Default: proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header Connection close;
Context: http, server, location
[root@lb01 conf.d]# cd /etc/nginx/conf.d
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
在location / {}内 写入以下内容：
# 用户请求的时候HOST的值是linux.proxy.com, 那么代理服务会像后端传递请求的还是linux.proxy.com
proxy_set_header Host $http_host;
# 将$remote_addr的值放进变量X-Real-IP中，$remote_addr的值为客户端的ip
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
# 客户端通过代理服务访问后端服务, 后端服务通过该变量会记录真实客户端地址
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
1.3.2、代理到后端的TCP连接、响应、返回等超时时间
#nginx代理与后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
Syntax: proxy_connect_timeout time;
Default: proxy_connect_timeout 60s;
Context: http, server, location
#nginx代理等待后端服务器的响应时间
Syntax: proxy_read_timeout time;
Default: proxy_read_timeout 60s;
Context: http, server, location
#后端服务器数据回传给nginx代理超时时间
Syntax: proxy_send_timeout time;
Default: proxy_send_timeout 60s;
Context: http, server, location
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
在location / {}内 写入以下内容：
proxy_connect_timeout 1s;
proxy_read_timeout 3s;
proxy_send_timeout 3s;
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
1.3.2、proxy_buffer代理缓冲区
#nignx会把后端返回的内容先放到缓冲区当中，然后再返回给客户端，边收边传, 不是全部接收完再传给客户端
Syntax: proxy_buffering on | off;
Default: proxy_buffering on;
Context: http, server, location
#设置nginx代理保存用户头信息的缓冲区大小
Syntax: proxy_buffer_size size;
Default: proxy_buffer_size 4k|8k;
Context: http, server, location
#proxy_buffers 缓冲区
Syntax: proxy_buffers number size;
Default: proxy_buffers 8 4k|8k;
Context: http, server, location
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
在location / {}内 写入以下内容：
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 8k;
proxy_buffers 8 8k;
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
1.3.3、配置代理优化文件
[root@lb01 conf.d]# vim /etc/nginx/proxy_params
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_connect_timeout 10s;
proxy_read_timeout 10s;
proxy_send_timeout 10s;
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 8k;
proxy_buffers 8 8k;
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
只保留并修改为以下内容即可：
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://172.16.1.7:80;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
2、负载均衡
# 为什么要用负载均衡？
反向代理 只会将外部请求转发给某一台服务器
负载均衡 可以实现将外部请求转发给多台服务器
2.1、负载均衡的架构
通过代理将流量按照一定的比例，转发到后端
2.2、负载均衡的实现
2.2.1、实现
'''将后端服务打包成一个IP连接池'''
1.反向代理
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://[连接池];
}
}
2.IP连接池
upstream [连接池名称] {
server [ip]:[port];
server [ip]:[port];
server [ip]:[port];
}
# 实现客户请求转发至三台web服务器
01 准备文件(注意在不同的服务器操作)
[root@web01 opt]# cd /opt
[root@web01 opt]# tar -czvf Super_Marie.tar.gz Super_Marie
[root@web01 opt]# scp Super_Marie.tar.gz 172.16.1.8:/opt/
[root@web01 opt]# scp Super_Marie.tar.gz 172.16.1.9:/opt/
[root@web02 opt]# tar -xf Super_Marie.tar.gz
[root@web03 opt]# tar -xf Super_Marie.tar.gz
没有安装nginx的 执行安装
[root@web02 opt]# yum install nginx -y
[root@web03 opt]# yum install nginx -y
在web01中
[root@web01 conf.d]# cd /etc/nginx/conf.d
[root@web01 conf.d]# scp game5.conf 172.16.1.8:/etc/nginx/conf.d/
[root@web01 conf.d]# scp game5.conf 172.16.1.9:/etc/nginx/conf.d/
在web02 和 web03中修改配置文件 保持一致
[root@web03 ~]# cd /etc/nginx
[root@web03 nginx]# vim nginx.conf
[root@web02 ~]# cd /etc/nginx
[root@web02 nginx]# vim nginx.conf
将 ：user nginx;
改为 ：user www;
[root@web02 nginx]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@web02 nginx]# systemctl restart nginx
[root@web03 nginx]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@web03 nginx]# systemctl restart nginx
02 测试
在浏览器分别输入
192.168.15.7 | 192.168.15.8 | 192.168.15.9
正常访问到游戏 则正常
如果有显示页面为 前期测试的考试系统页面 则执行：
systemctl disable --now httpd
systemctl restart nginx
到此 后端服务器三台都部署完成
03 编辑IP连接池
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
04 通过监控日志测试
[root@web01 conf.d]# tail -f /var/log/nginx/access.log
[root@web02 nginx]# tail -f /var/log/nginx/access.log
[root@web03 nginx]# tail -f /var/log/nginx/access.log
在浏览器访问 192.168.15.5
在三个web服务器都显示日志 则代表实现了负载均衡
'''
监控日志：
tail -f /var/log/nginx/access.log
'''
2.2.2、负载均衡的比例
# 1.轮询
默认情况下，Nginx负载均衡就是轮询状态
就是将客户请求循环发送至每一台服务器(类似于平均)
[root@web01 ~]# cd /opt/Super_Marie
[root@web02 ~]# cd /opt/Super_Marie
[root@web03 ~]# cd /opt/Super_Marie
[root@web01 Super_Marie]# echo web01 > web.html
[root@web02 Super_Marie]# echo web02 > web.html
[root@web03 Super_Marie]# echo web03 > web.html
保持配置文件中 存在以下内容
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
浏览器访问：192.168.15.5/web.html
循环显示 web01 web02 web03 就正常
# 2.权重
Nginx中的权重0-100，数字越大，权重越高
weight数字越大 代表负载均衡会更大比例的将客户请求转发到对应的服务器
保持配置文件中 存在以下内容
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 weight=9;
server 172.16.1.8:80 weight=5;
server 172.16.1.9:80 weight=1;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
浏览器访问：192.168.15.5/web.html
刷新十次 6次显示 web01
3次 显示 web02
1次 显示 web03
# 3.ip_hash
每一个IP固定访问某一个后端
当有一个IP访问一台服务器时 该IP无论刷新多少次 都只会访问该服务器 其他IP只能访问其他服务器
保持配置文件中 存在以下内容
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
ip_hash;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
浏览器访问：192.168.15.5/web.html
如果首次显示 web01
那么永远都是 web01
每一个IP固定访问某一个后端
2.3、负载均衡后端状态
| 状态 | 概述 |
|---|---|
| down | 当前的server暂时不参与负载均衡 |
| backup | 预留的备份服务器 |
| max_fails | 允许请求失败的次数 |
| fail_timeout | 经过max_fails失败后, 服务暂停时间 |
# 1.down状态
暂时不分配流量
保持配置文件中 存在以下内容
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 down;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
浏览器访问：192.168.15.5/web.html
永远都不会显示 web01 因为已经暂停流量转发给 web01了
# 2.backup状态
只有当(没有backup状态的)所有的机器全部宕机，才能启动
保持配置文件中 存在以下内容
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 backup;
server 172.16.1.8:80;
server 172.16.1.9:80;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
浏览器访问：192.168.15.5/web.html
在 web02 web03 正常启动时
永远都不会显示 web01
在其余所有服务器宕机时
此时客户请求就只会访问 web01
# 3.max_fails、fail_timeout(要连用)
要与 proxy_next_upstream：后端错误标识 连用
保持配置文件中 存在以下内容
[root@lb01 conf.d]# vim game.conf
upstream supermarie {
server 172.16.1.7:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.8:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.9:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
}
server {
listen 80;
server_name _;
location / {
proxy_pass http://supermarie;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_404;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
[root@lb01 conf.d]# 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
[root@lb01 conf.d]# systemctl restart nginx
浏览器访问：192.168.15.5/web.html
可以尝试重启 web01 | 置空 web.html
就只会显示 web02 web03
'''
proxy_next_upstream 可以跟的参数：
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;
error ： 与服务器建立连接，向其传递请求或读取响应头时发生错误;
timeout ： 在与服务器建立连接，向其传递请求或读取响应头时发生超时;
invalid_header ： 服务器返回空的或无效的响应;
http_500 ： 服务器返回代码为500的响应;
http_502 ： 服务器返回代码为502的响应;
http_503 ： 服务器返回代码为503的响应;
http_504 ： 服务器返回代码504的响应;
http_403 ： 服务器返回代码为403的响应;
http_404 ： 服务器返回代码为404的响应;
http_429 ： 服务器返回代码为429的响应（1.11.13）;
non_idempotent ： 通常，请求与 非幂等 方法（POST，LOCK，PATCH）不传递到请求是否已被发送到上游服务器（1.9.13）的下一个服务器; 启用此选项显式允许重试此类请求;
off ： 禁用将请求传递给下一个服务器。
'''
2.4、负载均衡部署BBS
2.4.1、部署后端服务
# 部署Python
1.创建用户
[root@web02 ~]# groupadd django -g 888
[root@web02 ~]# useradd django -u 888 -g 888 -r -M -s /bin/sh
[root@web03 ~]# groupadd django -g 888
[root@web03 ~]# useradd django -u 888 -g 888 -r -M -s /bin/sh
2.安装依赖软件
[root@web02 ~]# yum install python3 libxml* python-devel gcc* pcre-devel openssl-devel python3-devel -y
[root@web03 ~]# yum install python3 libxml* python-devel gcc* pcre-devel openssl-devel python3-devel -y
# 部署Django和uwsgi
3.安装Django和uwsgi
[root@web01 ~]# scp bbs.zip 172.16.1.8:/opt/
[root@web01 ~]# scp bbs.zip 172.16.1.9:/opt/
[root@web02 ~]# pip3 install django==1.11
[root@web02 ~]# pip3 install uwsgi
[root@web02 ~]# pip3 install pymysql
[root@web03 ~]# pip3 install django==1.11
[root@web03 ~]# pip3 install uwsgi
[root@web03 ~]# pip3 install pymysql
4.创建项目
[root@web02 ~]# cd /opt/
[root@web02 opt]# unzip bbs.zip
[root@web02 opt]# cd bbs
[root@web02 bbs]# vim bbs/settings.py
修改下面两处
ALLOWED_HOSTS = ['*']
DATABASES = {
'default': {
'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
'NAME': 'bbs',
'USER': 'root',
'PASSWORD': '123456',
'HOST': '172.16.1.61',
'PORT': 3306,
'CHARSET': 'utf8'
}
}
[root@web03 ~]# cd /opt/
[root@web03 opt]# unzip bbs.zip
[root@web03 opt]# cd bbs
[root@web03 bbs]# vim bbs/settings.py
修改下面两处
ALLOWED_HOSTS = ['*']
DATABASES = {
'default': {
'ENGINE': 'django.db.backends.mysql',
'NAME': 'bbs',
'USER': 'root',
'PASSWORD': '123456',
'HOST': '172.16.1.61',
'PORT': 3306,
'CHARSET': 'utf8'
}
}
# 启动测试
[root@web02 bbs]# python3 manage.py runserver 0.0.0.0:8000
[root@web03 bbs]# python3 manage.py runserver 0.0.0.0:8000
# 配置并启动
5.编辑项目配置文件
[root@web02 bbs]# vim /opt/bbs/myweb_uwsgi.ini
[root@web03 bbs]# vim /opt/bbs/myweb_uwsgi.ini
6.启动uwsgi
测试
[root@web02 bbs]# uwsgi --ini myweb_uwsgi.ini --uid 666
启动
[root@web02 bbs]# uwsgi -d --ini myweb_uwsgi.ini --uid 666
[uWSGI] getting INI configuration from myweb_uwsgi.ini
[root@web03 bbs]# uwsgi --ini myweb_uwsgi.ini --uid 666
启动
[root@web02 bbs]# uwsgi -d --ini myweb_uwsgi.ini --uid 666
[uWSGI] getting INI configuration from myweb_uwsgi.ini
-d : 以守护进程方式运行
--ini : 指定配置文件路径
--uid : 指定uid
7.编辑Nginx配置文件
[root@web01 conf.d]# vim /etc/nginx/conf.d/python.conf
[root@web02 bbs]# vim /etc/nginx/conf.d/python.conf
[root@web03 bbs]# vim /etc/nginx/conf.d/python.conf
写入以下内容：
server {
listen 80;
server_name py.test.com;
location / {
include uwsgi_params;
uwsgi_pass 127.0.0.1:8000;
uwsgi_read_timeout 2;
uwsgi_param UWSGI_SCRIPT bbs.wsgi;
uwsgi_param UWSGI_CHDIR /opt/bbs;
index index.html index.htm;
client_max_body_size 35m;
}
}
8.重启Nginx配置
[root@web01 conf.d]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@web01 conf.d]# systemctl restart nginx
[root@web02 conf.d]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@web02 conf.d]# systemctl restart nginx
[root@web03 conf.d]# nginx -t
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
[root@web03 conf.d]# systemctl restart nginx
2.4.2、部署负载均衡
[root@lb01 conf.d]# cd /etc/nginx/conf.d
[root@lb01 conf.d]# cp game.conf python.conf
[root@lb01 conf.d]# vim python.conf
upstream bbs {
server 172.16.1.7:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.8:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
server 172.16.1.9:80 max_fails=3 fail_timeout=3s;
}
server {
listen 80;
server_name py.test.com;
location / {
proxy_pass http://bbs;
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_404;
include /etc/nginx/proxy_params;
}
}
浏览器连接 py.test.com 如下图就正常了
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