Nginx+Tomcat实现负载均衡、动静分离的原理解析

一、Nginx 负载均衡实现原理

1、Nginx 实现负载均衡是通过反向代理实现

反向代理（Reverse Proxy）是指以代理服务器（例：Nginx）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（例：Tomcat），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（例：Nginx）对外就表现为一个反向代理服务器。
我们从客户端的视野来看，实际上客户端并不知道真实的服务提供者是哪台服务器，它只知道它请求了反向代理服务器。因此反向代理这种方式又对外隐藏了真实服务器的地址，从一定程度上降低了安全隐患。

2、Nginx 配置反向代理的主要参数 upstream 服务池名 {}

作用：配置后端服务器池，以提供响应数据

proxy_pass http:// 服务池名

作用：配置将访问请求转发给后端服务器池的服务器处理

二、Nginx 动静分离实现原理

1、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，静态资源由 Nginx 提供服务，动态资源由 Nginx 转发至后端。

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

三、Nginx + Tomcat 动静分离、负载均衡配置步骤环境准备

主机	操作系统	IP地址	所需软件
Nginx Server	CentOS7	192.168.109.7	nginx-1.12.0.tar.gz
Tomcat Server1	CentOS7	192.168.109.22	apache-tomcat-9.0.16.tar.gz、jdk-8u201-linux-x64.rpm
Tomcat Server2	CentOS7	192.168.109.23	apache-tomcat-9.0.16.tar.gz、jdk-8u201-linux-x64.rpm

1、部署 Nginx 负载均衡服务器

  #!/bin/bash  #脚本说明：编译安装nginx服务  #注意：使用前请将nginx-1.12.0.tar.gz放入/opt目录下    #关闭防火墙  systemctl stop firewalld  systemctl disable firewalld  setenforce 0    #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/    #编译安装nginx；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 /opt/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    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 restart nginx.service  systemctl enable nginx.service

2、部署两台 Tomcat 应用服务器

  #!/bin/bash  #安装Tomcat服务    #关闭防火墙  systemctl stop firewalld  systemctl disable firewalld  setenforce 0    #安装JDK  cd /opt  rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm    #设置JDK环境变量  echo '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' > /etc/profile.d/java.sh    source /etc/profile    #安装并启动Tomcat  cd /opt  tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz  mv apache-tomcat-9.0.16 /usr/local/tomcat  /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3、动静分离配置

请看tomcat

1）Tomcat1 server 配置

  mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test    #配置动态页面  vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp    <%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>  <html>  <head>  <title>JSP test1 page</title>  </head>  <body>  <% out.println("动态页面 1:www.test1.com");%>  </body>  </html>

  #修改配置文件  vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml  <Host name="192" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">  	<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true" />  </Host>    /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh  /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

2）Tomcat2 server 配置

  mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test    vim /usr/local/tomcat/webapps/test/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 1:www.test2.com");%>  </body>  </html>

  #修改配置文件  vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml  <Host name="192" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false">  	<Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true" />  </Host>    /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh  /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

3）Nginx server 配置

  #准备静态页面和静态图片  echo '<html><body><h1>this is static</h1></body></html>' > /usr/local/nginx/html/index.html  mkdir /usr/local/nginx/html/long  cd /usr/local/nginx/html/long

  vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf  ......  http {  ......  #gzip on;    upstream tomcat_server {    server 192.168.109.22:8080 weight=1;    server 192.168.109.23:8080 weight=1;  }    server {  	listen 80;  	server_name www.long.com;      #charset koi8-r;    	#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/img/;  		expires 10d;  	}      location / {        root html;        index index.html index.htm;      }      systemctl restart nginx.service