Nginx + Tomcat 反向代理 负载均衡 集群 部署指南

Nginx是一种服务器软件，也是一种高性能的http和反向代理服务器，同时还是一个代理邮件服务器。也就是说，我们在Nginx上可以发布网站，可以实现负载均衡（提高应答效率，避免服务器崩溃），还可以作为邮件服务器实现收发邮件等功能。而最常见的就是使用Nginx实现负载均衡。

Nginx与其他服务器的性能比较：

Tomcat服务器面向Java语言，是重量级的服务器，而Nginx是轻量级的服务器。Apache服务器稳定、开源、跨平台，但是Apache服务器不支持高并发，Nginx能支持处理百万级的TCP连接，10万以上的并发连接，并且是一个很好的跨平台服务器。

Nginx主要优点有可以实现高并发、部署简单、内存消耗少、成本低等，主要缺点有rewrite功能不够强大，模块没有Apache的多。

本篇主要讲解 Nginx + Tomcat 反向代理和负载均衡的部署，以通俗实用为主。本篇文章每个部分之间没有太大关系，可根据需求分开学习。

下来看一下Nginx反向代理的过程：



Nginx负载均衡的过程（会自动选择压力较小的服务器进行访问）：



可以看出，负载均衡是通过反向代理的原理实现的，所以也称 反向代理的负载均衡 。所以我们会部署负载均衡，那么反向代理也就会了。

总的来说，负载均衡实现的方式分为软件实现和硬件实现两种，硬件实现运行的效率非常高，但是对应的成本也非常高。软件实现运行效率不如硬件，但是成本相对来说低得多。而使用Nginx服务器实现负载均衡，那么就是通过软件的方式来实现负载均衡，并且Nginx本身支持高并发等。故而使用Nginx服务器实现负载均衡，能大大节约企业的成本，并且由于Nginx是服务器软件，其执行效率也是非常高。本篇的目的也就是帮助大家使用Nginx实现负载均衡。

负载均衡的核心就是建立一个服务器集群，然后用户首先访问到第三方代理服务器（这里我们选用Nginx），然后由代理服务器选择一个集群中的服务器，然后将请求引入选定的服务器（这里我们选用Tomcat）。

如下图，通过反向代理我们实现下面的负载均衡，这里我们 假定 四台服务器公网的ip，一台做代理服务器，三台做负载均衡下的服务器：



好了，整体架构已经基本上清晰了，下来我们来具体实现下：

提示：本篇我们基本上都是使用SSH进行相关操作的，Windows下可以尝试安装PuTTY，Mac下直接使用系统自带的终端工具即可。

1.Linux下搭建Nginx服务器

我们在 192.168.2.20 这台服务器上搭建Nginx服务器：

1）下载Nginx http://nginx.org/

2）上传服务器Nginx安装包

$ scp ~/Downloads/nginx-1.10.2.tar.gz root@192.168.2.20:/usr/local

3）安装Nginx

$ ssh root@192.168.2.20                          //SSH连接
# yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake   //gcc、gcc-c++的库文件
# yum install -y pcre pcre-devel                 //安装Nginx依赖包
# yum install -y zlib zlib-devel

注意：-y表示遇到判断全部yes，autoconf表示自动配置，automake表示自动编译。

# cd /usr/local
# tar -zxvf nginx-1.10.2.tar.gz                 //解压缩
# cd nginx-1.10.2                               //切换到该目录下
# ./configure                                   //配置
# make
# make install                                  //安装

检验是否完成安装：

# cd /usr/local
# ls                                            //如果存在nginx文件夹，则安装成功

经过上面的安装步骤和目录设置，nginx的启动程序就是/usr/local/nginx/sbin/nginx，默认配置文件是/usr/local/nginx/conf/nginx.conf，但是不建议直接编辑nginx.conf，一般我们都选择新建配置文件，然后在新建的配置文件中修改端口、反向代理路径等。

2.Nginx的启动、停止、信号控制

1）启动Nginx服务器（格式：Nginx可执行文件 -c Nginx配置文件）：

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

2）停止Nginx服务器：

停止Nginx服务器首先要查询Nginx的主进程号(master process)，假设此处查询得到1060（方便下面演示使用）：

# ps -ef|grep nginx

下来看如何停止Nginx服务器，停止Nginx有三种方式：

从容停止：

# ps -ef|grep nginx    //查看Nginx的主进程号(master process)，假设此处查询得到1060
# kill -quit 1060

快速停止：

# kill -term 1060

强制停止：

# pkill -9 nginx

3）重启Nginx服务器：

当我们修改了Nginx配置文件，需要重启才能生效。我们在重启之前还需要验证配置文件的正确性，然后进行重启操作：

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf      //验证
# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload                                   //重启

4）平滑升级Nginx服务器

平滑升级不会停掉在运行着的进程，这些进程会继续处理请求，但不会再接受新请求，在这些老进程在处理完还在处理的请求后，停止。此平滑升级的过程中，新开的进程会被处理。这就是平滑升级。

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -v             //查看当前版本

下面进行平滑升级：

# cd /usr/local
# tar -zxvf nginx-1.11.6.tar.gz              //解压缩 新版本Nginx
# cd nginx-1.11.6                            //切换到该目录下
# ./configure                                //配置
# make
# cd /usr/local/nginx/sbin                   //打开 旧版本Nginx可执行文件位置
# cp nginx nginx.old                  //备份 旧版本Nginx可执行文件，防止升级错误而无法恢复
# cp -rfp /usr/local/nginx-1.11.6/objs/nginx /usr/local/nginx/sbin     //复制新版本可执行文件到旧版本处
# rm -f /usr/local/nginx-1.11.6.tar.gz       //善后工作 删除压缩文件
# rm -rf /usr/local/nginx-1.11.6             //删除文件夹

至此，Nginx服务器平滑升级成功。

3.Nginx中负载均衡的实现

我们还是先连接SSH，然后进行下面操作（一般不建议修改默认主配置文件nginx.conf，所以我们新建负载均衡配置文件fzjh.conf，保证服务器安全，如下）：

# cd /usr/local/nginx/conf
# touch fzjh.conf
# vi fzjh.conf    //用vi编辑器打开文件，然后按键盘的i

注意：vi编辑器中，键盘按 i 进入 INSERT 状态，按 Esc 退出 INSERT 状态。

然后输入以下配置代码（注释部分按需开启）：

#设置低权限用户，为了安全而设置的
user nobody;

#工作衍生进程数
worker_processes 4;

#设置错误文件存放路径
#error_log logs/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;

#设置pid存放路径（pid是控制系统中重要文件）
#pid logs/nginx.pid;

#设置最大连接数
events{
worker_connections 1024;
}

http{
#主要是用于设置一组可以在proxy_pass和fastcgi_pass指令中使用额代理服务器，默认负载均衡方式为轮询
upstream tomcat_client {
#设置同一个cookie的两次/多次请求，请求的是同一台服务器
ip_hash;
#weight权重，默认1，权重越大访问概率越大，backup备用服务器，服务器全部崩溃后启动
server 192.168.2.21:8080 weight=5;
server 192.168.2.22:8080 weight=5;
server 192.168.2.23:8080 weight=5 backup;
}

#开启gzip压缩，开启后，访问网页会自动压缩
#gzip on;

#指定服务器的名称和参数
server {
listen 80;
server_name  test.nginxtest.net;

#设置字符
#charset koi8-r;

#location / 指用根目录做负载均衡
location / {
proxy_pass http://tomcat_client; proxy_redirect default;
#设置代理
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
}
}
}

输入完成后按下Esc，然后输入：

:wq!

就可以保存并退出负载均衡的配置文件了，下来我们加载我们的配置文件：

# /usr/local/nginx/sbin/nginx                                           //启动Nginx
# /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/fzjh.conf        //加载配置文件

如果存在端口占用，可以使用如下命令Kill掉Nginx的程序：

# killall -9 nginx

至此，Nginx服务器部署完毕。下面我们开始部署负载均衡下的那三台真实提供数据的服务器。