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网关中间件-Nginx(二)

2022-03-23 21:42 381 查看 https://www.cnblogs.com/yuxl01

网关中间件-Nginx(一)

第一部分我们主要介绍如下几点:

1.nginx的基本概念

2.nginx结合业务场景实现负载均衡

3.常见问题的举例

这一部分主要介绍Nginx中限流,缓存,动静分离,以及Nginx的集群搭建,如果涉及举例的话,依然使用上一部分的业务

一、限流

1.为什么要限流?

对于服务器来说,当有大量的高并发查询时,假设当负载均衡的2个实例处理能力达到极限的时候,导致系统可能宕机的风险,那么查询就无法完成,所以在有限资源的情况下。我们应如何保证系统不宕机?这时候我们就应该使用限流的方式来控制请求涌入服务器,保证可用性。

2.限流的方式

1.服务端和客户端限流

主要配置是使用Nginx中的

ngx_http_limit_conn_module
模块来完成

服务端限流

  • 使用
    服务端限流
    来控制当前的
    虚拟主机
    的访问量.

客户端限流

  • 使用
    客户端端限流
    来控制当前ip请求的客户端只能访问一次.
# 服务端限流,限制总流量,获取服务器虚拟主机的名字
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;
# 客户端限流 获取客户端的ip地址
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perserver:10m;
server {
listen       80;
server_name  localhost;
location / {
# 只能限制2个请求进入服务器
limit_conn perserver 2;
proxy_pass  http://HealthCode;
}
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}
}

2种方式的缺陷

  • 1.在使用服务端限流时,假设有10个客户端在访问,第一个客户端被人恶意访问,占用了全部的并发量,那其他正常的都无法访问,这肯定是不友好的。

  • 2.在使用客户端限流时,假设限制一个客户ip只能请求一次,但在某一时刻一共有百万个客户端请求并发,那服务同样也抵抗不住会宕机。

2.平滑限流

1.针对第一部分中服务端和客户端限流的策略产生的缺陷来说,我们可以选择

平滑限流
的策略,主要在配置文件中使用
ngx_http_limit_req_module
来完成, 他的实现原理基于
令牌桶算法
,也就是在处理请求时,会去查找是否存在对应的令牌,如果令牌没有了,那就会丢弃请求,例如设置速率是一秒钟1000个,那就是1毫秒生成 一个令牌,也就是说在1毫秒,只能拿到一个令牌,如果一毫秒内请求100个,但是只拿到一个令牌,那就会丢弃其他99个请求。

#zone=addr:10m 将请求数缓冲
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1000r/s;
server {
listen       80;
server_name  localhost;
location / {
limit_req zone=one;
proxy_pass  http://HealthCode;
}
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}
}

2.如果设置速率为10毫秒一个,也就是10毫秒生成一个Token,按照这种情况服务器10毫秒只能处理一个有效请求,其他的会丢弃,但是服务器实例的性能能在10毫秒内处理3个,那此时我们应该既要保证突发又要保证平滑,这时就需要添加一个新的配置

burst
设置突发请求,意思就是再10毫秒只能处理一个请求的基础上,再额外新增处理3个请求一秒钟一个,设置
nodelay
将不会获取token令牌,直接处理。

#zone=addr:10m 将请求数缓冲
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1000r/s;
server {
listen       80;
server_name  localhost;
location / {
#burst设置突发3 nodelay不延时
limit_req zone=one burst=3 nodelay;
proxy_pass  http://HealthCode;
}
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}
}

3.由于nginx是全局限流,他会把所有的请求全部

限流
,有的时候我们只想针对某一个业务做到限流,例如我在查询健康码时需要限流,但是我在注册个人信息时,不需要限流我们就应该对
location进行规则匹配
了,例如我只想限制查询限流,就可以配置对应的接口限流

#zone=addr:10m 将请求数缓冲
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1000r/s;
server {
listen       80;
server_name  localhost;
#所有
location / {
proxy_pass  http://HealthCode;
}
#设置api/HealthCode 路由进行限流
location = /api/HealthCode {
limit_req zone=one burst=3 nodelay;
proxy_pass  http://HealthCode;
}
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}
}

二、动静分离

主要在web项目中将动态资源和静态资源分开,如果网站并发量太大,动态资源把cpu、内存资源耗尽,导致静态资源无法访问,所以需要使用动静分离以提高网站可用性。

  • 静态资源:CSS js 图片 视频 文档等数据。
  • 动态资源:和数据库有交互的一些资源
1.同一虚拟主机动静分离

1.创建web网站,将静态资源拷贝到单独的文件夹中。 2.在nginx配置文件中单独添加一个虚拟主机节点8089,加入一个静态资源处理的location,和一个动态资源处理的location 3.将静态资源和动态资源location节点,分别指向,静态资源对应目录,动态组员对应启动端口和站点。

server {
listen       8089;
server_name  localhost;
#动态资源
location / {
proxy_pass   http://localhost:5007;
}

error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}
# ~代表优先匹配静态资源
location ~ \.(ico|js|css|png|jpg|mp4)$ {
root C:/wwwroot;
}
}
2.不同虚拟主机动静分离

1.创建web网站,将静态资源拷贝到单独的文件夹中。 2.在nginx配置文件中单独添加一个虚拟主机8089节点,加入一个location,专门用于处理动态资源。

server {
listen       8089;
server_name  localhost;
location / {
proxy_pass   http://localhost:5007;
}
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}
}

3.在nginx配置文件中单独添加一个虚拟主机8090节点,加入一个location,专门用于处理静态资源。

server {
listen       8090;
server_name  localhost;
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}

location ~ \.(ico|js|css|png|jpg|mp4)$ {
root C:/wwwroot;
}
}

4.创建虚拟主机节点8091,用于合并动态资源和静态资源节点

server {
listen       8091;
server_name  localhost;
error_page   500 502 503 504  /50x.html;
location = /50x.html {
root   html;
}

#映射动态资源虚拟主机
location / {
proxy_pass   http://localhost:8089;
}
#映射静态资源虚拟主机
location ~ \.(ico|js|css|png|jpg|mp4)$ {
proxy_pass   http://localhost:8090;
}
}

上面方法虽然虽然能实现动静分离,有3个虚拟主机,但是在某种意义上只是对这个概念的实现,并没有真正解决高并发场景下的问题,因为所有的处理依然还是在一台主机,共享内存、cpu,所以实际情况的最佳实践应该是有3台服务器用于放置不同的服务。

3.拆分配置文件

有时候我们项目大了,nginx配置文件的配置项和虚拟主机也多了,维护也不太容易,所以我们应该使用配置文件拆分,然后使用Include命令读取

1.新建一个拆分的conf命名 cache.conf;

server {
listen       8089;
server_name  localhost;
}

2.在nginx主配置文件中使用Include命令合并配置

include cache.conf;

三、nginx 代理缓存

Nginx缓存主要是用于减轻后端服务器的负载,提高网站并发量,提升用户体验度。

Nginx对客户已经访问过的内容在Nginx服务器本地建立副本,这样在一段时间内再次访问该数据,就不需要通过Nginx服务器再次向后端服务器发出请求,所以能够减少Nginx服务器与后端服务器之间的网络流量,减轻网络阻塞,同时还能减小数据传输延迟,提高用户访问速度。

存储形式

Nginx缓存是键值存储,URL是键,文件路径是值。键值存储的速度就是加快在文件系统中查找的速度。所以,存储的key是哈希过的值。

使用代理缓存需要知道的几点:

  1. 缓存文件放哪儿 ?
  2. 如何指定哪些请求被缓存 ?
  3. 缓存的有效期是多久 ?
  4. 对于某些请求,是否可以不走缓存 ?
1.配置代理缓存

1.首先需要在nginx目录中创建一个存储缓存的目录/cache/nginx/,然后配置缓存存储路径和缓存占用空间大小

proxy_cache_path ./cache/nginx/ levels=1:2 keys_zone=mycache:64m;

2.虚拟主机配置

location / {
proxy_cache mycache;
proxy_pass   http://localhost:5007;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_cache_methods GET HEAD;
proxy_cache_revalidate on;
proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid any 1m;
proxy_cache_min_uses 1;
proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504;

}
  • proxy_cache mycache; #引用mycache缓存空间;
  • proxy_set_header Host $host;#用于后端的real server区分不同的虚拟主机;
  • proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; #记录客户端真实ip地址,而不是代理服务器地址,需要后端web服务器开启日志相应功能接收;
  • proxy_cache_methods GET HEAD;#表示对客户端请求的GET 和 HEAD方法进行缓存;
  • proxy_cache_revalidate on;#本地缓存过期会检查后端服务器该缓存是否存在,避免后端重传占据带宽;
  • proxy_cache_valid 200 302 10m; proxy_cache_valid 404 1m; proxy_cache_valid any 1m; #针对于不同的响应码进行缓存不同的时间设定;
  • proxy_cache_min_uses 30;#某一个请求被响应30次才会被缓存,默认是1,可以将该值设置为大一些;
  • proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503 http_504; #指明哪种场景可以使用过期缓存,提升用户体验;
  • proxy_hide_header;#隐藏由proxy响应客户端时指定的首部;
  • proxy_buffer 4|8k #为了响应客户端更快,服务器端响应客户端可能分成多个ip报文响应,也可以整合在一起再一次响应;

存在的缺陷

此类代理缓存,例如数据库更新可能会存在一段时间的数据不同步,所以最好的方法就是使用redis或者ssdb存储nginx的缓存,使用数据异构工具将数据同步,然后nginx读取数据库中的缓存

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