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深入了解Nginx：高性能的开源Web服务器与反向代理

@paopao 2024-06-25 06:01:02

简介深入了解Nginx：高性能的开源Web服务器与反向代理

一、Nginx是什么

Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，也可以作为负载均衡器和HTTP缓存服务器使用。它采用事件驱动、异步非阻塞的处理方式，能够处理大量并发连接和高流量负载，同时保持低内存消耗和高性能。在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好，能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达 50,000 个并发连接数。Nginx支持热部署，启动简单，可以做到7*24不间断运行，几个月都不需要重新启动。中国大陆使用nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。

二、Nginx的反向代理（扩展：正向代理）

首先，看一张关于正向代理和反向代理的图片

正向代理（Forward Proxy）和反向代理（Reverse Proxy）是网络代理服务器的两种常见类型，它们在网络通信中起到不同的作用。

正向代理（Forward Proxy）：正向代理是位于客户端和目标服务器之间的代理服务器。当客户端需要访问互联网上的资源时，它发送请求给正向代理服务器，然后由代理服务器代表客户端向目标服务器发送请求，并将响应返回给客户端。

主要特点和用途：

客户端感知不到代理服务器的存在，它只知道和代理服务器进行通信。
正向代理常用于加密和保护客户端的隐私，隐藏客户端的真实IP地址，以及访问被限制的资源。
举例：在企业网络中，如果员工需要访问互联网资源，但是企业设置了防火墙或代理服务器，那么员工可以通过正向代理来访问互联网，代理服务器会代表员工发起请求。

反向代理（Reverse Proxy）：反向代理是位于目标服务器和客户端之间的代理服务器。当客户端发送请求到反向代理服务器时，代理服务器会根据一定的规则和配置，将请求转发给后端的目标服务器，并将目标服务器返回的响应返回给客户端。

主要特点和用途：

客户端不知道真实的目标服务器，它只与反向代理服务器进行通信。
反向代理常用于负载均衡、缓存、SSL加密和安全性控制等。
举例：在Web应用部署中，反向代理服务器可以作为前端服务器，将客户端的请求转发给多个后端服务器，实现负载均衡和提高系统的性能和可用性。

三、Nginx的负载均衡

什么是负载均衡？

负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。
负载均衡（Load Balance）其意思就是分摊到多个操作单元上进行执行，例如Web服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。

简单来说就是：现有的请求使服务器压力太大无法承受，所有我们需要搭建一个服务器集群，去分担原先一个服务器所承受的压力，那现在我们有ABCD等等多台服务器，我们需要把请求分给这些服务器，但是服务器可能大小也有自己的不同，所以怎么分？如何分配更好？

Nginx给出来三种关于负载均衡的方式：

轮询法（默认方法）：
每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。
适合服务器配置相当，无状态且短平快的服务使用。也适用于图片服务器集群和纯静态页面服务器集群。

weight权重模式（加权轮询）：
指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的
情况。
这种方式比较灵活，当后端服务器性能存在差异的时候，通过配置权重，可以让服务器的性能得到充分发挥，有效利用资源。weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。权重越高，在被访问的概率越大

ip_hash：
上述方式存在一个问题就是说，在负载均衡系统中，假如用户在某台服务器上登录了，那么该用户第二次请求的时候，因为我们是负载均衡系统，每次请求都会重新定位到服务器集群中的某一个，那么已经登录某一个服务器的用户再重新定位到另一个服务器，其登录信息将会丢失，这样显然是不妥的。
我们可以采用ip_hash指令解决这个问题，如果客户已经访问了某个服务器，当用户再次访问时，会将该请求通过哈希算法，自动定位到该服务器。每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题。

四、Nginx的动静分离

Nginx的静态处理能力很强，但是动态处理能力不足，因此，在企业中常用动静分离技术。动静分离技术其实是采用代理的方式，在server{}段中加入带正则匹配的location来指定匹配项针对PHP的动静分离：静态页面交给Nginx处理，动态页面交给PHP-FPM模块或Apache处理。在Nginx的配置中，是通过location配置段配合正则匹配实现静态与动态页面的不同处理方式。目前，通过使用Nginx大大提高了网站的响应速度，优化了用户体验。