Nginx+Tomcat反向代理負載均衡集群部署指南

Nginx是一種服務(wù)器軟件慨灭，也是一種高性能的http和反向代理服務(wù)器陆馁，同時還是一個代理郵件服務(wù)器岖免。也就是說腥寇，我們在Nginx上可以發(fā)布網(wǎng)站，可以實現(xiàn)負載均衡（提高應(yīng)答效率觅捆，避免服務(wù)器崩潰）赦役，還可以作為郵件服務(wù)器實現(xiàn)收發(fā)郵件等功能。而最常見的就是使用Nginx實現(xiàn)負載均衡栅炒。

Nginx與其他服務(wù)器的性能比較：

Tomcat服務(wù)器面向Java語言掂摔，是重量級的服務(wù)器，而Nginx是輕量級的服務(wù)器赢赊。Apache服務(wù)器穩(wěn)定乙漓、開源、跨平臺释移，但是Apache服務(wù)器不支持高并發(fā)叭披，Nginx能支持處理百萬級的TCP連接，10萬以上的并發(fā)連接玩讳，并且是一個很好的跨平臺服務(wù)器涩蜘。
Nginx主要優(yōu)點有可以實現(xiàn)高并發(fā)、部署簡單熏纯、內(nèi)存消耗少同诫、成本低等，主要缺點有rewrite功能不夠強大樟澜，模塊沒有Apache的多误窖。

本篇主要講解 Nginx + Tomcat 反向代理和負載均衡的部署叮盘，以通俗實用為主。本篇文章每個部分之間沒有太大關(guān)系霹俺，可根據(jù)需求分開學(xué)習(xí)柔吼。

下來看一下Nginx反向代理的過程：

Nginx負載均衡的過程（會自動選擇壓力較小的服務(wù)器進行訪問）：

可以看出，負載均衡是通過反向代理的原理實現(xiàn)的丙唧，所以也稱 反向代理的負載均衡 嚷堡。所以我們會部署負載均衡，那么反向代理也就會了艇棕。

總的來說蝌戒，負載均衡實現(xiàn)的方式分為軟件實現(xiàn)和硬件實現(xiàn)兩種，硬件實現(xiàn)運行的效率非常高沼琉，但是對應(yīng)的成本也非常高北苟。軟件實現(xiàn)運行效率不如硬件，但是成本相對來說低得多打瘪。而使用Nginx服務(wù)器實現(xiàn)負載均衡友鼻，那么就是通過軟件的方式來實現(xiàn)負載均衡，并且Nginx本身支持高并發(fā)等闺骚。故而使用Nginx服務(wù)器實現(xiàn)負載均衡彩扔，能大大節(jié)約企業(yè)的成本，并且由于Nginx是服務(wù)器軟件僻爽，其執(zhí)行效率也是非常高虫碉。本篇的目的也就是幫助大家使用Nginx實現(xiàn)負載均衡。

負載均衡的核心就是建立一個服務(wù)器集群胸梆，然后用戶首先訪問到第三方代理服務(wù)器（這里我們選用Nginx）敦捧，然后由代理服務(wù)器選擇一個集群中的服務(wù)器，然后將請求引入選定的服務(wù)器（這里我們選用Tomcat）碰镜。

如下圖兢卵，通過反向代理我們實現(xiàn)下面的負載均衡，這里我們 假定 四臺服務(wù)器公網(wǎng)的ip绪颖，一臺做代理服務(wù)器秽荤，三臺做負載均衡下的服務(wù)器：

好了，整體架構(gòu)已經(jīng)基本上清晰了柠横，下來我們來具體實現(xiàn)下：

提示：本篇我們基本上都是使用SSH進行相關(guān)操作的窃款，Windows下可以嘗試安裝PuTTY，Mac下直接使用系統(tǒng)自帶的終端工具即可滓鸠。

1.Linux下搭建Nginx服務(wù)器

我們在 192.168.2.20 這臺服務(wù)器上搭建Nginx服務(wù)器：

1）下載Nginx： http://nginx.org/

2）上傳服務(wù)器Nginx安裝包

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

3）安裝Nginx

$ ssh root@192.168.2.20                          //SSH連接 
# yum -y install gcc gcc-c++ autoconf automake   //gcc雁乡、gcc-c++的庫文件 
# yum install -y pcre pcre-devel                 //安裝Nginx依賴包 
# yum install -y zlib zlib-devel

注意：-y表示遇到判斷全部yes，autoconf表示自動配置糜俗，automake表示自動編譯。

# cd /usr/local 
# tar -zxvf nginx-1.10.2.tar.gz                 //解壓縮 
# cd nginx-1.10.2                               //切換到該目錄下 
# ./configure                                   //配置 
# make 
# make install                                  //安裝

檢驗是否完成安裝：

# cd /usr/local 
# ls                                            //如果存在nginx文件夾，則安裝成功

經(jīng)過上面的安裝步驟和目錄設(shè)置悠抹，nginx的啟動程序就是/usr/local/nginx/sbin/nginx珠月，默認配置文件是/usr/local/nginx/conf/nginx.conf，但是不建議直接編輯nginx.conf楔敌，一般我們都選擇新建配置文件啤挎，然后在新建的配置文件中修改端口、反向代理路徑等卵凑。

2.Nginx的啟動庆聘、停止、信號控制

1）啟動Nginx服務(wù)器（格式：Nginx可執(zhí)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服務(wù)器：

停止Nginx服務(wù)器首先要查詢Nginx的主進程號(master process)勺卢，假設(shè)此處查詢得到1060（方便下面演示使用）：

# ps -ef|grep nginx

下來看如何停止Nginx服務(wù)器伙判，停止Nginx有三種方式：

從容停止：

# ps -ef|grep nginx    //查看Nginx的主進程號(master process)，假設(shè)此處查詢得到1060 
# kill -quit 1060

快速停止：

# kill -term 1060

強制停止：

# pkill -9 nginx

3）重啟Nginx服務(wù)器：

當我們修改了Nginx配置文件黑忱，需要重啟才能生效宴抚。我們在重啟之前還需要驗證配置文件的正確性，然后進行重啟操作：

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -t -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf      //驗證 
# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload                                   //重啟

4）平滑升級Nginx服務(wù)器

平滑升級不會停掉在運行著的進程甫煞，這些進程會繼續(xù)處理請求菇曲，但不會再接受新請求，在這些老進程在處理完還在處理的請求后抚吠，停止常潮。此平滑升級的過程中，新開的進程會被處理楷力。這就是平滑升級蕊玷。

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -v             //查看當前版本

下面進行平滑升級：

# cd /usr/local 
# tar -zxvf nginx-1.11.6.tar.gz              //解壓縮 新版本Nginx 
# cd nginx-1.11.6                            //切換到該目錄下 
# ./configure                                //配置 
# make 
# cd /usr/local/nginx/sbin                   //打開 舊版本Nginx可執(zhí)行文件位置 
# cp nginx nginx.old                  //備份 舊版本Nginx可執(zhí)行文件，防止升級錯誤而無法恢復(fù) 
# cp -rfp /usr/local/nginx-1.11.6/objs/nginx /usr/local/nginx/sbin     //復(fù)制新版本可執(zhí)行文件到舊版本處 
# rm -f /usr/local/nginx-1.11.6.tar.gz       //善后工作 刪除壓縮文件 
# rm -rf /usr/local/nginx-1.11.6             //刪除文件夾

至此弥雹，Nginx服務(wù)器平滑升級成功垃帅。

3.Nginx中負載均衡的實現(xiàn)

我們還是先連接SSH，然后進行下面操作（一般不建議修改默認主配置文件nginx.conf剪勿，所以我們新建負載均衡配置文件fzjh.conf贸诚，保證服務(wù)器安全，如下）：

# cd /usr/local/nginx/conf 
# touch fzjh.conf 
# vi fzjh.conf    //用vi編輯器打開文件厕吉，然后按鍵盤的i

注意：vi編輯器中酱固，鍵盤按 i 進入 INSERT 狀態(tài)，按 Esc 退出 INSERT 狀態(tài)头朱。
然后輸入以下配置代碼（注釋部分按需開啟）：

#設(shè)置低權(quán)限用戶运悲，為了安全而設(shè)置的 
user nobody; 
 
 
#工作衍生進程數(shù) 
worker_processes 4; 
 
#設(shè)置錯誤文件存放路徑 
#error_log logs/error.log; 
#error_log logs/error.log notice; 
#error_log logs/error.log info; 

 
#設(shè)置pid存放路徑（pid是控制系統(tǒng)中重要文件） 
#pid logs/nginx.pid; 
 
 
#設(shè)置最大連接數(shù) 
events{ 
    worker_connections 1024; 
} 
 
 
http{ 
    
#主要是用于設(shè)置一組可以在proxy_pass和fastcgi_pass指令中使用額代理服務(wù)器，默認負載均衡方式為輪詢     
    upstream tomcat_client {     
        #設(shè)置同一個cookie的兩次/多次請求项钮，請求的是同一臺服務(wù)器 
        ip_hash; 
    
        #weight權(quán)重班眯，默認1希停，權(quán)重越大訪問概率越大，backup備用服務(wù)器署隘，服務(wù)器全部崩潰后啟動   
        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; 
    } 
     
    #開啟gzip壓縮宠能，開啟后，訪問網(wǎng)頁會自動壓縮     
    #gzip on; 
 
    #指定服務(wù)器的名稱和參數(shù)     
    server { 
        listen 80;   
        server_name  test.nginxtest.net; 
 
        #設(shè)置字符         
        #charset koi8-r; 
 
        #location / 指用根目錄做負載均衡         
        location / { 
            proxy_pass http://tomcat_client;   
            proxy_redirect default; 
            #設(shè)置代理 
            proxy_set_header Host $host;       
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; 
        } 
    } 
}

輸入完成后按下Esc磁餐，然后輸入：

:wq!

就可以保存并退出負載均衡的配置文件了违崇，下來我們加載我們的配置文件：

# /usr/local/nginx/sbin/nginx                                           //啟動Nginx 
# /usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/fzjh.conf        //加載配置文件

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

至此诊霹，Nginx服務(wù)器部署完畢羞延。下面我們開始部署負載均衡下的那三臺真實提供數(shù)據(jù)的服務(wù)器。

4.Linux下安裝jdk

我們在192.168.2.21脾还、192.168.2.22伴箩、192.168.2.23這三臺服務(wù)器安裝jdk，以192.168.2.21為例：

1）下載jdk http://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

2）上傳服務(wù)器jdk安裝包

$ scp ~/Downloads/jdk-8u112-linux-x64.tar.gz root@192.168.2.21:/usr/local

3）安裝jdk

$ ssh root@192.168.2.21                 //SSH連接 
# cd /usr/local 
# tar -zxvf jdk-8u112-linux-x64.tar.gz  //解壓縮 
# mv jdk1.8.0_112/ jdk                  //將jdk1.8.0_112重命名為jdk 
# vi /etc/profile                       //用vi編輯器打開文件荠呐，然后按鍵盤的i

下來我們移動光標至最后面赛蔫，兩個回車換行，然后添加下面代碼配置java的環(huán)境變量：

JAVA_HOME='/usr/local/jdk'
CLASS_PATH='$JAVA_HOME/lib:$JAVA_HOME/jre/lib'
PATH='.:$PATH:$JAVA_HOME/bin'
CATALINA_HOME='/usr/local/tomcat'
export JAVA_HOME CATALINA_HOME

輸入完成后按下Esc泥张，然后輸入：

:wq!

就可以保存并退出了呵恢。此時我們想讓其立即生效，則需要繼續(xù)輸入命令：

# source /etc/profile

此時profile文件就更新了媚创，此時環(huán)境變量就配置成功了渗钉。下面我們驗證一下jdk是否安裝配置成功：

# java -version

如果返回java版本號則安裝成功。

5.Linux下搭建Tomcat服務(wù)器

我們在192.168.2.21钞钙、192.168.2.22鳄橘、192.168.2.23這三臺服務(wù)器搭建Tomcat服務(wù)器，以192.168.2.21為例：

1）下載Tomcat http://tomcat.apache.org/

2）上傳服務(wù)器Tomcat安裝包

$ scp ~/Downloads/apache-tomcat-8.5.9.tar.gz root@192.168.2.21:/usr/local

3）安裝Tomcat

$ ssh root@192.168.2.21                 //SSH連接 
# cd /usr/local 
# tar -zxvf apache-tomcat-8.5.9.tar.gz  //解壓縮 
# mv apache-tomcat-8.5.9/ tomcat        //將apache-tomcat-8.5.9重命名為tomcat

4）設(shè)置Tomcat網(wǎng)頁文件目錄

Tomcat默認網(wǎng)頁文件的路徑是 /usr/local/tomcat/webapps/ROOT芒炼，但是一般我們不在這里存放瘫怜，我們在Linux根目錄新建 data/wwwroot 目錄：

# mkdir /data                         //新建目錄 
# mkdir /data/www 
# mkdir /data/www/ROOT 
# cd /usr/local/tomcat/conf 
# vi server.xml                       //用vi編輯器打開server.xml配置文件，打開后鍵盤按i

我們找到Host節(jié)點下的appBase=”webapps”本刽，修改為：

appBase='/data/www'

輸入完成后按下Esc鲸湃，然后輸入：

:wq!

就可以保存并退出配置文件了，然后重啟Tomcat即可生效子寓，此時Tomcat的網(wǎng)頁文件目錄就變成了 /data/www/ROOT 了暗挑。

配置Tomcat環(huán)境變量，我們在配置jdk的時候已經(jīng)配置好了斜友，可以回頭看一下炸裆。

6.Tomcat的啟動、停止

1）啟動Tomcat服務(wù)器

# /usr/local/tomcat/bin/startup.sh

2）停止Tomcat服務(wù)器：

# /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh

到此鲜屏，Nginx + Tomcat 負載均衡 集群 已經(jīng)部署完畢了烹看。不過有了服務(wù)器国拇，肯定也少不了數(shù)據(jù)庫，下面拓展一下Linux下安裝MySQL數(shù)據(jù)庫的方法听系。

7.Linux下安裝MySQL數(shù)據(jù)庫

我們重新找了 192.168.2.30 這臺服務(wù)器上MySQL數(shù)據(jù)庫：

1）下載MySQL數(shù)據(jù)庫 http://dev.mysql.com/downloads/mysql/

2）上傳MySQL數(shù)據(jù)庫安裝包

$ scp ~/Downloads/mysql-5.1.51.tar.gz root@192.168.2.30:/usr/local

3）安裝MySQL

$ ssh root@192.168.2.30                 //SSH連接 
# groupadd mysql                        //建立mysql的組 
# useradd mysql -g mysql                //增加用戶mysql到mysql的組中  
 
# yum list|grep ncurses 
# yum -y install ncurses-devel 
# yum install ncurses-devel  
 
# cd /usr/local 
# tar -zxvf mysql-5.1.51.tar.gz         //解壓縮 
# cd mysql-5.1.51 
 
# ./configure --prefix=/usr/local/mysql --with-mysqld-ldflags=-all-static --with-client-ldflags=-all-static --with-readline --with-sll  
//配置贝奇，設(shè)置安裝路徑虹菲，設(shè)置編譯mysql不帶共享庫靠胜，設(shè)置編譯client不帶共享庫，設(shè)置要以rmp的方式安裝tar包毕源，設(shè)置以rmp的方式安裝opensll  
 
# make 
# make install   //安裝浪漠，在make[4]的時候等待時間比較長，幾分鐘到十幾分鐘霎褐，都是正持吩福現(xiàn)象  
 
# /usr/local/mysql/bin/mysql_install_db --user       //對安裝好的MySQL進行初始化 
# cp ./support-files/mysql.server /etc/init.d/mysql  //將MySQL啟動服務(wù)復(fù)制到系統(tǒng)中并重命名為mysql 
# cp ./support-files/my-medium.cnf /etc/my.cnf       //復(fù)制規(guī)則文件 
# chmod 755 /etc/init.d/mysql                        //更改文件權(quán)限 
 
//文件權(quán)限由三個數(shù)字組成，第一位：文件擁有者的權(quán)限冻璃，第二位：文件擁有者同組的人的權(quán)限响谓，第三位：文件擁有者非同組人的權(quán)限 
//7：可讀可寫可執(zhí)行，5：可讀可執(zhí)行  
 
# cd /usr/local/mysql 
# chown -R mysql .                   //將 /usr/local/mysql 的擁有者更改為mysql 
# chgrp -R mysql .                   //將 /usr/local/mysql 歸到mysql組中  
 
# ps -ef|grep mysql 
# kill -9 3632                    //將mysql所有進程號依次殺死省艳，這里假定是3632 
# /usr/local/mysql/bin/mysql_install_db --user=mysql       //再次初始化 
# service mysql start                                      //啟動MySQL 
# /usr/local/mysql/bin/mysqladmin -u root pass<A class=keylink  target=_blank>word</A> '123456'  //設(shè)置MySQL密碼

到此MySQL就安裝成功了娘纷，下來我們測試一下：

# /usr/local/mysql/bin/mysql -u root -p

如果輸入密碼后可以登進MySQL，那么就測試成功跋炕。下面我們設(shè)置MySQL允許開啟遠程連接：

# /usr/local/mysql/bin/mysql -u root -p 
 
mysql> GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 'root'@'%' IDENTIFIED BY '123456' WITH GRANT OPTION; 
//創(chuàng)建用戶用于遠程連接（root：用戶名赖晶，%：所有電腦都可以連接，也可以設(shè)置某個ip地址運行連接辐烂，123456：密碼）  
 
mysql> flush privileges;            //立即生效

下面我們查詢一下數(shù)據(jù)庫的用戶：

mysql> SELECT DISTINCT CONCAT('User: ''',user,'''@''',host,''';') AS query FROM mysql.user; 
mysql> q                           //登出

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本篇文章到此結(jié)束胳嘲。