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Nginx实现负载均衡与Nginx缓存功能

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共计 22258 个字符,预计需要花费 56 分钟才能阅读完成。

一、Nginx 是什么

Nginx (engine x) 是一个 高性能的 HTTP 和反向代理服务器 ,也是一个 IMAP/POP3/SMTP 服务器。Nginx 是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru 站点(俄文Рамблер)开发的,第一个公开版本 0.1.0 发布于 2004 年 10 月 4 日。
其将源代码以类 BSD 许可证的形式发布,因它的 稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗 而闻名。2011 年 6 月 1 日,nginx 1.0.4 发布。
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。其特点是 占有内存少,并发能力强,事实上 nginx 的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好,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。
目前淘宝在 nginx 做了二次开发:tengine(见下文)。

二、Nginx 实现反向代理

2.1 正向代理和反向代理

正向代理 :是一个位于客户端和目标服务器之间的服务器,为了从目标服务器取得内容,客户端向代理发送一个请求并指定目标(目标服务器),然后代理向目标服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。
简单来说:
我是一个用户,我访问不了某网站,但是我能访问一个代理服务器;
这个代理服务器呢,他能访问那个我不能访问的网站;
于是我先连上代理服务器,告诉他我需要那个无法访问网站的内容;
代理服务器去取回来,然后返回给我;
从网站的角度,只在代理服务器来取内容的时候有一次记录;
有时候并不知道是用户的请求,也隐藏了用户的资料,这取决于代理告不告诉网站。
反向代理 :对于客户端而言它就像是目标服务器,并且客户端不需要进行任何特别的设置。客户端向反向代理的命名空间(name-space) 中的内容发送普通请求,接着反向代理将判断向何处 (目标服务器) 转交请求,并将获得的内容返回给客户端,就像这些内容原本就是它自己的一样。
简单来说,
用户访问 http://ooxx.me/readme;
但 ooxx.me 上并不存在 readme 页面;
他是偷偷从另外一台服务器上取回来, 然后作为自己的内容吐给用户;
但用户并不知情┐(゚~゚)┌
这里所提到的 ooxx.me 这个域名对应的服务器就设置了 反向代理 功能;
正向代理和反向代理的区别:
(1)从 用途 上来讲:
正向代理的典型用途是 为在防火墙内的局域网客户端提供访问 Internet 的途径 。正向代理还可以使用缓冲特性减少网络使用率。反向代理的典型用途是 将防火墙后面的服务器提供给 Internet 用户访问 。反向代理还可以为后端的多台服务器提供 负载平衡 ,或为后端较慢的服务器提供 缓冲 服务。
另外,反向代理还可以启用高级 URL 策略和管理技术,从而使处于不同 web 服务器系统的 web 页面同时存在于同一个 URL 空间下。
(2)从 安全性 来讲:
正向代理允许客户端通过它访问任意网站并且隐藏客户端自身,因此你必须采取安全措施以确保仅为经过授权的客户端提供服务。
反向代理对外都是 透明 的,访问者并不知道自己访问的是一个代理。

2.2 nginx 实现反向代理

nigix 代理是基于 ngx_http_proxy 模块实现的。该模块有很多配置选项,如:

proxy_pass

指定将请求代理至 server 的 URL 路径。

proxy_set_header

将发送至 server 的报文的某首部进行重写。

proxy_send_timeout

在连接断开之前两次发送到 server 的最大间隔时长;过了这么长时间后端还是没有收到数据,连接会被关闭。

proxy_read_timeout

是从后端读取数据的超时时间,两次读取操作的时间间隔如果大于这个值,和后端的连接会被关闭。

proxy_connect_timeout

是和后端建立连接的超时时间。
接下来,我们就来仔细说说重点的配置选项:

2.2.1 proxy_pass配置

1)替换 uri
常用于页面很固定的时候。比如双十一的大促主页面。
语法如下:

location /uri {proxy_pass http://ip:port/newuri/;        //location 的 /uri将被替换为 /newuri
}

举例如下:

location /mobi {proxy_pass http://172.17.251.66/mobile/;        // 将 /mobi 的请求跳转到新服务器上 /mobile 目录下
} 

在这里,我们需要注意的是,http://ip:port/newuri;,这个地方最后面加不加 / 意义是不同的。
如上文,我们就加上了/,则意味着全部替换。
如果我们不加/,则是将新路径当做其上级目录,访问的是新路径下的原路径。举例如下:

location /mobi {proxy_pass http://172.17.251.66/mobile;        // 将 /mobi 的请求跳转到新服务器上 /mobile/mobi 目录下
} 

2)转换 url
相当于分流,基于 url 来分流,把一类的请求发送到一个机器(一个集群)中,具体操作看机器的设置。
如果 location 的 URI 是通过模式匹配定义的,其 URI 将直接被传递,而不能为其指定转换的另一个 URI。
举例如下:

location ~ ^/mobile {proxy_pass http://172.17.251.66;
}

这段代码的意思是,只要有 /mobile 的网址,会直接转到 http://172.17.251.66/mobile 下。

3)URL 重定向
也就是整个 url 的重定向。比如两个网站合并或者更换域名时,原先的域名已经不用了,但是有些页面还在访问,就可以通过这种方法来整个重定向,重定向到新的域名中。
如果在 location 中使用的 URL 重定向,那么 nginx 将使用重定向后的 URI 处理请求,而不再考虑之前定义的 URI。

location /youxi{rewrite ^(.*)$ /mobile/$1 break;
    proxy_pass http://172.17.251.66;
}

这段代码的意思就是,只要你访问的是带 /youxi 的页面,就会自动重定向到 http://172.16.100.1/mobile/$1 上。$1指的是 ^(.*)$ 中括号内的部分。这样就实现了整个 url 的重定向。
在这里,我们也来详细说说 ngx_http_rewrite_module 模块,这是一个非常好用的模块。

2.2.1.1ngx_http_rewrite_module模块

1)rewrite 用法
将用户请求的 URI 基于 regex 所描述的模式进行检查,匹配到时将其替换为 replacement 指定的新的 URI。
其语法是:

  rewrite regex replacement [flag]

注意:如果在同一级配置块中存在多个 rewrite 规则,那么会自下而下逐个检查;被某条件规则替换完成后,会重新一轮的替换检查。
隐含有循环机制, 但不超过 10 次;如果超过,提示 500 响应码,[flag]所表示的标志位用于控制此循环机制。
如果 replacement 是以 http:// 或 https:// 开头,则替换结果会直接以重向返回给客户端。
下面我们来说一说 flag 的具体选项:
[flag]

last:重写完成后停止对当前 URI 在当前 location 中后续的其它重写操作,而后对新的 URI 启动 新一轮(从第一个开始)重写检查;提前重启新一轮循环。
break:重写完成后 停止 对当前 URI 在当前 location 中后续的其它重写操作,而后 直接跳转 至重写规则配置块之后的其它配置;结束循环 ,建议在 location 中使用。
redirect 临时重定向 ,重写完成后以临时重定向方式直接返回重写后生成的新 URI 给客户端,由客户端重新发起请求; 不能以 http:// 或 https:// 开头 ,使用相对路径,状态码:302。
permanent:重写完成后以 永久重定向 方式直接返回重写后生成的新 URI 给客户端,由客户端重新发起请求,状态码:301。

由下图我们可以更清楚的看出跳转到的位置:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能

2)return 用法
return 的用法语法如下:

  return code [text];
  return code URL;
  return URL;

停止处理,并返回给客户端指定的响应码。

2.2.2 proxy_set_header配置

proxy_set_header用于将发送至 server 的报文的某首部进行重写。常用于nginx 做负载均衡时,获取客户端 IP 时,添加 forward 头部。
语法如下:

proxy_set_header Host $host;            // 目的主机地址
proxy_set_header X-REMOTE-IP $remote_addr;      // 上一跳地址
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;    // 客户端主机地址

原有请求报文中如果存在 X-Forwared-For 首部,则将 client_addr 以逗号分隔补原有值后,否则则直接添加此首部;

 

2.3 nginx 实现负载均衡

nginx 负载均衡是 ngx_http_upstream_module 模块的功能,需要在配置文件 http 块 上下文中定义 upstream 块,指定一组负载均衡的后端服务器,然后在上面讲到的proxy_pass 中引用,就可以反向代理时实现负载均衡了。
需要注意的是:ngx_http_upstream段要在 server 段前面,要定义在 http 段中。
语法如下:

    server address [parameters];

接着,我们来看一看选项:
paramerters

weight:负载均衡策略权重,默认为 1;
max_fails:在一定时间内(这个时间在 fail_timeout 参数中设置)检查这个服务器是否可用时产生的最多失败请求数
fail_timeout:在经历了max_fails 次失败后,暂停服务的时间。max_fails可以和 fail_timeout 一起使用,进行对后端服务器的健康状态检查;
backup:当所有后端服务器都宕机时,可以指定代理服务器自身作为备份,对外提供维护提示页面;
down:永久不可用。

需要注意一下的是:max_failsfail_timeout 是配对使用的,前者是定义在一定时间内检查这个服务器是否连接可用时产生的最多失败请求的次数,后者是规定这个时间,并且这个时间也是在经过前者的失败次数后,暂停服务的时间。
示例:

    max_fails=3
    fail_timeout=10s

意思就是 10 秒内失败 3 次,则暂停服务 10 秒。
举例:

upstream dynamic {server backend1.example.com weight=5;
    server backend2.example.com:8080 max_fails=3; fail_timeout=5s ;
    server 192.0.2.1 max_fails=3;
    server backup1.example.com:8080 backup;
    server backup2.example.com:8080 backup;
}

当然,我们还有一个专业的健康检测模块 nginx_upstream_check_module-master,可以根据需要使用。
upstream块里可以用多个 server 选项配置多个后端服务器,同时还可配置对后端服务器的健康状态检查,可以在 server 后面加上 max_fails
proxy_next_upstream 指定检查策略,默认为返回超时为失败)和fail_timeout 参数实现;也可以用 health_check 选项来实现,health_check可以指定的参数较多,不过需要定义在 location 上下文中。
另外,可以指定代理服务器自身作为备份 server,当所有后端服务器都宕机时,对外提供维护提示页面。
还可以指定负载均衡策略:主要有round_robin(加权轮询,默认)、haship_hashleast_conn(最少连接)和least_time(最少响应时间,商业版本),策略定义在upstream 上下文即可。
具体实例参照 tengine 实现动静分离(见下文)。

三、tengine

Tengine 是由淘宝网发起的 Web 服务器项目。它在 Nginx 的基础上,针对大访问量网站的需求,添加了很多高级功能和特性。Tengine 的性能和稳定性已经在大型的网站如淘宝网,天猫商城等得到了很好的检验。它的最终目标是打造一个高效、稳定、安全、易用的 Web 平台。
从 2011 年 12 月开始,Tengine 成为一个开源项目,Tengine 团队在积极地开发和维护着它。Tengine 团队的核心成员来自于淘宝、搜狗等互联网企业。Tengine 是社区合作的成果,我们欢迎大家参与其中,贡献自己的力量。

 

tengine实现动静分离

1、下载并解压安装包
进入官网下载安装包,
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能

这里附上官网网址:tengine.taobao.org
小编下载的是 2.2.1 版本。大家可以根据自己的需要来下载。接着,我们使用 rz 命令上传至虚拟机。
上传完成后,我们来解压:

    tar xvf tengine-2.1.1.tar.gz 

2、编译安装tengine
首先,我们要安装依赖的包和包组:

    yum install pcre-devel  openssl-devel -y
    yum groupinstall "development tools" -y

安装完成后,我们进入这个目录:

    cd tengine-2.1.1

然后,我们就可以进行编译安装了:

    ./configure --prefix=/usr/local/tengine
    make && make install

3、修改配置文件
我们的需求是让这台机器充当调度器,坐到动静分离,所以我们需要在配置文件中添加下面这些:
配置文件为/usr/local/tengine/conf/nginx.conf
http 段,添加如下内容:

upstream server-cluster{server 172.17.77.77:80;
        server 172.17.252.111:80;

        check interval=3000 rise=2 fall=5 timeout=1000 type=http;
        check_http_send "HEAD / HTTP/1.0\r\n\r\n";
        check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
}

upstream staticsrvs{server 172.17.22.22:80;
        server 172.17.1.7:80;

        check interval=3000 rise=2 fall=5 timeout=1000 type=http;
        check_http_send "HEAD / HTTP/1.0\r\n\r\n";
        check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
}   

server段,添加如下内容:

location /stats {check_status;      // 定义一个 web 监听页面
}
// 以下部分用来实现动静分离
location ~* .jpg|.png|.gif|.jpeg$ {proxy_pass http://staticsrvs;
}
location ~* .css|.js|.html|.xml$ {proxy_pass http://staticsrvs;
}
location / {proxy_pass http://server-cluster;
}

如果有下面这一段,我们需要把它注释掉:

location ~ \.php$ {root           html;
    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    fastcgi_index  index.php;
    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
    include        fastcgi_params;
}

这样,我们的配置文件就修改完成了。
在我们启动服务前,如果我们的机器开启了 nginx 服务或者 http 服务,要记得把服务关闭,因为 tengine 服务使用的也是80 端口
我们来启动服务:

cd /usr/local/tengine/sbin
./nginx -t              // 检查配置文件语法错误
./nginx                 // 启动服务
./nginx -s reload       // 重新加载服务

当然,我们也可以直接把这个服务写到我们的启动脚本里,这样,以后我们通过 service 或者 systemctl 就可以控制了。
CentOS7 里的启动脚本在 /usr/lib/systemd/system/nginx.service
在 centos6 中,我们如果之前使用yum 安装过 nginx,我们就可以复制一个nginx 的服务脚本,改名为tengine,并设置开机自启,具体操作如下:

    cp /etc/init.d/nginx /etc/init.d/tengine
    vim /etc/init.d/tengine

4、测试
由于我们在配置文件中定义了一个 web 的监听页面,所以我们可以去访问一下:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
上图中就是我们的监听页面,如果某一服务器出现故障,则会标红提示。
我们的网站也是可以正常访问的:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
接着,我们来测试一下我们的动静分离实现情况,我们把两台静态的服务器的 nginx 服务 down 掉:

    systemctl stop nginx

然后我们来看看我们的监听页面,需要刷新几次:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
我们可以看到,挂掉的两台服务器已经标红了。接着我们来访问一下我们的网站:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
可以看到,所有的静态文件,包括 图片 cssjs等文件都没有显示了,我们的动静分离实验圆满完成。

更多详情见请继续阅读下一页的精彩内容:http://www.linuxidc.com/Linux/2017-11/148528p2.htm

四、nginx 实现缓存

 

4.1 为什么需要缓存

缓存的最根本的目的是 为了提高网站性能,减轻频繁访问数据,而给数据库带来的压力。合理的缓存,还会减轻程序运算时,对 CPU 带来的压力。在计算机现代结构中,操作内存中的数据比操作存放在硬盘上的数据是要快 N 个数量级的,操作简单的文本结构的数据,比操作数据库中的数据快 N 个数量级。
例如:每次用户访问网站,都必须从数据库读取网站的标题,每读一次需要 15 毫秒的时间,如果有 100 个用户(先不考虑同一时间访问),每小时访问 10 次,那么就需要读取数据库 1000 次,需要时间 15000 毫秒。如果把页面直接变成页面缓存,则每次访问就不需要去数据库读取,大大提升了网站性能。

 

4.2 缓存服务的工作原理

Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
缓存的工作原理可以很清楚的从上图中看出来。通过缓存,我们就可以减少大量的重复读取过程,从而节省我们的资源,提升网站的性能。
缓存数据分为两部分(索引,数据):
1、存储数据的索引,存放在内存中;
2、存储缓存数据,存放在磁盘空间中;

 

4.3 nginx 缓存模块

Nginx 实现缓存是通过代理缓存 pxory_cache,这也是ngx_http_proxy_module 模块提供的功能,这里配置选项较多,常用的选项有:proxy_cache_pathproxy_cacheproxy_cache_valid

4.3.1 proxy_cache_path

proxy_cache_path 定义一个完整的缓存空间,指定缓存数据的磁盘路径、索引存放的内存空间以及一些其他参数,如缓存删除策略。
注意:该选项只能定义在 http 块上下文中。
如:

    proxy_cache_path /data/cache levels=1:2 keys_zone=web:10m max_size=1G inactive=10;   // 缓存数据存储在 /data/cache目录中

下面我们来看看具体的选项:

levels:配置在该目录下再分两层目录,一层 1 个随机字符 作为名称,二层 2 个随机字符 作为名称,levels 最多三层,每层最多两个字符 ,这是为了加快访问文件的速度;最后使用代理 url 的 哈希值 作为关键字与文件名,一个缓存数据如下:/data/nginx/cache/c/29/b7f54b2df7773722d382f4809d65029c;
keys_zone:用来为这个缓存区 起名,并设置大小 。上面的例子就是指定名称为 web,这个名称后面 proxy_cache 需要引用;而 10m 就是内存空间的大小;
max_size:指定最大缓存数据磁盘空间的大小;
inactive:在 inactive 指定的时间内,未被访问的缓存数据将从缓存中 删除

4.3.2 proxy_cache

proxy_cache用来引用上面 proxy_cache_path 定义的缓存空间,现时打开缓存功能,如下:

  proxy_cache web;// 引用上面定义上的缓存空间,同一缓存空间可以在几个地方使用

4.3.3 proxy_cache_valid

proxy_cache_valid设置不同响应代码的缓存时间,如:

    proxy_cache_valid 200 302 10m;
    proxy_cache_valid 404 1m;

 

4.4 配置 nginx 缓存实例

先配置 proxy_cache_path,再配置proxy_cache 引用、打开缓存空间,接着配置两个 proxy_cache_valid;为方便调试测试,我们可以通过add_header 给请求响应增加一个头部信息,表示从服务器上返回的 cache 状态怎么样(有没有命中),主要配置如下:
定义一个完整的缓存空间;缓存数据存储在 /data/cache 目录中;配置在该目录下再分两层目录;名称为 web(proxy_cache 引用);10m 内存空间大小;最大缓存数据磁盘空间的大小;10 分钟未被访问的缓存数据将从缓存中删除

http {proxy_cache_path /data/cache levels=1:2 keys_zone=web:10m max_size=1G inactive=10m;

    server {listen 80;
        server_name localhost;
        #charset koi8-r;
        #access_log logs/host.access.log main;
        add_header linuxidc-Cache "$upstream_cache_status form $server_addr";    // 给请求响应增加一个头部信息,表示从服务器上返回的 cache 状态怎么样(有没有命中)
        location / {proxy_pass http://webserver;    // 引用上面定义的 upstream 负载均衡组
            proxy_cache web;    // 引用上面定义上的缓存空间,同一缓存空间可以在几个地方使用
            proxy_cache_valid 200 302 10m;
            proxy_cache_valid 404 1m;    // 对代码 200 和 302 的响应设置 10 分钟的缓存,对代码 404 的响应设置为 1 分钟;
        }
    }
}

五、memcached

 

5.1 memcached 是什么

Memcached是一个 自由开源的,高性能,分布式内存对象 缓存系统。它是一种 基于内存 key-value存储,用来存储小块的任意数据(字符串、对象)。这些数据可以是数据库调用、API 调用或者是页面渲染的结果。
Memcached简洁而强大。它的简洁设计便于快速开发,减轻开发难度,解决了大数据量缓存的很多问题。它的 API 兼容大部分流行的开发语言。本质上,它是一个简洁的 key-value 存储系统。
一般的使用目的是,通过缓存数据库查询结果,减少数据库访问次数,以提高动态 Web 应用的速度、提高可扩展性。

 

5.2 安装配置 memcached

5.2.1 安装

直接使用 yum 安装即可。

    yum install memcached -y

5.2.2 配置文件

memcached的配置文件与我们常见服务的配置文件不同,他的配置文件非常简单,配置文件为/etc/sysconfig/memcached。我们来看一下里面的东西:

PORT=”11211″ #端口
USER=”memcached” #启动用户
MAXCONN=”1024″ #最大连接
CACHESIZE=”64″ #缓存空间大小

配置文件里只有常用的一些设置,我们可以直接通过修改文件来更改配置,也可以等到我们启动服务的时候添加下面的选项来更改配置:

-d 指定 memcached 进程作为一个守护进程启动
-m <num> 指定分配给 memcached 使用的内存,单位是 MB,默认为 64;
-u <username> 运行 memcached 的用户
-l <ip_addr> 监听的服务器 IP 地址,如果有多个地址的话,使用逗号分隔,格式可以为“IP 地址: 端口号”,例如:-l 指定 192.168.0.184:19830,192.168.0.195:13542;端口号也可以通过-p 选项指定
-p <num> Listen on TCP port , the default is port 11211.
-c <num> 设置最大运行的并发连接数,默认是 1024
-R <num> 为避免客户端饿死(starvation),对连续达到的客户端请求数设置一个限额,如果超过该设置,会选择另一个连接来处理请求,默认为 20
-k 设置锁定所有分页的内存,对于大缓存应用场景,谨慎使用该选项
-P 保存 memcached 进程的 pid 文件
-s <file> 指定 Memcached 用于监听的 UNIX socket 文件
-a <perms> 设置 - s 选项指定的 UNIX socket 文件的权限
-U <num> Listen on UDP port , the default is port 11211, 0 is off.

我们来开启服务:

    systemctl start memcached.service

如果我们想要连接 memcached,需要用到telnet 工具,如果没有安装的话,直接 yum 安装即可。我们来连接一下:

[root@rs01 ~]# telnet 172.17.77.77 11211
Trying 172.17.77.77...
Connected to 172.17.77.77.
Escape character is '^]'.
stats        // 查看状态
STAT pid 15480
STAT uptime 304
STAT time 1510475514
STAT version 1.4.15
STAT libevent 2.0.21-stable  
STAT pointer_size 64      
STAT rusage_user 0.027883
STAT rusage_system 0.074357
STAT curr_connections 10
STAT total_connections 11
STAT connection_structures 11
STAT reserved_fds 20
STAT cmd_get 0
STAT cmd_set 0
STAT cmd_flush 0
STAT cmd_touch 0
STAT get_hits 0                     // 总命中次数
STAT get_misses 0                   // 总未命中次数
STAT delete_misses 0
STAT delete_hits 0
STAT incr_misses 0
STAT incr_hits 0
STAT decr_misses 0
STAT decr_hits 0
STAT cas_misses 0
STAT cas_hits 0
STAT cas_badval 0
STAT touch_hits 0
STAT touch_misses 0
STAT auth_cmds 0
STAT auth_errors 0
STAT bytes_read 7
STAT bytes_written 0
STAT limit_maxbytes 67108864
STAT accepting_conns 1
STAT listen_disabled_num 0
STAT threads 4
STAT conn_yields 0
STAT hash_power_level 16
STAT hash_bytes 524288
STAT hash_is_expanding 0
STAT bytes 0
STAT curr_items 0
STAT total_items 0
STAT expired_unfetched 0
STAT evicted_unfetched 0
STAT evictions 0
STAT reclaimed 0
END

一般我们衡量一个缓存的性能好坏,一方面是看速度,还有就是看它的命中率。如果一个缓存的命中率很低,就没有太多存在的必要。所以,我们的缓存策略也是很重要的。
接着,我们就来看看在 memcached 中去插入数据的命令:
命令为set,语法如下:

set key flags exptime bytes [noreply]
value

我们来看看各个选项的意思:

key 是通过被存储在 Memcached 的数据并从 memcached 获取键 (key) 的名称。
flags 是 32 位无符号整数,该项目被检索时用的数据(由用户提供),并沿数据返回服务器存储。
exptime 以秒为单位的过期时间,0 表示没有延迟,如果 exptime 大于 30 天,Memcached 将使用它作为 UNIX 时间戳过期。
bytes 是在数据块中,需要被存储的字节数。基本上,这是一个需要存储在 memcached 的数据的长度。
noreply (可选) 参数告知服务器不发送回复
value 是一个需要存储的数据。数据需要与上述选项执行命令后,将通过新的一行。

我们来依照上述语法添加一条进去:

set name 1 1800 4 
keer
STORED          // 表明存上了

现在我们可以来查看一下:

get name
VALUE name 1 4
keer
END

可以看出,我们刚刚添加的内容已经添加上了,我们再来查看一下状态:

stats  
……
STAT get_hits 1                     // 总命中次数
STAT get_misses 0                   // 总未命中次数
……

发现我们的总命中次数多了一次,就是因为我们刚刚执行了 get 命令,并且是成功的,我们现在来尝试一下 get 一个不存在的内容:

get age
END

然后再来看一下状态:

stats  
……
STAT get_hits 1                     // 总命中次数
STAT get_misses 1                   // 总未命中次数
……

因为我们去获取了一个不存在的内容,所以 miss 数 +1。
当然,这只是我们做的演示,真正的生产环境是不允许我们这么玩的 0.0 会被玩坏 =。=
我们还需要记住的一点是,只要我们的机器断电了,或或者系统重启了,memcached里面的数据就全部没有了。因为我们的 memcached 是存放在内存中的非关系型数据库,是完全工作在内存中的,所以只要一断电就彻底玩完了╮(╯﹏╰)╭
但是我们的 nginx 数据是存在磁盘中的,只有索引放在内存中,所以即使掉电了,因为磁盘中的数据还在,索引也可以根据数据重新生成。
所以,这样就要涉及到一个选择问题了,看你是追求性能,还是追求安全。我们可以根据不同的需求来选择不同的方式存储数据。

5.2.3 memcached测试脚本

在我们的生产环境,我们是可以使用程序来调用的。比如我们可以使用 php 客户端连过来来调用 memcached
为了使我们的php 连接上 memcache 的客户端,我们需要安装一个包——php-memcache。我们直接使用 yum 安装即可:

    yum install php-memcache

安装完成后,我们需要重启一下 php-fpm 服务:

  systemctl restart php-fpm

我们之前在 /data/web/ 下创建过一个 phpinfo.php 文件,我们可以来通过浏览器查看一下:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
可以看出我们的 memcache 已经和 php 建立了连接。
接下来,给大家提供一个简单的 php 测试 memcache 的小脚本:

vim /data/web/memcached.php
<?php
$mem = new Memcache;
$mem->connect("172.17.77.77", 11211); # 连接 Memcached,ip 是你做实验机器的 ip

$version = $mem->getVersion();
echo "Server's version: ".$version."<br/>\n"; # 输出 Memcached 版本信息

$mem->set('linuxidc', 'Hello World', 0, 600); # 向 Memcached 存储数据 'Hello World', 时间为 600s
echo "Store data in the cache (data will expire in 600 seconds)<br/>\n";

$get_result = $mem->get('linuxidc'); # 获取 testkey 的值
echo "$get_result is from memcached server.";
?>

然后我们就可以去访问了:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
bing~ 我们的测试已经成功啦~


以上~ 如果有不足之处还请大家多多指教喏٩(๑>◡<๑)۶

下面关于 Nginx 的文章您也可能喜欢,不妨参考下:

Nginx 403 forbidden 的解决办法  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-08/146084.htm

CentOS 7 下 Nginx 服务器的安装配置  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-04/142986.htm

CentOS 上安装 Nginx 服务器实现虚拟主机和域名重定向  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-04/142642.htm

CentOS 6.8 安装 LNMP 环境(Linux+Nginx+MySQL+PHP)http://www.linuxidc.com/Linux/2017-04/142880.htm

Linux 下安装 PHP 环境并配置 Nginx 支持 php-fpm 模块  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-05/144333.htm

Nginx 服务的 SSL 认证和 htpasswd 认证  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-04/142478.htm

Ubuntu 16.04 上启用加密安全的 Nginx Web 服务器  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-07/145522.htm

Linux 中安装配置 Nginx 及参数详解  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-05/143853.htm

Nginx 日志过滤 使用 ngx_log_if 不记录特定日志 http://www.linuxidc.com/Linux/2014-07/104686.htm

CentOS 7.2 下 Nginx+PHP+MySQL+Memcache 缓存服务器安装配置  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-03/142168.htm

CentOS6.9 编译安装 Nginx1.4.7  http://www.linuxidc.com/Linux/2017-06/144473.htm

Nginx 的详细介绍:请点这里
Nginx 的下载地址:请点这里

本文永久更新链接地址:http://www.linuxidc.com/Linux/2017-11/148528.htm

一、Nginx 是什么

Nginx (engine x) 是一个 高性能的 HTTP 和反向代理服务器 ,也是一个 IMAP/POP3/SMTP 服务器。Nginx 是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru 站点(俄文Рамблер)开发的,第一个公开版本 0.1.0 发布于 2004 年 10 月 4 日。
其将源代码以类 BSD 许可证的形式发布,因它的 稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗 而闻名。2011 年 6 月 1 日,nginx 1.0.4 发布。
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。其特点是 占有内存少,并发能力强,事实上 nginx 的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好,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。
目前淘宝在 nginx 做了二次开发:tengine(见下文)。

二、Nginx 实现反向代理

2.1 正向代理和反向代理

正向代理 :是一个位于客户端和目标服务器之间的服务器,为了从目标服务器取得内容,客户端向代理发送一个请求并指定目标(目标服务器),然后代理向目标服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。
简单来说:
我是一个用户,我访问不了某网站,但是我能访问一个代理服务器;
这个代理服务器呢,他能访问那个我不能访问的网站;
于是我先连上代理服务器,告诉他我需要那个无法访问网站的内容;
代理服务器去取回来,然后返回给我;
从网站的角度,只在代理服务器来取内容的时候有一次记录;
有时候并不知道是用户的请求,也隐藏了用户的资料,这取决于代理告不告诉网站。
反向代理 :对于客户端而言它就像是目标服务器,并且客户端不需要进行任何特别的设置。客户端向反向代理的命名空间(name-space) 中的内容发送普通请求,接着反向代理将判断向何处 (目标服务器) 转交请求,并将获得的内容返回给客户端,就像这些内容原本就是它自己的一样。
简单来说,
用户访问 http://ooxx.me/readme;
但 ooxx.me 上并不存在 readme 页面;
他是偷偷从另外一台服务器上取回来, 然后作为自己的内容吐给用户;
但用户并不知情┐(゚~゚)┌
这里所提到的 ooxx.me 这个域名对应的服务器就设置了 反向代理 功能;
正向代理和反向代理的区别:
(1)从 用途 上来讲:
正向代理的典型用途是 为在防火墙内的局域网客户端提供访问 Internet 的途径 。正向代理还可以使用缓冲特性减少网络使用率。反向代理的典型用途是 将防火墙后面的服务器提供给 Internet 用户访问 。反向代理还可以为后端的多台服务器提供 负载平衡 ,或为后端较慢的服务器提供 缓冲 服务。
另外,反向代理还可以启用高级 URL 策略和管理技术,从而使处于不同 web 服务器系统的 web 页面同时存在于同一个 URL 空间下。
(2)从 安全性 来讲:
正向代理允许客户端通过它访问任意网站并且隐藏客户端自身,因此你必须采取安全措施以确保仅为经过授权的客户端提供服务。
反向代理对外都是 透明 的,访问者并不知道自己访问的是一个代理。

2.2 nginx 实现反向代理

nigix 代理是基于 ngx_http_proxy 模块实现的。该模块有很多配置选项,如:

proxy_pass

指定将请求代理至 server 的 URL 路径。

proxy_set_header

将发送至 server 的报文的某首部进行重写。

proxy_send_timeout

在连接断开之前两次发送到 server 的最大间隔时长;过了这么长时间后端还是没有收到数据,连接会被关闭。

proxy_read_timeout

是从后端读取数据的超时时间,两次读取操作的时间间隔如果大于这个值,和后端的连接会被关闭。

proxy_connect_timeout

是和后端建立连接的超时时间。
接下来,我们就来仔细说说重点的配置选项:

2.2.1 proxy_pass配置

1)替换 uri
常用于页面很固定的时候。比如双十一的大促主页面。
语法如下:

location /uri {proxy_pass http://ip:port/newuri/;        //location 的 /uri将被替换为 /newuri
}

举例如下:

location /mobi {proxy_pass http://172.17.251.66/mobile/;        // 将 /mobi 的请求跳转到新服务器上 /mobile 目录下
} 

在这里,我们需要注意的是,http://ip:port/newuri;,这个地方最后面加不加 / 意义是不同的。
如上文,我们就加上了/,则意味着全部替换。
如果我们不加/,则是将新路径当做其上级目录,访问的是新路径下的原路径。举例如下:

location /mobi {proxy_pass http://172.17.251.66/mobile;        // 将 /mobi 的请求跳转到新服务器上 /mobile/mobi 目录下
} 

2)转换 url
相当于分流,基于 url 来分流,把一类的请求发送到一个机器(一个集群)中,具体操作看机器的设置。
如果 location 的 URI 是通过模式匹配定义的,其 URI 将直接被传递,而不能为其指定转换的另一个 URI。
举例如下:

location ~ ^/mobile {proxy_pass http://172.17.251.66;
}

这段代码的意思是,只要有 /mobile 的网址,会直接转到 http://172.17.251.66/mobile 下。

3)URL 重定向
也就是整个 url 的重定向。比如两个网站合并或者更换域名时,原先的域名已经不用了,但是有些页面还在访问,就可以通过这种方法来整个重定向,重定向到新的域名中。
如果在 location 中使用的 URL 重定向,那么 nginx 将使用重定向后的 URI 处理请求,而不再考虑之前定义的 URI。

location /youxi{rewrite ^(.*)$ /mobile/$1 break;
    proxy_pass http://172.17.251.66;
}

这段代码的意思就是,只要你访问的是带 /youxi 的页面,就会自动重定向到 http://172.16.100.1/mobile/$1 上。$1指的是 ^(.*)$ 中括号内的部分。这样就实现了整个 url 的重定向。
在这里,我们也来详细说说 ngx_http_rewrite_module 模块,这是一个非常好用的模块。

2.2.1.1ngx_http_rewrite_module模块

1)rewrite 用法
将用户请求的 URI 基于 regex 所描述的模式进行检查,匹配到时将其替换为 replacement 指定的新的 URI。
其语法是:

  rewrite regex replacement [flag]

注意:如果在同一级配置块中存在多个 rewrite 规则,那么会自下而下逐个检查;被某条件规则替换完成后,会重新一轮的替换检查。
隐含有循环机制, 但不超过 10 次;如果超过,提示 500 响应码,[flag]所表示的标志位用于控制此循环机制。
如果 replacement 是以 http:// 或 https:// 开头,则替换结果会直接以重向返回给客户端。
下面我们来说一说 flag 的具体选项:
[flag]

last:重写完成后停止对当前 URI 在当前 location 中后续的其它重写操作,而后对新的 URI 启动 新一轮(从第一个开始)重写检查;提前重启新一轮循环。
break:重写完成后 停止 对当前 URI 在当前 location 中后续的其它重写操作,而后 直接跳转 至重写规则配置块之后的其它配置;结束循环 ,建议在 location 中使用。
redirect 临时重定向 ,重写完成后以临时重定向方式直接返回重写后生成的新 URI 给客户端,由客户端重新发起请求; 不能以 http:// 或 https:// 开头 ,使用相对路径,状态码:302。
permanent:重写完成后以 永久重定向 方式直接返回重写后生成的新 URI 给客户端,由客户端重新发起请求,状态码:301。

由下图我们可以更清楚的看出跳转到的位置:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能

2)return 用法
return 的用法语法如下:

  return code [text];
  return code URL;
  return URL;

停止处理,并返回给客户端指定的响应码。

2.2.2 proxy_set_header配置

proxy_set_header用于将发送至 server 的报文的某首部进行重写。常用于nginx 做负载均衡时,获取客户端 IP 时,添加 forward 头部。
语法如下:

proxy_set_header Host $host;            // 目的主机地址
proxy_set_header X-REMOTE-IP $remote_addr;      // 上一跳地址
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;    // 客户端主机地址

原有请求报文中如果存在 X-Forwared-For 首部,则将 client_addr 以逗号分隔补原有值后,否则则直接添加此首部;

 

2.3 nginx 实现负载均衡

nginx 负载均衡是 ngx_http_upstream_module 模块的功能,需要在配置文件 http 块 上下文中定义 upstream 块,指定一组负载均衡的后端服务器,然后在上面讲到的proxy_pass 中引用,就可以反向代理时实现负载均衡了。
需要注意的是:ngx_http_upstream段要在 server 段前面,要定义在 http 段中。
语法如下:

    server address [parameters];

接着,我们来看一看选项:
paramerters

weight:负载均衡策略权重,默认为 1;
max_fails:在一定时间内(这个时间在 fail_timeout 参数中设置)检查这个服务器是否可用时产生的最多失败请求数
fail_timeout:在经历了max_fails 次失败后,暂停服务的时间。max_fails可以和 fail_timeout 一起使用,进行对后端服务器的健康状态检查;
backup:当所有后端服务器都宕机时,可以指定代理服务器自身作为备份,对外提供维护提示页面;
down:永久不可用。

需要注意一下的是:max_failsfail_timeout 是配对使用的,前者是定义在一定时间内检查这个服务器是否连接可用时产生的最多失败请求的次数,后者是规定这个时间,并且这个时间也是在经过前者的失败次数后,暂停服务的时间。
示例:

    max_fails=3
    fail_timeout=10s

意思就是 10 秒内失败 3 次,则暂停服务 10 秒。
举例:

upstream dynamic {server backend1.example.com weight=5;
    server backend2.example.com:8080 max_fails=3; fail_timeout=5s ;
    server 192.0.2.1 max_fails=3;
    server backup1.example.com:8080 backup;
    server backup2.example.com:8080 backup;
}

当然,我们还有一个专业的健康检测模块 nginx_upstream_check_module-master,可以根据需要使用。
upstream块里可以用多个 server 选项配置多个后端服务器,同时还可配置对后端服务器的健康状态检查,可以在 server 后面加上 max_fails
proxy_next_upstream 指定检查策略,默认为返回超时为失败)和fail_timeout 参数实现;也可以用 health_check 选项来实现,health_check可以指定的参数较多,不过需要定义在 location 上下文中。
另外,可以指定代理服务器自身作为备份 server,当所有后端服务器都宕机时,对外提供维护提示页面。
还可以指定负载均衡策略:主要有round_robin(加权轮询,默认)、haship_hashleast_conn(最少连接)和least_time(最少响应时间,商业版本),策略定义在upstream 上下文即可。
具体实例参照 tengine 实现动静分离(见下文)。

三、tengine

Tengine 是由淘宝网发起的 Web 服务器项目。它在 Nginx 的基础上,针对大访问量网站的需求,添加了很多高级功能和特性。Tengine 的性能和稳定性已经在大型的网站如淘宝网,天猫商城等得到了很好的检验。它的最终目标是打造一个高效、稳定、安全、易用的 Web 平台。
从 2011 年 12 月开始,Tengine 成为一个开源项目,Tengine 团队在积极地开发和维护着它。Tengine 团队的核心成员来自于淘宝、搜狗等互联网企业。Tengine 是社区合作的成果,我们欢迎大家参与其中,贡献自己的力量。

 

tengine实现动静分离

1、下载并解压安装包
进入官网下载安装包,
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能

这里附上官网网址:tengine.taobao.org
小编下载的是 2.2.1 版本。大家可以根据自己的需要来下载。接着,我们使用 rz 命令上传至虚拟机。
上传完成后,我们来解压:

    tar xvf tengine-2.1.1.tar.gz 

2、编译安装tengine
首先,我们要安装依赖的包和包组:

    yum install pcre-devel  openssl-devel -y
    yum groupinstall "development tools" -y

安装完成后,我们进入这个目录:

    cd tengine-2.1.1

然后,我们就可以进行编译安装了:

    ./configure --prefix=/usr/local/tengine
    make && make install

3、修改配置文件
我们的需求是让这台机器充当调度器,坐到动静分离,所以我们需要在配置文件中添加下面这些:
配置文件为/usr/local/tengine/conf/nginx.conf
http 段,添加如下内容:

upstream server-cluster{server 172.17.77.77:80;
        server 172.17.252.111:80;

        check interval=3000 rise=2 fall=5 timeout=1000 type=http;
        check_http_send "HEAD / HTTP/1.0\r\n\r\n";
        check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
}

upstream staticsrvs{server 172.17.22.22:80;
        server 172.17.1.7:80;

        check interval=3000 rise=2 fall=5 timeout=1000 type=http;
        check_http_send "HEAD / HTTP/1.0\r\n\r\n";
        check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
}   

server段,添加如下内容:

location /stats {check_status;      // 定义一个 web 监听页面
}
// 以下部分用来实现动静分离
location ~* .jpg|.png|.gif|.jpeg$ {proxy_pass http://staticsrvs;
}
location ~* .css|.js|.html|.xml$ {proxy_pass http://staticsrvs;
}
location / {proxy_pass http://server-cluster;
}

如果有下面这一段,我们需要把它注释掉:

location ~ \.php$ {root           html;
    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    fastcgi_index  index.php;
    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $document_root$fastcgi_script_name;
    include        fastcgi_params;
}

这样,我们的配置文件就修改完成了。
在我们启动服务前,如果我们的机器开启了 nginx 服务或者 http 服务,要记得把服务关闭,因为 tengine 服务使用的也是80 端口
我们来启动服务:

cd /usr/local/tengine/sbin
./nginx -t              // 检查配置文件语法错误
./nginx                 // 启动服务
./nginx -s reload       // 重新加载服务

当然,我们也可以直接把这个服务写到我们的启动脚本里,这样,以后我们通过 service 或者 systemctl 就可以控制了。
CentOS7 里的启动脚本在 /usr/lib/systemd/system/nginx.service
在 centos6 中,我们如果之前使用yum 安装过 nginx,我们就可以复制一个nginx 的服务脚本,改名为tengine,并设置开机自启,具体操作如下:

    cp /etc/init.d/nginx /etc/init.d/tengine
    vim /etc/init.d/tengine

4、测试
由于我们在配置文件中定义了一个 web 的监听页面,所以我们可以去访问一下:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
上图中就是我们的监听页面,如果某一服务器出现故障,则会标红提示。
我们的网站也是可以正常访问的:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
接着,我们来测试一下我们的动静分离实现情况,我们把两台静态的服务器的 nginx 服务 down 掉:

    systemctl stop nginx

然后我们来看看我们的监听页面,需要刷新几次:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
我们可以看到,挂掉的两台服务器已经标红了。接着我们来访问一下我们的网站:
Nginx 实现负载均衡与 Nginx 缓存功能
可以看到,所有的静态文件,包括 图片 cssjs等文件都没有显示了,我们的动静分离实验圆满完成。

更多详情见请继续阅读下一页的精彩内容:http://www.linuxidc.com/Linux/2017-11/148528p2.htm

正文完
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