Nginx安装，配置实现Tomcat负载均衡 -

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Nginx安装，配置实现Tomcat负载均衡

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运维架构

Nginx 负载均衡

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，具备占有内存少，并发能力强的特点。在高连接并发的情况下，是Apache服务器不错的替代品。

1.安装配置

1.1依赖安装

yum install pcre pcre-devel

1.2安装nginx

# 解压并进入解压目录
tar -zxvf nginx-1.9.5.tar.gz
cd nginx-1.9.5
# 配置安装在默认的/usr/local目录下
./configure
# 编译安装
make && make install

1.3拷贝配置文件至/etc/nginx

cp -r /usr/local/nginx/conf/nginx.conf /etc/nginx

1.4将nginx定义为服务

# 编辑nginx启动脚本
vi /etc/init.d/nginx

输入如下Shell命令

#!/bin/bash
# nginx Startup script for the Nginx HTTP Server
# it is v.0.0.2 version.
# chkconfig: - 85 15
# description: Nginx is a high-performance web and proxy server.
#              It has a lot of features, but it's not for everyone.
# processname: nginx
# pidfile: /var/run/nginx.pid
# config: /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginxd=/usr/local/nginx/sbin/nginx
nginx_config=/etc/nginx/nginx.conf
nginx_pid=/var/run/nginx.pid
RETVAL=0
prog="nginx"
# Source function library.
. /etc/rc.d/init.d/functions
# Source networking configuration.
. /etc/sysconfig/network
# Check that networking is up.
[ ${NETWORKING} = "no" ] && exit 0
[ -x $nginxd ] || exit 0
# Start nginx daemons functions.
start() {
if [ -e $nginx_pid ];then
   echo "nginx already running...."
   exit 1
fi
   echo -n $"Starting $prog: "
   daemon $nginxd -c ${nginx_config}
   RETVAL=$?
   echo
   [ $RETVAL = 0 ] && touch /var/lock/subsys/nginx
   return $RETVAL
}
# Stop nginx daemons functions.
stop() {
        echo -n $"Stopping $prog: "
        killproc $nginxd
        RETVAL=$?
        echo
        [ $RETVAL = 0 ] && rm -f /var/lock/subsys/nginx $nginx_pid
}
# reload nginx service functions.
reload() {
    echo -n $"Reloading $prog: "
    #kill -HUP `cat ${nginx_pid}`
    killproc $nginxd -HUP
    RETVAL=$?
    echo
}
# See how we were called.
case "$1" in
start)
        start
        ;;
stop)
        stop
        ;;
reload)
        reload
        ;;
restart)
        stop
        start
        ;;
status)
        status $prog
        RETVAL=$?
        ;;
*)
        echo $"Usage: $prog {start|stop|restart|reload|status|help}"
        exit 1
esac
exit $RETVAL

完成后可通过如下命令对nginx进行启动

service nginx start

1.5添加开机启动

vi /etc/rc.d/rc.local

添加如下配置：

# tomcat启动命令
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh
# 加载指定的配置后启动nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
/usr/local/nginx/sbin/nginx

1.6测试

在浏览器中输入http://localhost，若展现出欢迎界面，则说明配置成功

二、Nginx实现Tomcat的负载均衡

2.1实现目标

目标清单：

1）210、211和212三台主机上各安装一个Tomcat，利用统一的8080接口提供服务；

2）210和211还各安装了一个Nginx，利用统一的80接口提供请求分发并实现Tomcat负载均衡的目的；

3）可利用http://192.168.31.210和http://192.168.31.211两个http地址随机访问到最底层的Tomcat，但在实际的生产环境中，对外只提供一个url地址，因此需要keepalived来提供VIP（192.168.31.200）来实现；

4）keepalived安装在210和211两台主机上，它还有一个目的就是监控本机Nginx的运行状态。例如：当210的Nginx处于不可运行状态时，keepalived将VIP飘逸到211，使211上的keepalived继续利用VIP对外提供访问入口。
2.2实现过程

2.2.1在各主机上安装Tomcat

（此处省略一千字......）

2.2.2在210和211上安装配置Nginx

安装已在第1节中实现，直接进行Nginx的配置。

vi /etc/nginx/nginx.conf

主要的配置内容如下：

worker_processes  1;

# 指定error日志和pid文件的路径
error_log  /data/logs/nginx/error.log;
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    # 指定了日志则必须同时指定日志的格式
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    # 指定access日志文件的路径
    access_log  /data/logs/nginx/access.log  main;
    sendfile        on;
    # tcp_nopush     on;
    keepalive_timeout  65;

    # 定义负载组
    upstream upstream1 {
         # 对应具体若干个Tomcat服务器的访问地址
         server   192.168.31.210:8080;
         server   192.168.31.211:8080;
         server   192.168.31.212:8080;
    }
    server {
        listen       80;
        # 服务器host，不同的主机有不同的名称
        server_name  192.168.31.211;

        # 定义根路径访问规则
        location / {
             root   html;
             index  index.html index.htm;
             # 访问地址，upstream1最终会被负载组中的某个server替换成真实的地址
             proxy_pass         http://upstream1;
             proxy_set_header   Host             $host;
             proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
             proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
             client_max_body_size  100m;   
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
     }
}

由于在Nginx的启动脚本中修改了所加载的配置文件路径为/etc/nginx（默认为/usr/local/nginx/conf），因此在启动之前还需要将mime.types文件拷贝于此

cp /usr/local/nginx/conf/mime.types /etc/nginx

2.2.3重启210和211上的Nginx后测试

service nginx restart

1）输入http://192.168.31.210和http://192.168.31.211后，如果在浏览器中能呈现出Tomcat的首页，说明启动成功；

2）查看pid和日志目录，如果出现pid和access.log文件，则说明配置的文件路径有效；

3）见下图：

红框中的信息是我在tomcat首页中自己加的，反复刷新页面，如果IP地址在210 - 212之间变化，则说明Nginx的负载均衡配置成功。

3.加入Keepalived实现灾备切换

3.1安装依赖

yum install popt-devel
yum install gcc gcc-devel
yum install openssl openssl-devel

3.2安装Keepalived

# 解压并进入安装目录
tar -zxvf keepalived-1.1.19.tar.gz
cd keepalived-1.1.19
# 配置，指定配置文件的目录和安装目录
./configure --sysconf=/etc --prefix=/usr/local/keepalived
# 编译安装
make && make install

3.3设置开机启动

# 拷贝启动脚本到/usr/sbin/
cp /usr/local/keepalived/sbin/keepalived /usr/sbin/

vi /etc/rc.d/rc.local 后加入如下启动命令：

/etc/rc.d/init.d/keepalived start

启动

service keepalived start

重启系统后，输入如下命令：

service keepalived status

    如果出现如下示例信息：
    keepalived (pid 1897) 正在运行...
    则说明设置成功

3.4编辑keepalived监控nginx的脚本

vi /opt/nginx_keepalived.sh后输入如下命令行：

#!/bin/bash
nginxpid=`ps -C nginx --no-header |wc -l`
if [ $nginxpid -eq 0 ];then
service nginx start
sleep 3
if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
service keepalived stop
fi
fi

作用在于当本机nginx处于停止(宕机)状态时，尝试重启。等待3秒再次校验，仍然失败则不再尝试，将本机keepalived停止，让其它处于同一个VIP的keepalived来接管，达到灾备切换的目的。

启动脚本授权

chmod -R 755 /opt/nginx_keepalived.sh

3.5编辑配置文件

vi /etc/keepalived/keepalived.conf

主机210(Master)上的配置内容：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     code727@163.com
   }
   notification_email_from pub@easymobi.cn
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_http_port { 
    script "/opt/nginx_keepalived.sh"   # 检查nginx状态的脚本 
    interval 2　　 
    weight 3 
} 

vrrp_instance VI_1 {
    state Master
    # 取决于具体的eth
    interface eth2
    virtual_router_id 51
    # Nginx Master的IP地址
    mcast_src_ip 192.168.31.210
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111222
    }
    virtual_ipaddress {
        # Master和Backup共有的虚拟IP地址
        192.168.31.200
    }
    track_script {
    	chk_http_port
    }
}

备机211(Backup)上的配置内容：

! Configuration File for keepalived

global_defs {
   notification_email {
     code727@163.com
   }
   notification_email_from pub@easymobi.cn
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_http_port { 
    script "/opt/nginx_keepalived.sh"   # 检查nginx状态的脚本 
    interval 2　　 
    weight 3 
} 

vrrp_instance VI_1 {
    state Backup
    # 取决于具体的eth
    interface eth4
    virtual_router_id 51
    # Nginx Backup的IP地址
    mcast_src_ip 192.168.31.211
    priority 99
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111222
    }
    virtual_ipaddress {
        # Master和Slave共有的虚拟IP地址
        192.168.31.200
    }
    track_script {
    	chk_http_port
    }
}

3.6重启系统后测试

1）输入192.168.31.200后能正常访问到Tomcat首页，此时210上的Nginx日志文件的内容在增加，211的没有，说明常规情况下都是210的Nginx在处理转发；

2）停掉Master的Nginx（模拟宕机）后输入同样的地址仍然能正常访问到Tomcat首页，日志结果和场景1)一样，因为keepalived会监控到Nginx被关闭而又重新将它启动；
3）停掉Backup的nginx（模拟宕机）后输入同样的地址仍然能正常访问到Tomcat首页，日志结果和场景1)一样；
4）停掉Master的keeplived后输入同样的地址仍然能正常访问到Tomcat首页，此时已被Backup的keeplived接管，211上的Nginx日志文件的内容在增加，210的没有，说明在这种情况下都是211的Nginx在处理转发；

5）重启Master的keeplived，此时Master的keeplived抢回主动权（因为keeplived.conf的vrrp_install中没有声明nopreempt，将采用默认抢占策略），输入同样的地址后仍然能正常访问到Tomcat首页，日志结果和场景1)一样。

4.总结

从前面的架构图中可看出，每一个Tomcat存在单点问题，虽然从Nginx层面来访问可过滤掉不可用的Tomcat，但整体来说，由于少了一台服务器，性能会有所下降，最极端的情况下，当所有的Tomcat都处于不可用时，访问Nginx也无济于事了。因此，对于那种可靠性要求非常高的环境来说，可为每一个Tomcat再添加一个备份，同样利用keeplived来分配VIP并实施监控。在这种环境下，nginx.conf文件中的server配置将修改为VIP:8080。

上述手段也是服务器维护升级时，为保证7*24时不断服务更新的惯用手段——升级时，手动停到当前Tomcat主机，让keeplived接管到备机后继续对外提供老服务，当在主机上更新完成后，再将主机重新启动，如果keeplived为抢占式的，则主机自动抢回主动权后对外提供新服务，备机又处于待命状态，此时就可以在备机上“悄无声息”的更新服务了。

另外，将server配置中的ip指向另一台Nginx服务器的ip，来实现Nginx之间无限层次的转发，但必须保证各转发服务器之间不能形成闭路环。