Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

發布時間：2020-05-29 15:31:36 來源：億速云閱讀：990 作者：鴿子欄目：云計算

一、Nginx 負載均衡實現原理：

Nginx 實現負載均衡是通過反向代理來實現的。

（1）Nginx 靜態處理優勢

Nginx 處理靜態頁面的效率遠高于 Tomcat 的處理能力；

如果 Tomcat 的請求量為 1000次，則 Nginx 的請求量為 6000次；

Tomcat 每秒的吞吐量為 0.6 M，Nginx 的每秒吞吐量為 3.6M；

Nginx 處理靜態資源的能力是 Tomcat 處理的6倍，優勢很大。

（2）Tomcat 主要目錄

bin：存放啟動和關閉Tomcat腳本

conf：存放Tomcat不同的配置文件

doc：存放Tomcat文檔

lib/japser/common：存放Tomcat運行需要的庫文件

logs：存放Tomcat執行時的LOG文件

src：存放Tomcat的源代碼

webapps：Tomcat的主要Web發布目錄

work：存放jsp編譯后產生的class文件

（3）Nginx 應用

1、nginx是一款非常優秀的 HTTP 服務器軟件：

支持高達 50000個并發連接數的響應；

擁有強大的靜態資源處理能力；

運行穩定；

內存、CPU 等系統資源消耗非常低。

2、目前已有很多大型網站都應用 Nginx 服務器作為后端網站程序的反向代理及負載均衡器，提升整個站點的負載并發能力。

（4）動靜分離原理

1、服務端接受來自客戶端的請求中，既有靜態資源也有動態資源。

2、設置 nginx 處理靜態圖片，后端 Tomcat 處理動態頁面

修改 Tomcat 端 jsp 文件，指定圖片文件；

修改 nginx 配置文件，添加正則處理圖片；

創建目錄并添加圖片（注意項目名稱需要和 Java 項目名稱相同）

重啟 nginx；

瀏覽器訪問測試查看圖片是否添加；

分別在 nginx 服務器和 Tomcat 服務器查看日志文件

二、實驗案例：

實驗拓撲圖

（1）網絡圖總覽：

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

（2）具體案例實驗：

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

角色 IP地址

Nginx 192.168.220.131

Tomcat01 192.168.220.136

Tomcat02 192.168.220.137

實驗環境說明：

準備三臺虛擬機，一臺作為 nginx 代理服務器，用于接收用戶的訪問請求，兩臺 Tomcat 服務器（群集）；

nginx 將客戶端的請求，轉發給后臺的多臺 Tomcat 服務器處理，Tomcat 將請求回應，在通過代理服務器發給客戶端；

實驗驗證：客戶端只需要在瀏覽器上訪問代理服務器的地址，不需要訪問后臺的具體 Tomcat，就能訪問到網頁信息。

第一步：搭建 Nginx

搭建nginx，之前博客有詳細介紹。

第二步：部署兩臺 Tomcat

（1）配置 JAVA 環境

1、安裝 jdk

rpm -ivh jdk-8u201-linux-x64.rpm

安裝后的位置在：/usr/java/

2、配置環境變量

vim /etc/profile，在文件末尾添加以下代碼：

export JAVA_HOME=/usr/java/jdk1.8.0_201-amd64
export CLASSPATH=$JAVA_HOME/lib/tools.jar:$JAVA_HOME/lib/dt.jar
export PATH=$JAVA_HOME/bin:$PATH

使環境變量生效：

source /etc/profile

3、使用 java -version 命令檢查是否已安裝成功

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

（2）安裝和啟動 Tomcat

1、解壓縮包到指定路徑，/usr/local/

tar zxvf apache-tomcat-9.0.16.tar.gz -C /usr/local/

2、解壓完成后，生成 apache-tomcat-9.0.16 文件夾，改名為 Tomcat

mv apache-tomcat-9.0.16/ tomcat

3、為了方便控制 tomcat的開啟和關閉，我們可以創建一個軟連接

ln -s /usr/local/tomcat/bin/startup.sh /usr/bin/
ln -s /usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh /usr/bin/

4、用 startup.sh 腳本開啟tomcat

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

第三步：Tomcat 中創建測試頁面

（1）創建目錄

mkdir -p /web/webapp1

vim  /web/webapp1/index.jsp
添加以下內容：
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>

<head>
  <title>JSP test1 page</title>
</head>

<body>
  <% out.println("Welcome to test site, http://www.test1.com");%>
</body>
</html>

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例 )

（2）指定站點

目錄：/usr/local/tomcat/conf

vim server.xml
添加以下代碼：

 <Context docBase="/web/webapp1" path="" reloadable="false">
 </Context>

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（3）回到 bin/ 目錄下，再重新啟動一下 Tomcat

./shutdown.sh 
./startup.sh

（4）瀏覽器訪問一下網頁，檢查是否成功

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

（5）第二臺 Tomcat 部署和第一臺一模一樣，但是為了頁面顯示區別，在 /web/webapp1/index.jsp 文件中，稍作修改，將 test1 改為 test2

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

注意：

在企業網中，群集中的 Tomcat 網站內容是一模一樣的，客戶無論訪問到哪個Tomcat，提供的網站都是一致的。但是這邊，為了展示實驗效果，站點內容不一樣，是為了區分在客戶端能夠看出是哪個Tomcat 提供了服務回應。

第四步：修改 Nginx 配置文件，添加服務器池

（1）文件位置：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

1、添加服務池：

 upstream tomcat-server {
                       server 192.168.220.136:8080 weight=1;
                       server 192.168.220.137:8080 weight=1;
                    }

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2、在 location 段，添加以下代碼，意為調用服務池（協議，端口等等）

proxy_pass http://tomcat-server;

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（2）重啟 nginx 服務

killall -1 nginx

第五步：客戶端測試

這個架構中，nginx 只作為代理服務器而存在，我們作為用戶訪問網頁，根本就不知道后面是哪一臺具體提供服務的服務器，只需要將請求發送給 nginx 代理服務器，由 nginx 代理服務器，調用后臺的Tomcat 給用戶提供回應。

在客戶機瀏覽器上訪問 nginx 代理服務器：

Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

我們可以看到，從代理服務器，可以直接訪問到群集Tomcat提供的服務。

向AI問一下細節

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Nginx是怎么實現負載均衡的？Nginx負載均衡實現案例

一、Nginx 負載均衡實現原理：

Nginx 實現負載均衡是通過反向代理來實現的。

（1）Nginx 靜態處理優勢

Nginx 處理靜態頁面的效率遠高于 Tomcat 的處理能力；

如果 Tomcat 的請求量為 1000次，則 Nginx 的請求量為 6000次；

Tomcat 每秒的吞吐量為 0.6 M，Nginx 的每秒吞吐量為 3.6M；

Nginx 處理靜態資源的能力是 Tomcat 處理的6倍，優勢很大。

（2）Tomcat 主要目錄

bin：存放啟動和關閉Tomcat腳本

conf：存放Tomcat不同的配置文件

doc：存放Tomcat文檔

lib/japser/common：存放Tomcat運行需要的庫文件

logs：存放Tomcat執行時的LOG文件

src：存放Tomcat的源代碼

webapps：Tomcat的主要Web發布目錄

work：存放jsp編譯后產生的class文件

（3）Nginx 應用

1、nginx是一款非常優秀的 HTTP 服務器軟件：

支持高達 50000個并發連接數的響應；

擁有強大的靜態資源處理能力；

運行穩定；

內存、CPU 等系統資源消耗非常低。

2、目前已有很多大型網站都應用 Nginx 服務器作為后端網站程序的反向代理及負載均衡器，提升整個站點的負載并發能力。

（4）動靜分離原理

1、服務端接受來自客戶端的請求中，既有靜態資源也有動態資源。

2、設置 nginx 處理靜態圖片，后端 Tomcat 處理動態頁面

修改 Tomcat 端 jsp 文件，指定圖片文件；

修改 nginx 配置文件，添加正則處理圖片；

創建目錄并添加圖片（注意項目名稱需要和 Java 項目名稱相同）

重啟 nginx；

瀏覽器訪問測試查看圖片是否添加；

分別在 nginx 服務器和 Tomcat 服務器查看日志文件

二、實驗案例：

實驗拓撲圖

（1）網絡圖總覽：

（2）具體案例實驗：

角色 IP地址

Nginx 192.168.220.131

Tomcat01 192.168.220.136

Tomcat02 192.168.220.137

實驗環境說明：

準備三臺虛擬機，一臺作為 nginx 代理服務器，用于接收用戶的訪問請求，兩臺 Tomcat 服務器（群集）；

nginx 將客戶端的請求，轉發給后臺的多臺 Tomcat 服務器處理，Tomcat 將請求回應，在通過代理服務器發給客戶端；

實驗驗證：客戶端只需要在瀏覽器上訪問代理服務器的地址，不需要訪問后臺的具體 Tomcat，就能訪問到網頁信息。

第一步：搭建 Nginx

搭建nginx，之前博客有詳細介紹。

第二步：部署兩臺 Tomcat

（1）配置 JAVA 環境

1、安裝 jdk

安裝后的位置在：/usr/java/

2、配置環境變量

vim /etc/profile，在文件末尾添加以下代碼：

使環境變量生效：

3、使用 java -version 命令檢查是否已安裝成功

（2）安裝和啟動 Tomcat

1、解壓縮包到指定路徑，/usr/local/

2、解壓完成后，生成 apache-tomcat-9.0.16 文件夾，改名為 Tomcat

3、為了方便控制 tomcat的開啟和關閉，我們可以創建一個軟連接

4、用 startup.sh 腳本開啟tomcat

第三步：Tomcat 中創建測試頁面

（1）創建目錄

（2）指定站點

目錄：/usr/local/tomcat/conf

（3）回到 bin/ 目錄下，再重新啟動一下 Tomcat

（4）瀏覽器訪問一下網頁，檢查是否成功

（5）第二臺 Tomcat 部署和第一臺一模一樣，但是為了頁面顯示區別，在 /web/webapp1/index.jsp 文件中，稍作修改，將 test1 改為 test2

注意：

在企業網中，群集中的 Tomcat 網站內容是一模一樣的，客戶無論訪問到哪個Tomcat，提供的網站都是一致的。但是這邊，為了展示實驗效果，站點內容不一樣，是為了區分在客戶端能夠看出是哪個Tomcat 提供了服務回應。

第四步：修改 Nginx 配置文件，添加服務器池

（1）文件位置：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

1、添加服務池：

2、在 location 段，添加以下代碼，意為調用服務池（協議，端口等等）

（2）重啟 nginx 服務

第五步：客戶端測試

這個架構中，nginx 只作為代理服務器而存在，我們作為用戶訪問網頁，根本就不知道后面是哪一臺具體提供服務的服務器，只需要將請求發送給 nginx 代理服務器，由 nginx 代理服務器，調用后臺的Tomcat 給用戶提供回應。

在客戶機瀏覽器上訪問 nginx 代理服務器：

我們可以看到，從代理服務器，可以直接訪問到群集Tomcat提供的服務。

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