Nginx

Nginx补全计划1

前言

nginx是服务器的代理，我们习惯称之为“反向代理”。什么是正向代理，什么是反向代理呢？

服务端——客户端模型的概念可以说是深入人心了，而在这两个的中间，我们就可以进行一些中间件的添加，来保证整个服务更加可靠高效。

  • 我们习惯把代理客户端的服务器作为正向代理，常见的有VPN技术，即用户与目标服务器之间的网络可能是不可达的，但是有某些服务器是可以到达目标服务器的，于是，一种很自然的想法就是去让我们的客户端与代理服务器进行连接，中间的代理服务器把请求转发给目标服务器，这样中继一下，就可以实现通信。
  • 而反向代理是中间服务器作为目标服务器的代理，换言之，我们只知道中间代理服务器的地址，而不知道目标服务器的地址。

这样做的一个好处是，当请求到达中间服务器时，中间服务器就可以做负载均衡，即把请求比较均匀的分配给集群的服务器；还有一个好处是，可以隐藏目标服务器的地址。

反向代理

环境配置

安装

我们可以很方便的使用apt来进行安装，无非就那几步

  • 首先是更新apt

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    sudo apt update

  • 然后是安装nginx

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    sudo apt install nginx

  • 然后是启动nginx服务

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    sudo systemctl start nginx

  • 如果你想要设置为开机自启动

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    sudo systemctl enable nginx

启动和测试

安装好后，我们看一下nginx是否启动了

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sudo systemctl status nginx

如果看到activate的字样，说明启动成功了

image-20250715203259894

启动好后，我们来打开浏览器，输入

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localhost

试一试，可以看到对应的欢迎界面

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小测试

我始终认为，上手实战要远比在哪什么都不动要好，我们先不关注nginx的那些高级配置，我们就先来关注一下nginx的基本的功能，也就是反向代理。

实现http反向代理

众所周知啊，即然http实现的是反向代理的功能，那么，当我访问localhost的时候，nginx应该会自动帮我实现请求转发。下面我们来实现一下这个功能。

首先是启动我们的后端程序，这个后端程序很简单，就返回一句Hello, World就行，为了方便起见，我这里直接使用net/http来进行演示。

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package main

import (
	"fmt"
	"net/http"
)

func index(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
	w.Write([]byte("<H1> Hello, World </H1>"));
	fmt.Println("访问index!")
}

func main() {
	http.HandleFunc("/", index)
	http.ListenAndServe(":5000", nil);
	
}

这段代码的意思是，当我访问localhost:5000这个地址的时候，会输出一句话，如下图所示

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好了，现在，我们就可以改写nginx转发的配置，目的就是，当直接访问nginx的地址时，会直接出现Hello, World这行字。

改写nginx配置

我们需要修改的文件在

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/etc/nginx/sites-available/default

就是这个配置文件。把对应的location的部分给修改了。

修改为以下内容

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		# 自己的配置
		location / {
			proxy_pass http://localhost:5000;
			proxy_set_header Host $host;
          	proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
		}

然后可以使用-t参数来测试以下修改是否生效。

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sudo nginx -t

如果是

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nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

说明没有问题。

然后重启nginx

验证

此时，我们可以直接去访问nginx服务器对应的网址，也就是localhost，看看是否转发成功

image-20250715211846936

我们此时发现，转发确实成功了！

负载均衡测试

使用nginx的一个好处就是可以使用负载均衡，常见的负载均衡有

  • 轮询：可以理解为遍历每个服务器，每一次把一个请求发送给服务器，然后转着圈循环着去发送。
  • 加权：权重越大，收到请求的概率也就越高
  • IP哈希：同一IP的请求需要某个机器负责
  • url哈希：同一url请求某个机器负责

对于轮询算法来说，其最大的优势就是简单，但这是建立在所有服务器性能一样的基础上的；

加权则可以表示为权限越大的服务器性能越好，其收到请求的概率也就越大；

而IP哈希则可以很好的将一个IP地址固定在某个机器上，这样做的好处就是在使用session这类鉴权系统时可以做到集中session

我们来看看怎么实现一个加权负载均衡

nginx实现负载均衡

我们先把负载均衡的配置给搞清楚，这里我们就用单机来模拟一下多台机器同时在线的情况，即不同的端口就表示不同的服务在运行，也就是说，我们得改写一下之前写的那个后端程序。

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package main

import (
	"fmt"
	"net/http"
	"os"
)

var port string

func index(w http.ResponseWriter, req *http.Request) {
	msg := fmt.Sprintf("<h1>Hello from port %s</h1>", port)
	w.Write([]byte(msg))
	fmt.Printf("收到请求，响应端口：%s\n", port)
}

func main() {
	// 默认端口
	port = "5000"

	// 如果传入了命令行参数，则使用它作为端口
	if len(os.Args) > 1 {
		port = os.Args[1]
	}

	http.HandleFunc("/", index)

	addr := ":" + port
	fmt.Printf("服务正在端口 %s 上运行...\n", port)
	err := http.ListenAndServe(addr, nil)
	if err != nil {
		fmt.Println("启动失败：", err)
	}
}

这样，我们就可以从命令行输入多个参数进行启动。我们将启动过程可以封装为一个脚本，这样就可以通过脚本启动。

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#!/bin/bash

echo "开始编译main.go"
go build main.go
echo "编译完毕"


echo "开始启动..."
./main $1 &
./main $2 &
./main $3 &


echo "启动完成！"

这样，我们的多个服务就可以成功启动了，当我们进行访问的时候，就可以从浏览器的页面中快速的看到是访问了哪个服务器。

当然，我们还得对nginx做一些负载均衡的配置。

轮询

首先是负载均衡的关键字upstream。

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upstream testServer {
    server localhost:5000;
    server loalhost:5001;
    server localhost:5002;
}

加权轮询

更高级的，我们可以把权重值加载后面，从而形成加权轮询

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upstream testServer {
    server localhost:5000 weight=1;
    server loalhost:5001 weight=3;
    server localhost:5002;
}

我们要把这段upstream的内容放在nginx.conf的http{}内，然后，把原来的server地址就可以替换为

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		location / {
			proxy_pass http://testServer;
			proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
		}

然后重启nginx

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sudo systemctl restart nginx

一切准备完毕，现在我们来看看是否真的可以做到负载均衡！

测试

预期效果：当我们访问localhost的时候，应该可以看到

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Hello from port 5000
Hello from port 5001
Hello from port 5002

这样的结果。

我们来试一下。

第一次测试：

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刷新一下看看

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再刷新一下看看

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由于我们实现的负载均衡是轮询，即每次请求一定会按照循序把所有请求分发给不同的服务器。更直观的，我们用Jmeter来测试一下。

Jmeter测试轮询

在jmeter中，创建一个测试工程，其目录结构如下

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然后在线程组/HTTP请求下，填写我们需要测试的url。

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然后就可以直接开始测试，我设置的是一组10个线程，所以单次运行，一次会创建10个请求。

按照预期，每个请求都是均匀出现的

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~/go4test ❯ 收到请求，响应端口：5000
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5002
收到请求，响应端口：5000
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5002
收到请求，响应端口：5000
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5002

符合预期！

Jmeter测试加权轮询

按照我们的预期，权限越大，被访问的几率也就越大。根据配置，应该是5001 > 5000 > 5002出现的次数

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upstream testServer {
    server localhost:5000 weight=1;
    server loalhost:5001 weight=3;
    server localhost:5002;
}

我们来测试一下试试！

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~/go4test ❯ 收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5002
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5001
收到请求，响应端口：5000

可以看到，5001的出现频率远大于其它两个。

总结

这次我们配置了nginx的环境，同时也实现了一个反向代理服务器的功能，最后也演示了一下nginx的负载均衡功能，包括轮询负载均衡、加权负载均衡等。

Nginx
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