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这篇文章主要讲解了“Debian下搭建Nginx和Tomcat服务器实现负载均衡的方法”，文中的讲解内容简单清晰，易于学习与理解，下面请大家跟着小编的思路慢慢深入，一起来研究和学习“Debian下搭建Nginx和Tomcat服务器实现负载均衡的方法”吧！
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负载均衡的基本概念
负载平衡（load balancing）是一种计算机网络技术，用来在多个计算机（计算机集群）、网络连接、cpu、磁盘驱动器或其他资源中分配负载，以达到最佳化资源使用、最大化吞吐率、最小化响应时间、同时避免过载的目的。
使用带有负载平衡的多个服务器组件，取代单一的组件，可以通过冗余提高可靠性。负载平衡服务通常是由专用软体和硬件来完成。
负载平衡最重要的一个应用是利用多台服务器提供单一服务，这种方案有时也称之为服务器农场。通常，负载平衡主要应用于web网站，大型的internet relay chat网络，高流量的文件下载网站，nntp（network news transfer protocol）服务和DNS服务。现在负载平衡器也开始支持数据库服务，称之为数据库负载平衡器。
对于互联网服务，负载平衡器通常是一个软体程序，这个程序侦听一个外部端口，互联网用户可以通过这个端口来访问服务，而作为负载平衡器的软体会将用户的请求转发给后台内网服务器，内网服务器将请求的响应返回给负载平衡器，负载平衡器再将响应发送到用户，这样就向互联网用户隐藏了内网结构，阻止了用户直接访问后台（内网）服务器，使得服务器更加安全，可以阻止对核心网络栈和运行在其它端口服务的攻击。
当所有后台服务器出现故障时，有些负载平衡器会提供一些特殊的功能来处理这种情况。例如转发请求到一个备用的负载平衡器、显示一条关于服务中断的消息等。负载平衡器使得it团队可以显著提高容错能力。它可以自动提供大量的容量以处理任何应用程序流量的增加或减少。
下面我们就来看一下如何搭建具备负载均衡能力的nginx+tomcat服务器组合：
0.前期准备
使用debian环境。安装nginx(默认安装)，一个web项目，安装tomcat(默认安装)等。
1.一份nginx.conf配置文件
# 定义nginx运行的用户 和 用户组 如果对应服务器暴露在外面的话建议使用权限较小的用户 防止被入侵
# user www www;
#nginx进程数, 建议设置为等于cpu总核心数
worker_processes 8;
#开启全局错误日志类型
error_log /var/log/nginx/error.log info;
#进程文件
pid /var/run/nginx.pid;
#一个nginx进程打开的最多文件描述数目 建议与ulimit -n一致
#如果面对高并发时 注意修改该值 ulimit -n 还有部分系统参数 而并非这个单独确定
worker_rlimit_nofile 65535;
events{
#使用epoll模型提高性能
use epoll;
#单个进程最大连接数
worker_connections 65535;
}
http{
#扩展名与文件类型映射表
include mime.types;
#默认类型
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
#日志
access_log /var/log/nginx/access.log;
error_log /var/log/nginx/error.log;
#gzip 压缩传输
gzip on;
gzip_min_length 1k; #最小1k
gzip_buffers 16 64k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 6;
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml application/javascript;
gzip_vary on;
#负载均衡组
#静态服务器组
upstream static.zh-jieli.com {
server 127.0.0.1:808 weight=1;
}
#动态服务器组
upstream zh-jieli.com {
server 127.0.0.1:8080;
#server 192.168.8.203:8080;
}
#配置代理参数
proxy_redirect off;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header x-real-ip $remote_addr;
proxy_set_header x-forwarded-for $proxy_add_x_forwarded_for;
client_max_body_size 10m;
client_body_buffer_size 128k;
proxy_connect_timeout 65;
proxy_send_timeout 65;
proxy_read_timeout 65;
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 4 32k;
proxy_busy_buffers_size 64k;
#缓存配置
proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri';
proxy_temp_file_write_size 64k;
proxy_temp_path /dev/shm/jielierp/proxy_temp_path;
proxy_cache_path /dev/shm/jielierp/proxy_cache_path levels=1:2 keys_zone=cache_one:200m inactive=5d max_size=1g;
proxy_ignore_headers x-accel-expires expires cache-control set-cookie;
server{
listen 80;
server_name erp.zh-jieli.com;
location / {
index index; #默认主页为 /index
#proxy_pass http://jieli;
}
location ~ .*\.(js|css|ico|png|jpg|eot|svg|ttf|woff) {
proxy_cache cache_one;
proxy_cache_valid 200 304 302 5d;
proxy_cache_valid any 5d;
proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri';
add_header x-cache '$upstream_cache_status from $host';
proxy_pass http:
//static.zh-jieli.com;
#所有静态文件直接读取硬盘
# root /var/lib/tomcat7/webapps/jielierp/web-inf ;
expires 30d; #缓存30天
}
#其他页面反向代理到tomcat容器
location ~ .*$ {
index index;
proxy_pass http:
//zh-jieli.com;
}
}
server{
listen 808;
server_name static;
location / {
}
location ~ .*\.(js|css|ico|png|jpg|eot|svg|ttf|woff) {
#所有静态文件直接读取硬盘
root /var/lib/tomcat7/webapps/jielierp/web-inf ;
expires 30d; #缓存30天
}
}
}基本配置这个文件，就可以实现负载了。但是里面的各种关系要了解就比较麻烦了。
2.基础讲解
现在假使有一台电脑192.168.8.203这台电脑，上面部署了tomcat，里面8080端口有j2ee的服务，通过浏览器可以正常浏览网页。现在有一个问题tomcat是一个比较全面的web容器，对静态网页的处理，应该是比较费资源的，特别是每次都要从磁盘读取静态页面，然后返回。这中间会消耗tomcat的资源，可能会使那些动态页面解析性能影响。秉承linux哲学，一个软件只做一件事的原则。tomcat就应该只处理jsp动态页面。这里就用到以前了解的nginx来进行反向代理。第一步代理，实现动静网页分离。这个很简单的。
worker_processes 8;
pid /var/run/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile 65535;
events{
use epoll;
worker_connections 65535;
}
http{
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
proxy_redirect off;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header x-real-ip $remote_addr;
proxy_set_header x-forwarded-for $proxy_add_x_forwarded_for;
client_max_body_size 10m;
client_body_buffer_size 128k;
proxy_connect_timeout 65;
proxy_send_timeout 65;
proxy_read_timeout 65;
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 4 32k;
proxy_busy_buffers_size 64k;
server{
listen 80;
server_name xxx.com;
location / {
index index;
}
location ~ .*\.(js|css|ico|png|jpg|eot|svg|ttf|woff) {
proxy_pass http:
//192.168.8.203:8080;
expires 30d;
}
location ~ .*$ {
index index;
proxy_pass http:
//192.168.8.203:8080;
}
}
}
worker_processes 8;
pid /var/run/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile 65535;
events{
use epoll;
worker_connections 65535;
}
http{
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 65;
types_hash_max_size 2048;
proxy_redirect off;
proxy_set_header host $host;
proxy_set_header x-real-ip $remote_addr;
proxy_set_header x-forwarded-for $proxy_add_x_forwarded_for;
client_max_body_size 10m;
client_body_buffer_size 128k;
proxy_connect_timeout 65;
proxy_send_timeout 65;
proxy_read_timeout 65;
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 4 32k;
proxy_busy_buffers_size 64k;
server{
listen 80;
server_name xxx.com;
location / {
index index;
}
location ~ .*\.(js|css|ico|png|jpg|eot|svg|ttf|woff) {
proxy_pass http:
//192.168.8.203:8080;
expires 30d;
}
location ~ .*$ {
index index;
proxy_pass http:
//192.168.8.203:8080;
}
}
}修改nginx的配置文件 /etc/nginx/nginx.conf 默认有个配置文件的。其实大部分都差不多，关键还是server段的设置。这里我设置server段如上所示，其他段复制就可以了。server段里面的解释如下：第35行为监听本机80端口。37-39行表示默认主页，这里的默认主页我是index.jsp 对应到我项目中是一个index。 这里根据需要可以改为
index index.jsp index.html index.htm index.php
具体可参考其他文章。 关键的第40行，这个是正则匹配，网上也有很多介绍。这里匹配我项目中用到的所有静态网页后缀。第41行是代理地址。这里我代理到我的web应用中。expires 30d缓存为30天，这里的缓存是对应到前端页面，用户的cache-control字段，
第44行中那个正则是匹配无后缀的页面。我项目中jsp页面是无后缀的。这里可以根据需要进行修改。同样代理到192.168.8.203:8080这里。到这里你可能会问，我艹，这有毛意思啊？当然不是这样了。简单的实现静动分离，我们可以把第41行进行修改，改为
root /var/lib/tomcat7/webapps/jielierp/web-inf
表示不代理，直接从本地磁盘拿。通过查tomcat日志可以看到静态页面是没有访问到的。但这样又有一个问题。这样的灵活性不好，对下面要讲到的内存缓存和集群部署来说都是不友好的，所以又有了下面的这种写法。再写一个server段。
server{
listen 808;
server_name static;
location / {
}
location ~ .*\.(js|css|ico|png|jpg|eot|svg|ttf|woff) {
#所有静态文件直接读取硬盘
root /var/lib/tomcat7/webapps/jielierp/web-inf ;
expires 30d; #缓存30天
}
}这次监听808端口，然后上上面的代码41行就可以修改为 proxy_pass http://192.168.8.203:808了，到这里就实现了动静分离了。如果多台服务器，就修改对应的ip就可以了。如果发现连接不上的，要检查一下防火墙，权限等外部问题，这个配置是这样的。
如果单纯这样的话，我们会发现页面直接传输过于占用带宽。对应web的优化，这里想到的是通过对页面进行gzip压缩，然后传到用户那里，再解压，这样可以有效的减少带宽。这里就会用到nginx 的gzip模块了。默认的nginx是集成有gzip模块的。只需在http段增加下面配置即可。
gzip on; gzip_min_length 1k; #最小1k gzip_buffers 16 64k; gzip_http_version 1.1; gzip_comp_level 6; gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml application/javascript; gzip_vary on;
给个首页看看效果
不要在意请求数不一样，那两个请求是谷歌插件来的。不用觉得我在骗你。
作为假使有很多人访问的网站来说，缓存肯定是很重要的东西了。一开始是想通过插件，让nginx和redis进行合成，然后nginx使用redis来缓存的，但是发现配置起来很麻烦，还要自己下载插件，重新编译nginx，比较麻烦，所以这里觉得用nginx自带的缓存也是不错的选择。虽然效率比不上redis，但是有还是比没有好。nginx默认的缓存是磁盘文件系统的缓存，而不是像redis那样的内存级别的缓存。一开始我以为nginx就只有这样。后来查了写资料，才知道是我太天真了，对linux不是很了解导致的。linux的一切皆文件。原来我们可以把文件缓存到内存对应的linux文件系统中。我说的可能比较难以理解，请自行搜索/dev/shm 这个文件目录。我们把文件缓存到这个文件目录里，其实就相当与内存的缓存了。只不过还是靠文件系统管理。所以比不上自定义格式的redis那样的内存缓存。
在http段进行基本配置
#缓存配置
proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri';
proxy_temp_file_write_size 64k;
proxy_temp_path /dev/shm/jielierp/proxy_temp_path;
proxy_cache_path /dev/shm/jielierp/proxy_cache_path levels=1:2 keys_zone=cache_one:200m inactive=5d max_size=1g;
proxy_ignore_headers x-accel-expires expires cache-control set-cookie;
location ~ .*\.(js|css|ico|png|jpg|eot|svg|ttf|woff) {
proxy_cache cache_one;
proxy_cache_valid 200 304 302 5d;
proxy_cache_valid any 5d;
proxy_cache_key '$host:$server_port$request_uri';
add_header x-cache '$upstream_cache_status from $host';
proxy_pass http:
//192.168.8.203:808;
expires 30d; #缓存30天
}经过这两个的配置就基本能实现了，这里说几个注意项，也是困扰我很久的问题。上面第一段代码第6行，proxy_ignore_headers 如果web项目中的html的head头里面指定
