Nginx 笔记（四）nginx 原理与优化参数配置与 nginx 搭建高可用集群

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一、nginx 原理与优化参数配置

master-workers 的机制的好处 首先，对于每个 worker 进程来说，独立的进程，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销，同时在编程以及问题查找时，也会方便很多。其次，采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断，master 进程则很快启动新的worker 进程。当然，worker 进程的异常退出，肯定是程序有 bug 了，异常退出，会导致当前 worker 上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险。 需要设置多少个 worker Nginx 同 redis 类似都采用了 io 多路复用机制，每个 worker 都是一个独立的进程，但每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞的方式来处理请求，即使是千上万个请求也不在话下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu，设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗。 #设置 worker 数量。 worker_processes 4 #work 绑定 cpu(4 work 绑定 4cpu)。 worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000 #work 绑定 cpu (4 work 绑定 8cpu 中的 4 个) 。 worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000 连接数 worker_connection 这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值，所以，一个 nginx 能建立的最大连接数，应该是 worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于HTTP 请求本地资源来说，能够支持的最大并发数量是 worker_connections *worker_processes，如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接，所以普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，而如果是 HTTP 作为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections *worker_processes/4。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。

详情见配置文件 nginx.conf

二、nginx 搭建高可用集群

1、什么是 nginx 高可用

1.1 配置

（1）需要两台 nginx 服务器 （2）需要 keddepalived （3）需要虚拟 ip 1.2、配置高可用的准备工作 （1）需要两台服务器 192.168.17.129 和 192.168.17.131 （2）在两台服务器安装 nginx （3）在两台服务器安装 keepalived 1.3、在两台服务器安装 keepalived （1）使用 yum 命令进行安装 yum install keepalived –y

? （2）安装之后，在 etc 里面生成目录 keepalived，有文件 keepalived.conf

2、Keepalived+Nginx 高可用集群（主从模式）

（1）修改/etc/keepalived/keepalivec.conf 配置文件

global_defs {
   notification_email {
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
  }
  notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
  smtp_server 192.168.17.129
  smtp_connect_timeout 30
  router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script chk_http_port {
  script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
  interval 2   #（检测脚本执行的间隔）
  weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
  state BACKUP # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP
  interface ens33 //网卡
  virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
  priority 100 # 主、备机取不同的优先级，主机值较大，备份机值较小
  advert_int 1
  authentication {
    auth_type PASS
    auth_pass 1111
  }
  virtual_ipaddress {
    192.168.17.50 // VRRP H 虚拟地址
  }
}
#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if  [  $A -eq 0  ];then
      /usr/local/nginx/sbin/nginx
      sleep 2
      if  [  `ps -C nginx  --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
             killall keepalived
      fi
fi

（1）在所有节点上面进行配置

# systemctl stop firewalld //关闭防火墙
# sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/sysconfig/selinux //关闭 selinux，重启
生效
# setenforce 0 //关闭 selinux，临时生效
# ntpdate 0.centos.pool.ntp.org //时间同步
# yum install nginx -y //安装 nginx

（2）配置后端 web 服务器（两台一样）

# echo "`hostname` `ifconfig ens33 |sed -n 's#.*inet \(.*\)netmask.*#\1#p'`" > 
/usr/share/nginx/html/index.html //准备测试文件，此处是将主机名和 ip 写到 index.html 页
面中
# vim /etc/nginx/nginx.conf //编辑配置文件
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;
events {
  worker_connections 1024;
}
http {
  log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
  access_log /var/log/nginx/access.log main;
  sendfile             on;
  tcp_nopush           on;
  tcp_nodelay          on;
  keepalive_timeout    65;
  types_hash_max_size  2048;
  include              /etc/nginx/mime.types;
  default_type         application/octet-stream;
  include  /etc/nginx/conf.d/*.conf;
  server {
     listen        80;
     server_name   www.mtian.org;
     location / {
         root    /usr/share/nginx/html;
    }
  access_log  /var/log/nginx/access.log main;
  } 
}
# systemctl start nginx //启动 nginx
# systemctl enable nginx //加入开机启动

（3）配置 LB 服务器（两台都一样）

# vim /etc/nginx/nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /run/nginx.pid;
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;
events {
    worker_connections 1024;
}
http {
   log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                   '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                   '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
   access_log /var/log/nginx/access.log main;
   sendfile               on;
   tcp_nopush             on;
   tcp_nodelay            on;
   keepalive_timeout      65;
   types_hash_max_size    2048;
   include                /etc/nginx/mime.types;
   default_type           application/octet-stream;
   include     /etc/nginx/conf.d/*.conf;
   upstream backend {
   server 192.168.1.33:80 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=20s;
   server 192.168.1.34:80 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=20s;
   }
   server {
     listen 80;
     server_name www.mtian.org;
     location / {
     proxy_pass http://backend;
     proxy_set_header Host $host:$proxy_port;
     proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
     }
 } 
}
# systemctl start nginx //启动 nginx 
# systemctl enable nginx //加入开机自启动

（4）在测试机（192.168.1.35）上面添加 host 解析，并测试 lb 集群是否正常。（测试机任意都可以，只要能访问 lb 节点。）

[root@node01 ~]# cat /etc/hosts
127.0.0.1      localhost localhost.localdomain localhost4 localhost4.localdomain4
::1            localhost localhost.localdomain localhost6 localhost6.localdomain6
192.168.1.32       www.mtian.org
192.168.1.31       www.mtian.org
// 测试时候轮流关闭 lb1 和 lb2 节点，关闭后还是能够访问并看到轮循效果即表示 nginx lb 集群搭建
成功。
[root@node01 ~]# curl www.mtian.org
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl www.mtian.org
web02 192.168.1.34 
[root@node01 ~]# curl www.mtian.org
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl www.mtian.org
web02 192.168.1.34 
[root@node01 ~]# curl www.mtian.org
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl www.mtian.org
web02 192.168.1.34

（5）上面步骤成功后，开始搭建 keepalived，在两台 lb 节点上面安装 keepalived（也可以源码编译安装、此处直接使用 yum 安装）

# yum install keepalived -y

（6）配置 LB-01 节点

[root@LB-01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf
! Configuration File for keepalived

global_defs {
     notification_email {
     381347268@qq.com
     }
     smtp_server 192.168.200.1
     smtp_connect_timeout 30
     router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
     state MASTER
     interface ens33
     virtual_router_id 51
     priority 150
     advert_int 1
     authentication {
     auth_type PASS
     auth_pass 1111
     }
     virtual_ipaddress {
     192.168.1.110/24 dev ens33 label ens33:1
     }
}
[root@LB-01 ~]# systemctl start keepalived //启动 keepalived
[root@LB-01 ~]# systemctl enable keepalived //加入开机自启动

[root@LB-01 ~]# ip a //查看 IP，会发现多出了 VIP 192.168.1.110
......
2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
     link/ether 00:0c:29:94:17:44 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
     inet 192.168.1.31/24 brd 192.168.1.255 scope global ens33
         valid_lft forever preferred_lft forever
     inet 192.168.1.110/24 scope global secondary ens33:1
         valid_lft forever preferred_lft forever
     inet6 fe80::20c:29ff:fe94:1744/64 scope link 
         valid_lft forever preferred_lft forever
......

（7）配置 LB-02 节点

[root@LB-02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf 
! Configuration File for keepalived
global_defs {
     notification_email {
     381347268@qq.com
     }
     smtp_server 192.168.200.1
     smtp_connect_timeout 30
     router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
     state BACKUP
     interface ens33
     virtual_router_id 51
     priority 100
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
     virtual_ipaddress {
     192.168.1.110/24 dev ens33 label ens33:1
     }
}

[root@LB-02 ~]# systemctl start keepalived //启动 keepalived
[root@LB-02 ~]# systemctl enable keepalived //加入开机自启动

[root@LB-02 ~]# ifconfig //查看 IP，此时备节点不会有 VIP（只有当主挂了的时候，VIP 才会飘到备
节点）
ens33: flags=4163 mtu 1500
     inet 192.168.1.32 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255
     inet6 fe80::20c:29ff:feab:6532 prefixlen 64 scopeid 0x20
     ether 00:0c:29:ab:65:32 txqueuelen 1000 (Ethernet)
     RX packets 43752 bytes 17739987 (16.9 MiB)
     RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
     TX packets 4177 bytes 415805 (406.0 KiB)
     TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
......

（8）在测试机器上面访问 Keepalived 上面配置的 VIP 192.168.1.110

[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web02 192.168.1.34 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web02 192.168.1.34

//关闭 LB-01 节点上面 keepalived 主节点。再次访问
[root@LB-01 ~]# systemctl stop keepalived
[root@node01 ~]# 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web02 192.168.1.34 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web02 192.168.1.34

//此时查看 LB-01 主节点上面的 IP ，发现已经没有了 VIP
[root@LB-01 ~]# ifconfig
ens33: flags=4163 mtu 1500
     inet 192.168.1.31 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255
     inet6 fe80::20c:29ff:fe94:1744 prefixlen 64 scopeid 0x20
     ether 00:0c:29:94:17:44 txqueuelen 1000 (Ethernet)
     RX packets 46813 bytes 18033403 (17.1 MiB)
     RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
     TX packets 9350 bytes 1040882 (1016.4 KiB)
     TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
...
//查看 LB-02 备节点上面的 IP，发现 VIP 已经成功飘过来了
[root@LB-02 ~]# ifconfig
ens33: flags=4163 mtu 1500
     inet 192.168.1.32 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255
     inet6 fe80::20c:29ff:feab:6532 prefixlen 64 scopeid 0x20
     ether 00:0c:29:ab:65:32 txqueuelen 1000 (Ethernet)
     RX packets 44023 bytes 17760070 (16.9 MiB)
     RX errors 0 dropped 0 overruns 0 frame 0
     TX packets 4333 bytes 430037 (419.9 KiB)
     TX errors 0 dropped 0 overruns 0 carrier 0 collisions 0
ens33:1: flags=4163 mtu 1500
     inet 192.168.1.110 netmask 255.255.255.0 broadcast 0.0.0.0
     ether 00:0c:29:ab:65:32 txqueuelen 1000 (Ethernet)
...

到此，Keepalived+Nginx 高可用集群就搭建完成了。

3、Keepalived+Nginx 高可用集群（双主模式）

? 说明：还是按照上面的环境继续做实验，只是修改 LB 节点上面的 keepalived 服务的配置文件即可。此时 LB-01 节点即为 Keepalived 的主节点也为备节点，LB-02 节点同样即为 Keepalived 的主节点也为备节点。 LB-01 节点默认的主节点 VIP（192.168.1.110），LB-02 节点默认的主节点 VIP（192.168.1.210） （1）配置 LB-01 节点

[root@LB-01 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf //编辑配置文件，增加一段新的
vrrp_instance 规则
! Configuration File for keepalived
global_defs {
     notification_email {
         381347268@qq.com
     }
     smtp_server 192.168.200.1
     smtp_connect_timeout 30
     router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
     state MASTER
     interface ens33
     virtual_router_id 51
     priority 150
     advert_int 1
     authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
     }
     virtual_ipaddress {
         192.168.1.110/24 dev ens33 label ens33:1
     }
 }
vrrp_instance VI_2 {
     state BACKUP
     interface ens33
     virtual_router_id 52
     priority 100
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 2222
     }
     virtual_ipaddress {
         192.168.1.210/24 dev ens33 label ens33:2
     }
}
[root@LB-01 ~]# systemctl restart keepalived //重新启动 keepalived

// 查看 LB-01 节点的 IP 地址，发现 VIP（192.168.1.110）同样还是默认在该节点
[root@LB-01 ~]# ip a
2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
     link/ether 00:0c:29:94:17:44 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
     inet 192.168.1.31/24 brd 192.168.1.255 scope global ens33
         valid_lft forever preferred_lft forever
     inet 192.168.1.110/24 scope global secondary ens33:1
         valid_lft forever preferred_lft forever
     inet6 fe80::20c:29ff:fe94:1744/64 scope link 
         valid_lft forever preferred_lft forever

（2）配置 LB-02 节点

[root@LB-02 ~]# vim /etc/keepalived/keepalived.conf //编辑配置文件，增加一段新的
vrrp_instance 规则
! Configuration File for keepalived

global_defs {
     notification_email {
         381347268@qq.com
     }
     smtp_server 192.168.200.1
     smtp_connect_timeout 30
     router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_instance VI_1 {
     state BACKUP
     interface ens33
     virtual_router_id 51
     priority 100
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
     virtual_ipaddress {
     192.168.1.110/24 dev ens33 label ens33:1
     }
 }
vrrp_instance VI_2 {
     state MASTER
     interface ens33
     virtual_router_id 52
     priority 150
     advert_int 1
     authentication {
     auth_type PASS
         auth_pass 2222
     }
     virtual_ipaddress {
         192.168.1.210/24 dev ens33 label ens33:2
     } 
}
[root@LB-02 ~]# systemctl restart keepalived //重新启动 keepalived
// 查看 LB-02 节点 IP，会发现也多了一个 VIP（192.168.1.210），此时该节点也就是一个主了。
[root@LB-02 ~]# ip a
2: ens33:  mtu 1500 qdisc pfifo_fast state UP qlen 1000
     link/ether 00:0c:29:ab:65:32 brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
     inet 192.168.1.32/24 brd 192.168.1.255 scope global ens33
         valid_lft forever preferred_lft forever
     inet 192.168.1.210/24 scope global secondary ens33:2
         valid_lft forever preferred_lft forever
     inet6 fe80::20c:29ff:feab:6532/64 scope link 
         valid_lft forever preferred_lft forever
（3）测试
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web02 192.168.1.34 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.210
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.210
web02 192.168.1.34

// 停止 LB-01 节点的 keepalived 再次测试
[root@LB-01 ~]# systemctl stop keepalived
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.110
web02 192.168.1.34 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.210
web01 192.168.1.33 
[root@node01 ~]# curl 192.168.1.210
web02 192.168.1.34

测试可以发现我们访问 keepalived 中配置的两个 VIP 都可以正常调度等，当我们停止任意一台 keepalived节点，同样还是正常访问；到此，keepalived+nginx 高可用集群（双主模式）就搭建完成了。

Nginx

Nginx 笔记（四）nginx 原理与优化参数配置与 nginx 搭建高可用集群

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