nginx负载均衡、rewrite重写规则及多server反代配置梳理-MyLoo科技网

Nginx除了可以用作web服务器外，他还可以用来做高性能的反向代理服务器，它能提供稳定高效的负载均衡解决方案。nginx可以用轮询、IP哈希、URL哈希等方式调度后端服务器，同时也能提供健康检查功能。目前有众多公司均已经部署使用nginx实现基于七层的负载均衡功能。

1）Nginx负载均衡
为了实现Nginx的反向代理以及负载均衡功能，应用中需要用到两个模块，HttpProxyModule和HttpUpstreamModule模块；其中HttpProxyModule模块的作用是将用户的数据请求转发到其他服务器上，HttpUpstreamModule模块是提供负载均衡技术。

Nginx目前提供的负载均衡算法：
a）ngx_http_upstream_round_robin：加权轮询，可均分请求，是默认算法，集成在框架中。
b）ngx_http_upstream_ip_hash_module：IP哈希，可保持会话。
c）ngx_http_upstream_least_conn_module：最少连接数，可均分连接。
d）ngx_http_upstream_hash_module：一致性哈希，可减少缓存数据的失效。

nginx的upstream负载均衡目前支持的几种方式：
1）轮询(默认)
默认选项，当weight不指定时，各服务器weight相同，每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。

upstream bakend {
server 192.168.1.10;
server 192.168.1.11;
}

2）weight
指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。如果后端服务器down掉，能自动剔除。比如下面配置，则1.11服务器的访问量为1.10服务器的两倍（后端节点中配置高的服务器可以适当将weight设置大点）。

upstream bakend {
server 192.168.1.10 weight=1;
server 192.168.1.11 weight=2;
}

3）ip_hash
每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session不能跨服务器的问题，实现session共享。如果后端服务器down掉，要手工处理。

upstream resinserver{
ip_hash;
server 192.168.1.10:8080;
server 192.168.1.11:8080;
}

4）fair（第三方插件）
按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

upstream resinserver{
server 192.168.1.10:8080;
server 192.168.1.11:8080;
fair;
}

5）url_hash（第三方插件）
按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存服务器时比较有效。在upstream中加入hash语句，hash_method是使用的hash算法。

upstream resinserver{
server 192.168.1.10:8080;
server 192.168.1.11:8080;
hash $request_uri;
hash_method crc32;
}

设备的状态:
down 表示单前的server暂时不参与负载
weight 权重,默认为1。 weight越大，负载的权重就越大。
max_fails 允许请求失败的次数默认为1。当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误
fail_timeout max_fails次失败后，暂停的时间。
backup 备用服务器, 其它所有的非backup机器down或者忙的时候，请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。

下面是负载均衡实现原理拓扑图（多层负载）

nginx负载均衡、rewrite重写规则及多server反代配置梳理_服务器

Nginx反向代理模块配置方法示例说明：

location ~* \.(mp3|mp4)$ { //匹配URL以MP3或者MP4结尾的请求
 proxy_pass http://localhost:8080 //转发到本机8080端口
}
 
location / { //匹配任意URL
 proxy_pass http://localhost:8081 //转发到本机8081端口
 proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr //保留用户真实IP
}
 
location指令可以直接匹配字符串，也可以进行正则表达式匹配
~表示区分大小写，~*表示不区分大小写匹配，=表示精确匹配
proxy_pass指令可以根据location匹配的情况建立前后端的代理映射关系
X-Forwarded-For用于实现定义数据包头，记录用户真实IP

Nginx负载均衡模块配置方法示例说明：

upstream backend {
ip_hash；
server web1.test.com weight 1;
server web2.test.com weight 2;
server web3.test.com ;
}
 
server {
listen 80;
server_name web.test.com;
location / {
proxy_pass http://backend;
}
}
 
upstream定义后端服务器集合，backend是服务器组名
proxy-pass和fastcgi_pass将请求转发给一组服务器
ip_hash可以根据用户ip地址的hash值分配固定的后端服务器

2）Nginx负载均衡案例解析
服务器名称网路配置
nginx.test.com eth0:111.122.155.133
eth1:192.168.1.2
web1.test.com eht0:192.168.1.3
web2.test.com eth0:192.168.1.4
web3.test.com eth0:192.168.1.5

3台web机器配置：

在web1 web2 web3上安装httpd并配置网卡。操作步骤如下：（下面是web1的操作，web2和web3的操作步骤类似。注意修改红色部分的参数）
# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

DEVICE=eth0
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.3
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.2
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet

接着执行下面命令：

# service network restart
# yum install -y httpd
# iptables -F
# iptables -X
# service iptables save
# setenforce 0
# sed -i s/enforcing/disabled/g /etc/sysconfig/selinux
# echo "web1 192.168.1.3" > /var/www/html/index.html
# service httpd restart
# chkconfig httpd on

nginx代理服务器配置

# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

DEVICE=eth0
BOOTPROTO=static
IPADDR=111.122.155.133
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=111.122.155.0
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet

# vim /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth1

DEVICE=eth1
BOOTPROTO=static
IPADDR=192.168.1.2
NETMASK=255.255.255.0
GATEWAY=192.168.1.1
ONBOOT=yes
TYPE=Ethernet

接着执行下面命令：

 service network restart
# iptables -F
# iptables -X
# service iptables save
# setenforce 0
# sed -i s/enforcing/disabled/g /etc/sysconfig/selinux
 
# wget http://nginx.org/download/nginx-1.6.3.tar.gz
# tar zxf nginx-1.6.3.tar.gz -C /usr/src/
# yum install gcc pcre pcre-devel openssl openssl-devel gd gd-devel perl perl-ExtUtils-Embed
# cd /usr/src/nginx-1.6.3/
# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-ipv6 --with-http_ssl_module --with-http_realip_module --with-http_addition_module --with-http_dav_module --with-http_gzip_static_module --with-http_perl_module --with-mail_ssl_module
# make && make install

接着修改nginx配置文件
# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

user nobody;
worker_processes 1;
error_log logs/error.log notice;
pid logs/nginx.pid;
 
events {
worker_connections 5024；
}
 
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
 '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
 '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" ';
sendfile on;
tcp_nopush on;
server_tokens off;
keepalive_timeout 65;
keepalive_requests 100;
 
gzip on; //开启压缩
gzip_min_length 1000; //小于1000B内容不压缩
gzip_buffers 16 32k; //压缩缓存的个数和容量
gzip_types text/plain application/xml; //指定压缩文件类型
gzip_comp_level 2； //压缩级别为2，数字越大压缩效果越好
 
client_body_buffer_size 128k； //允许客户端请求缓存大小
client_max_body_size 100m; //允许请求的最大文件容量
large-client_header_buffers 4 8k； //
proxy_buffering on; //开启代理缓冲功能
proxy_buffer_size 8k; //第一部分响应数据的缓存大小
proxy_buffers 8 128k; //响应数据的缓存个数和容量
proxy_cache_path /usr/local/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=one:100m inactive=1d max_size=2G; 
 
//设置缓存目录，levels设置缓存个数，keys_zone定义缓存名字和容量，inactive定义缓存存活时间，max_size定义硬盘的缓存容量
proxy_connect_timeout 60s; //与后端服务器建立TCP连接握手超时时间
upstream servers {
 
//ip_hash；ip_hash确保相同客户端ip使用相同的后端服务器，不适用就默认轮询
server 192.168.1.3:80 max_fails=3 fail_timeout=30s weight=2;
server 192.168.1.4:80 max_fails=3 fail_timeout=30s weight=2;
server 192.168.1.5:80 max_fails=3 fail_timeout=30s weight=2;
}
 
server {
 listen 80;
 server_name web.test.com;
 access_log logs/host.access.log main;
 location / {
 
proxy_pass http://servers;
proxy_cache one;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
 }
 
}}

配置完成执行：

# echo "/usr/local/nginx/sbin/nginx" >> /etc/rc.local

最后浏览器访问http://192.168.1.2 或者http://111.122.155.133 刷新将分别得到不同的web页面信息

3）Nginx rewrite规则
nginx的rewrite语法格式和apache非常相似，rewrite regex replacement [flag],其中flag可以被设置为last结束当前指令并重新搜索location匹配、break结束当前rewrite指令、redirect临时重定向302、permanent永久重定向301。

rewrite地址重写及return应用的语法解析：
根据浏览器标识，访问资源重定向到指定文件目录,下面用IE浏览器示例：

if ($http_user_agent ~ MSIE ) {
 rewrite ^(.*)$ /msie/$1 break;
}

将移动客户端的请求重定向到其他服务器：

if ($http_user_agent ~* '(iphone|ipod)' ) {
 rewrite ^.+ http://mobile.site.com$uri;
}

用户使用POST方式请求数据时候，返回405：

if ($request_method = POST ) {
 return 405;
}

访问admin时候重定向到admin目录：

location /php_admin {
 rewrite ^/php_admin/.*$ /admin permanent;
}

——————————————-下面详细说下nginx的rewrite重写指令用法——————————————-
nginx通过ngx_http_rewrite_module模块支持url重写、支持if条件判断，但不支持else。
该模块需要PCRE支持，因此应在编译nginx时指定PCRE源码目录, nginx安装方法。

1）Nginx Rewrite 基本标记 (flags)

last 基本上都用这个Flag。相当于Apache里的[L]标记，表示完成rewrite，不再匹配后面的规则
break 中止 Rewirte，不再继续匹配
redirect 返回临时重定向的HTTP状态302
permanent 返回永久重定向的HTTP状态301。原有的url支持正则，重写的url不支持正则

2）正则表达式匹配，其中：

* ~ 为区分大小写匹配
* ~* 为不区分大小写匹配
* !~和!~* 分别为区分大小写不匹配及不区分大小写不匹配

3）文件及目录匹配，其中：

* -f 和!-f 用来判断是否存在文件
* -d 和!-d 用来判断是否存在目录
* -e 和!-e 用来判断是否存在文件或目录
* -x 和!-x 用来判断文件是否可执行

4）Nginx的一些可用的全局变量，可用做条件判断：

$args
$content_length
$content_type
$document_root
$document_uri
$host
$http_user_agent
$http_cookie
$limit_rate
$request_body_file
$request_method
$remote_addr
$remote_port
$remote_user
$request_filename
$request_uri
$query_string
$scheme
$server_protocol
$server_addr
$server_name
$server_port
$uri

nginx的rewrite指令执行顺序：

1）执行server块的rewrite指令(这里的块指的是server关键字后{}包围的区域，其它xx块类似)
2）执行location匹配
3）执行选定的location中的rewrite指令
如果其中某步URI被重写，则重新循环执行1-3，直到找到真实存在的文件
如果循环超过10次，则返回500 Internal Server Error错误

break指令
语法：break;
默认值：无
作用域：server,location,if

停止执行当前虚拟主机的后续rewrite指令集。
break指令实例：

if ($slow) {
 limit_rate 10k;
 break;
}

if指令
语法：if(condition){…}
默认值：无
作用域：server,location
对给定的条件condition进行判断。如果为真，大括号内的rewrite指令将被执行。
if条件(conditon)可以是如下任何内容:

1）一个变量名；false如果这个变量是空字符串或者以0开始的字符串；
2）使用= ,!= 比较的一个变量和字符串
3）是用~， ~*与正则表达式匹配的变量，如果这个正则表达式中包含}，;则整个表达式需要用" 或' 包围
4）使用-f ，!-f 检查一个文件是否存在
5）使用-d, !-d 检查一个目录是否存在
6）使用-e ，!-e 检查一个文件、目录、符号链接是否存在
7）使用-x ， !-x 检查一个文件是否可执行

if指令实例：

if ($http_user_agent ~ MSIE) {
 rewrite ^(.*)$ /msie/$1 break;
 }
 
 if ($http_cookie ~* "id=([^;]+)(?:;|$)") {
 set $id $1;
 }
 
 if ($request_method = POST) {
 return 405;
 }
 
 if ($slow) {
 limit_rate 10k;
 }
 
 if ($invalid_referer) {
 return 403;
 }

return指令

语法：
return code;
return code URL;
return URL;
 
默认值：无
作用域：server,location,if
 
停止处理并返回指定状态码(code)给客户端。
非标准状态码444，表示关闭连接且不给客户端发响应头。
从0.8.42版本起，return 支持响应URL重定向(对于301，302，303，307），或者文本响应(对于其他状态码).
对于文本或者URL重定向可以包含变量

rewrite指令

语法：rewrite regex replacement [flag];
默认值：无
作用域：server,location,if
如果一个URI匹配指定的正则表达式regex，URI就按照replacement重写。
rewrite按配置文件中出现的顺序执行。flags标志可以停止继续处理。
如果replacement以"http://"或"https://"开始，将不再继续处理，这个重定向将返回给客户端。
 
flag可以是如下参数：
last 停止处理后续rewrite指令集，然后对当前重写的新URI在rewrite指令集上重新查找。
break 停止处理后续rewrite指令集，并不在重新查找,但是当前location内剩余非rewrite语句和location外的非rewrite语句可以执行。
redirect 如果replacement不是以http:// 或https://开始，返回302临时重定向
permant 返回301永久重定向
 
最终完整的重定向URL包括请求scheme(http://,https://等),请求的server_name_in_redirect和port_in_redirec三部分 ，说白了也就是http协议、域名、端口三部分组成。

rewrite实例说明：

server {
 ...
 rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.mp3 last;
 rewrite ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.ra last;
 return 403;
 ...
 }

如果这些rewrite放到 “/download/” location如下所示, 那么应使用break而不是last , 使用last将循环10次匹配，然后返回500错误:

location /download/ {
 rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.mp3 break;
 rewrite ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.ra break;
 return 403;
 }

对于重写后的URL（replacement）包含原请求的请求参数，原URL的?后的内容。如果不想带原请求的参数，
可以在replacement后加一个问号。如下，我们加了一个自定义的参数user=$1,然后在结尾处放了一个问号?,
把原请的参数去掉。

rewrite ^/users/(.*)$ /show?user=$1? last;

如果正则表达regex式中包含 “}” 或 “;”, 那么整个表达式需要用双引号或单引号包围.

rewrite_log指令

语法：rewrite_log on|off;
默认值：rewrite_log off;
作用域：http,server,location,if
开启或关闭以notice级别打印rewrite处理日志到error log文件。

nginx打开rewrite log的配置：

rewrite_log on;
error_log logs/xxx.error.log notice;
 
1）打开rewrite on
2）把error log的级别调整到notice

set指令

语法：set variable value;
默认值：none
作用域：server,location,if
定义一个变量并赋值，值可以是文本，变量或者文本变量混合体。

uninitialized_variable_warn指令

语法：uninitialized_variable_warn on | off;
默认值：uninitialized_variable_warn on
作用域：http,server,location,if
 
控制是否输出为初始化的变量到日志

根据文件类型expires

# Add expires header for static content
location ~* \.(js|css|jpg|jpeg|gif|png|swf)$ {
if (-f $request_filename) {
 root /data/www/wwwroot/bbs;
 expires 1d;
 break;
}
}
 
 
# serve static files
location ~ ^/(images|JavaScript|js|css|flash|media|static)/ {
 root /data/www/wwwroot/down;
 expires 30d;
}

—————————————-Nginx多Server反向代理配置—————————————-
Nginx强大的正则表达式支持可以使server_name的配置变得很灵活。比如说想要做多用户博客，那么每个用户都会拥有自己的二级域名，这样的话，可以灵活利用server_name配置也是很容易就实现的。

server_name的匹配顺序
Nginx中的server_name指令主要用于配置基于名称虚拟主机，server_name指令在接到请求后的匹配顺序分别为：

1）准确的server_name匹配，例如：
server {
listen 80;
server_name ssdr.info www.ssdr.info;
...
}
 
2）以*通配符开始的字符串：
server {
listen 80;
server_name *.ssdr.info;
...
}
 
3）以*通配符结束的字符串：
server {
listen 80;
server_name www.*;
...
}
 
4）匹配正则表达式：
server {
listen 80;
server_name ~^(?.+)\.howtocn\.org$;
...
}

Nginx将按照上面1）,2）,3）,4）的顺序对server name进行匹配，只要有一项匹配以后就会停止搜索，所以在使用这个指令的时候一定要分清楚它的匹配顺序（类似于location指令）。
server_name指令一项很实用的功能便是可以在使用正则表达式的捕获功能，这样可以尽量精简配置文件，毕竟太长的配置文件日常维护也很不方便。

下面是2个具体的应用：

1）在一个server块中配置多个站点：

server
{
listen 80;
server_name ~^(www\.)?(.+)$;
index index.php index.html;
root /data/wwwsite/$2;
}
 
站点的主目录应该类似于这样的结构：
/data/wwwsite/ssdr.info
/data/wwwsite/linuxtone.org
/data/wwwsite/baidu.com
/data/wwwsite/google.com
 
这样就可以只使用一个server块来完成多个站点的配置。

2）在一个server块中为一个站点配置多个二级域名。
实际网站目录结构中通常会为站点的二级域名独立创建一个目录，同样可以使用正则的捕获来实现在一个server块中配置多个二级域名：

server
{
listen 80;
server_name ~^(.+)?\.howtocn\.org$;
index index.html;
if ($host = ssdr.info){
rewrite ^ http://www.ssdr.info permanent;
}
root /data/wwwsite/ssdr.info/$1/;
}
 
站点的目录结构应该如下：
/data/wwwsite/ssdr.info/www/
/data/wwwsite/ssdr.info/nginx/
 
这样访问www.ssdr.info时root目录为/data/wwwsite/ssdr.info/www/，nginx.ssdr.info时为/data/wwwsite/ssdr.info/nginx/，以此类推。
后面if语句的作用是将ssdr.info的方位重定向到www.ssdr.info，这样既解决了网站的主目录访问，又可以增加seo中对www.ssdr.info的域名权重。

多个正则表达式
如果你在server_name中用了正则，而下面的location字段又使用了正则匹配，这样将无法使用$1，$2这样的引用，解决方法是通过set指令将其赋值给一个命名的变量：

server
{
listen 80;
server_name ~^(.+)?\.howtocn\.org$;
set $www_root $1;
root /data/wwwsite/ssdr.info/$www_root/;
location ~ .*\.php?$ {
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
fastcgi_index index.php;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /data/wwwsite/ssdr.info/$fastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
}
}

Nginx不同域名反向代理到另一台服务器 proxy_pass和$host
想让一个VPS专门做另一个VPS的前端，后端VPS每添加一个域名，前端VPS就要同时添加一个域名来反向代理，作为前端的VPS如果一个一个的添加后端VPS的域名，那么这个事情特别麻烦，能不能让其自动反向代理后端VPS呢，用到proxy_pass和$host就可以轻松实现。
以下例子为了省事，以lnmp为安装环境进行设置，修改前端VPS的nginx.conf文件，修改成以下内容：

server {
listen 80;
server_name $host;
location / {
proxy_pass http://www.31.gd/;
proxy_set_header Host $host;
proxy_redirect off;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_connect_timeout 60;
proxy_read_timeout 600;
proxy_send_timeout 600;
}

接着修改其他部分

location /.(php|php5)?$
{
fastcgi_pass unix:/tmp/php-cgi.sock;
fastcgi_index index.php;
include fcgi.conf;
}
location /status {
stub_status on;
access_log off;
}
location /.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
{
expires 30d;
}
location /.(js|css)?$
{
expires 12h;
}

这样就可以实现了前端VPS可以反向代理任意域名到后端VPS，只要将域名解析到前端VPS，后端VPS进行域名绑定，那么就可以直接访问到了。

一台nginx带多个域名多个tomcat情况的配置
多个域名，其中2个域名需支持泛域名解析：
1）www.abc.com
2）www.bcd.com
3）*.efg.com
4）*.hij.com
其中1）,2），3）为一台tomcat，4）为独立tomcat。前端一台nginx，通过配置多个虚拟主机来实现该部署。
进入/usr/local/nginx/conf/vhost目录，所有虚拟主机的配置文件都在该目录下存放。

配置支持泛域名

#
# A virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
#
server {
listen 81;
server_name *.efg.com;
location / {
proxy_pass http://localhost:8080;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}
#
# A virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
#
server {
listen 81;
server_name *.hij.com;
location / {
proxy_pass http://localhost:8081;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}
}

Nginx 多域名配置
nginx绑定多个域名可又把多个域名规则写一个配置文件里，也可又分别建立多个域名配置文件，我一般为了管理方便，每个域名建一个文件，有些同类域名也可又写在一个总的配置文件里。

1）每个域名一个文件的写法
首先打开nginx域名配置文件存放目录：/usr/local/nginx/conf/vhost ，如要绑定域名www.wangshibo.com 则在此目录建一个文件：www.wangshibo.com.conf 然后在此文件中写规则，如：
server
{
listen 80;
server_name www.wangshibo.com; #绑定域名
index index.htm index.html index.php; #默认文件
root /home/www/wangshibo.com; #网站根目录
include location.conf; #调用其他规则，也可去除
}
 
2）一个文件多个域名的写法
一个文件添加多个域名的规则也是一样，只要把上面单个域名重复写下来就ok了，如：
server
{
listen 80;
server_name www.wangshibo.com; #绑定域名
index index.htm index.html index.php; #默认文件
root /home/www/wangshibo.com; #网站根目录
include location.conf; #调用其他规则，也可去除
}
server
{
listen 80;
server_name msn.wangshibo.com; #绑定域名
index index.htm index.html index.php; #默认文件
root /home/www/msn.wangshibo.com; #网站根目录
include location.conf; #调用其他规则，也可去除
}
 
3）不带www的域名加301跳转
如果不带www的域名要加301跳转，那也是和绑定域名一样，先绑定不带www的域名，只是不用写网站目录，而是进行301跳转，如：
server
{
listen 80;
server_name wangshibo.com;
rewrite ^/(.*) http://www.wangshibo.com/$1 permanent;
}
 
4）添加404网页
添加404网页，都可又直接在里面添加，如：
server
{
listen 80;
server_name www.wangshibo.com; #绑定域名
index index.htm index.html index.php; #默认文件
root /home/www/wangshibo.com; #网站根目录
include location.conf; #调用其他规则，也可去除
error_page 404 /404.html;
}
最后还有一个方法需要注意，可能有需要禁止IP直接访问80端口或者禁止非本站的域名绑定我们的IP，这样的话应该
如下处理，放到最前一个server上面即可：
server{
listen 80 default;
server_name _;
return 403;
}