基于NGINX的代理服务器搭建---毕业论文

毕业设计论文题目基于NGINX的代理服务器搭建学 院： 电子与信息工程学院 学生姓名： 林耀文 专业班级： 12级计算机网络技术1班 学 号： 2012120135 指导教师： 叶红卫 2015 年 6月16日摘 要Nginx最大的特点是对高并发的支持和高效的负载均衡，在高并发的需求场景下，是Apache服务器不错的替代品。负载均衡，单从字面上的意思来理解就可以解释多台服务器平均分担负载，不会因为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。那么负载均衡的前提就是要有多台服务器才能实现，也就是两台以上即可。基于Liunx系统搭建Nginx服务器，需要复杂的环境包，包括zlib、zlib-devel、gcc-c+、libtool、open openssl、openssl-devel、pcre pcre-devel，这些环境包插件对于搭建Nginx服务器缺一不可。本次设计中，我们同样采用基于Nginx搭建Web应用服务器,另一台则作为Nginx负载均衡服务器。Nginx配置负载均衡使用的模块是ngx_http_upstream_modulenginx。我们配置负载均衡使用的算法有：轮询、加权轮询、ip hash。设计采用加权轮询算法就是在轮询算法的基础上，给服务器加上权重（weight），客户端请求根据权重比例分配到后端服务器上，其实轮询算法的权重都是一样的。关键词：NGINX；代理服务器；负载均衡；Web应用服务器II目 录摘 要I目 录II第一章 绪 论11.1 背景分析11.2负载均衡器1第二章 部署服务器32.1什么是虚拟主机技术32.2什么是正向代理与反向代理32.3两者区别42.4为什么需要负载均衡代理服务器4第三章 基于NGINX的代理服务器搭建63.1 NGINX代理服务器搭建基本环境63.2代理服务器搭建的前期准备63.3代理服务器NGINX的安装和配置93.4基于NGINX网页服务器的安装和配置143.5负载均衡服务器的搭建与实现16结束语19参考文献20致 谢21第一章 绪 论1.1 背景分析Nginx 是一个很牛的高性能Web和反向代理服务器, 它具有有很多非常优越的特性:在高连接并发的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品: Nginx在美国是做虚拟主机生意的老板们经常选择的软件平台之一. 能够支持高达 50,000个并发连接数的响应, 感谢Nginx为我们选择了epoll and kqueue作为开发模型.Nginx作为负载均衡服务器: Nginx 既可以在内部直接支持Rails和PHP程序对外进行服务, 也可以支持作为HTTP代理服务器对外进行服务. Nginx采用C进行编写, 不论是系统资源开销还是CPU使用效率都比Perlbal要好很多.作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器（最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器）,Last.fm描述了成功并且美妙的使用经验.Nginx 是一个安装非常的简单 ,配置文件非常简洁（还能够支持perl语法）,Bugs非常少的服务器: Nginx 启动特别容易, 并且几乎可以做到7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动. 你还能够不间断服务的情况下进行软件版本的升级1.2负载均衡器Ningx作为负载均衡器的同时也是反向代理服器，配置语法相当简单，可以按轮询、IP_hash、url_hash、权重等多种方法对后端的服务器作负载均衡，同时还支持后端服务器的健康检查。另外，它相对于LVS比较有优势的一点，由于它是基于第七层的负载均衡，是根据报头内的信息来执行负载均衡任务，所以对网络的依赖比较小，理论上只要ping得通就能够实现负载均衡；在国内，Nginx不仅作为一款性能优异的负载均衡器，它同时也是一款适用于高并发环境的WEB应用软件，在新浪、金山、迅雷在线等大型网站都得到了应用，其作为负载均衡器的优点如下：1.配置文件非常简单：风格跟程序一样通俗易懂。2.成本低廉：Nginx为开源软件，可以免费使用。而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币。3.支持Rewrite重写规则：能够根据域名、URL的不同，将 HTTP 请求分到不同的后端服务器群组。4.内置的健康检查功能：如果 Nginx Proxy 后端的某台 Web 服务器宕机了，不会影响前端访问。5.节省带宽：支持 GZIP 压缩，可以添加浏览器本地缓存的 Header 头。6.稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微。特别是通过跟踪一些已上线的项目，发现在高并发的情况下，Nginx作为负器均衡器/反向代理宕机的次数几乎是零。第二章 部署服务器2.1什么是虚拟主机技术利用虚拟主机技术，可以把一台真正的主机分成许多虚拟的主机，每一台虚拟主机都具有独立的域名和IP地址，具有完整的Internet服务器（www, FTP,email）功能。虚拟主机之间完全独立，在外界看来，每一台虚拟主机和一台独立的主机完全一样。效果一样但费用却大不一样了。由于多台虚拟主机共享一台真实主机的资源，每个虚拟主机用户承受的硬件费用、网络维护费用、通信线路的费用均大幅度降低，Internet真正成为人人用得起的网络!目前生产环境中，大多数服务提供商都采用了虚拟主机的方式为客户提供web服务，虚拟主机包括基于IP的虚拟主机，基于端口的虚拟主机和基于名称的虚拟主机，由于目前最流行的是基于名称的虚拟主机，也就是可以通过相同端口、相同IP对应多个域名站点，本设计以这种方式为主进行讲解。 2.2什么是正向代理与反向代理正向代理，也就是传说中的代理,他的工作原理就像一个跳板，简单的说，我是一个用户，我访问不了某网站，但是我能访问一个代理服务器，这个代理服务器呢，他能访问那个我不能访问的网站，于是我先连上代理服务器，告诉他我需要那个无法访问网站的内容，代理服务器去取回来，然后返回给我。从网站的角度，只在代理服务器来取内容的时候有一次记录，有时候并不知道是用户的请求，也隐藏了用户的资料，这取决于代理告不告诉网站。结论就是，正向代理 是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。反向代理的概念继续举例:用户访问 /readme，但上并不存在readme页面，他是偷偷从另外一台服务器上取回来，然后作为自己的内容返回用户，但用户并不知情。这里所提到的 这个域名对应的服务器就设置了反向代理功能。结论就是，反向代理正好相反，对于客户端而言它就像是原始服务器，并且客户端不需要进行任何特别的设置。客户端向反向代理的命名空间(name-space)中的内容发送普通请求，接着反向代理将判断向何处(原始服务器)转交请求，并将获得的内容返回给客户端，就像这些内容原本就是它自己的一样。2.3两者区别从用途上来讲：正向代理的典型用途是为在防火墙内的局域网客户端提供访问Internet的途径。正向代理还可以使用缓冲特性减少网络使用率。反向代理的典型用途是将防火墙后面的服务器提供给Internet用户访问。反向代理还可以为后端的多台服务器提供负载平衡，或为后端较慢的服务器提供缓冲服务。另外，反向代理还可以启用高级URL策略和管理技术，从而使处于不同web服务器系统的web页面同时存在于同一个URL空间下。从安全性来讲：正向代理允许客户端通过它访问任意网站并且隐藏客户端自身，因此你必须采取安全措施以确保仅为经过授权的客户端提供服务。反向代理对外都是透明的，访问者并不知道自己访问的是一个代理。2.4为什么需要负载均衡代理服务器 如何将Web服务器集群当作一个城池，那么负载均衡服务器则相当于城门，重要性不言而喻。如果“城门”关闭了，与外界的通道也就掐断了。如果只有一台Nginx负载均衡服务器，当该服务器发生故障时，则会导致整个网站无法访问。因此，我们需要两台以上的Nginx负载均衡服务器，实现故障转移与高可用。双机高可用一般是通过虚拟IP（也称漂移IP）方式来实现的，基于Linux/Unix的IP别名技术。双机高可用方式目前分为两种：第一种方式为一台主服务器和一台热备服务器，正常情况下主服务器绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务，热备服务器处于空闲状态，当主服务器发生故障时，热备服务器接管主服务器的虚拟IP，提供负载均衡服务；第二种方式为两台负载均衡服务器都处于活动状态，各自绑定一个公网虚拟IP，提供负载均衡服务，当其中一台服务器发生故障时，另一台服务器接管发生故障服务器的虚拟IP。第一种方式较为常见，但始终有一台服务器处于空闲状态，浪费了一台服务器的负载均衡处理能力。而第二种方式需要多用一个公网IP。第三章 基于NGINX的代理服务器搭建3.1 NGINX代理服务器搭建基本环境VMware Workstation版本：10.0.4 build-2249910操作系统：CentOS-6.5-i386-minimal虚拟机需要一张网卡，计算机:nginx 公网地址：1计算机:webserver 公网地址：2CentOS系统使用默认管理员账号root，密码设置为123456系统防火墙iptables默认为开启状态，由于需要开启通讯端口88，开放防火墙iptables端口88。3.2代理服务器搭建的前期准备（1）先做好一台基于CentOS-6.5的nginx服务器的虚拟机，需要注意的是网卡设置成桥接模式，存放虚拟机的文件夹命名为nginx。（2）同样的原理，搭建webserver网页服务器,并命名为webserver。如图3-1虚拟机复制所示。图3-1 虚拟机复制（3）打开虚拟机nginx,开启虚拟机并登陆进去。如图3-2系统登陆成功状态所示。图3-2 系统登陆成功（4）修改服务器nginx虚拟机的IP地址,执行命令:vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0进行修改。如图3-3修改IP地址命令所示。图3-3 修改IP地址命令（5）编辑网卡ifcfg-eth0配置文件。如图3-4编辑ifcfg-et0配置文件所示。图3-4 编辑ifcfg-eth0配置文件（6）重启网卡,执行命令service network restart, 令网卡地址生效。如图3-5重启网卡命令所示。图3-5 重启网卡命令（7）使用CentOS-6.5-i386-minimal.iso系统包作为yum源包。如图3-6加载IDE选择iso文件。图3-6 加载IDE选择iso文件（8）分别执行命令mkdir /mnt/iso和mkdir /mnt/cdrom创建iso源，并且创建成功。如图3-7创建iso源，如图3-8创建iso源成功。图3-7 创建iso源图3-8 创建iso源成功（9）执行命令mkdir /etc/yum.repos.d/bak创建yum源文件备份文件夹，并且执行命令cd /etc/yum.repos.d进入yum文件夹,然后执行命令mv *.repo /etc/yum.repos.d/bak拷贝所有原始文件，以防数据丢失找不到原始文件。如图3-9创建yum备份文件。图3-9 创建yum备份文件（9）在yum.repos.d文件夹下，执行命令vi nginx.repo新建yum源配置主文件。如图3-10新建yum源配置主文件。图3-10新建yum源配置主文件（10）执行命令yum clean all,更新yum源路径。如图3-11更新yum源路径，并且提示更新成功。图3-11更新yum源路径3.3代理服务器NGINX的安装和配置（1）利用Winsp远程登陆程序，上传nginx-1.7.7安装包到服务器/opt/目录下。如图3-12Winsp登陆界面。如图3-13Winsp上传界面。图3-12Winsp登陆界面图3-13Winsp上传界面（2）执行命令cd /opt/进入/opt/根目录下,并且执行命令tar zxvf nginx-1.7.7.tar.gz解压文件。如图3-14nginx-1.7.7解压。图3-14nginx-1.7.7解压（3）执行命令cd /opt/nginx-1.7.7进入/nginx-1.7.7/根目录下,并且执行命令./configure。如图3-15执行./configure命令。图3-15执行./configure命令（4）执行命令yum y install make zlib zlib-devel gcc-c+ libtool open openssl openssl-devel pcre pcre-devel如图3-16服务器nginx环境包a, 如图3-17服务器nginx环境包b。提示环境包安装成功提示界面，如图3-18环境包安装成功a, 如图3-19环境包安装成功b, 如图3-20环境包完全安装成功。图3-16服务器nginx环境包a图3-17服务器nginx环境包b图3-18环境包安装成功a图3-19环境包安装成功b图3-20环境包完全安装成功a（5）执行命令cd /usr/local/nginx/conf进入/usr/local/nginx/conf根目录下,并且执行命令vi nginx.conf编辑文件。如图3-21执行./configure命令。如图3-21编辑nginx主文件。图3-21编辑nginx主文件（6）设置worker_processes启动进程CPU数量为1，单个后台worker process进程的最大并发链接数为1024，保持连接时限keepalive_timeout为65秒，设定负载均衡的服务器列表upstream。如图3-22设置负载均衡参数所示。图3-22修改服务器端口（7）修改服务器端口为:88。如图3-23修改服务器端口。图3-23修改服务器端口（8）执行命令cd /usr/local/nginx/sbin，切换到sbin,然后执行命令./nginx使nginx服务器重启生效。如图3-24重启nginx服务器。图3-24重启nginx服务器（9）开放防火墙88端口，执行命令/sbin/iptable I INPUT p tcp dport 88 j ACCEPT,保存命令使其生效，执行命令/etc/init.d/iptables save。如图3-25开放防火墙端口88。图3-25开放防火墙端口（10）测试Nginx服务器是否开启成功。使用外部浏览器访问1:88。 结果显示测试成功。如图3-26测试成功效果。图3-26测试成功3.4基于NGINX网页服务器的安装和配置（1）修改服务器nginx虚拟机的IP地址,执行命令:vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0进行修改。如图3-27修改IP地址所示。图3-27修改IP地址（2）新建一个IP地址为:3的网卡，执行命令ifconfig eth0:0 3。如图3-28新建网卡所示。图3-28新建网卡（3）创建网页内容路径,执行命令mkdir /var/log/nginx/website1和mkdir /var/log/nginx/website2,并且创建网页内容，分别执行命令echo “This is website1” /website1/index.html和echo “This is website2” /website2/index.html，如图3-29创建网页内容所示。图3-29创建网页内容（4）修改nginx.conf文件。执行命令vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf。如图3-30增加网页服务器IP地址(a)和图3-31增加网页服务器IP地址(b)所示。图3-30增加网页服务器IP地址(a)图3-31增加网页服务器IP地址(b)（5）测试Nginx服务器是否开启成功。使用外部浏览器访问2:88 和3:88 结果显示测试成功。如图3-32测试成功效果(a), 图3-33测试成功效果(b)所示。图3-32测试成功效果(a)图3-33测试成功效果(b)3.5负载均衡服务器的搭建与实现（1）配置实现负载均衡的主配置文件,执行命令vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf。如图3-34负载均衡配置(a), 图3-35负载均衡配置(b)所示。图3-34负载均衡配置(a)图3-35负载均衡配置(b)（2）重新启动nginx服务器。如图3-36新建网卡所示。图3-36新建网卡（6）测试Nginx服务器负载均衡功能是否开启成功。使用外部浏览器访问nginx服务器1:88 ，结果自动跳转显示网页服务器两个IP地址的内容。如图3-37测试成功效果(b), 图3-38测试成功效果(c)所示，并且在nginx服务器测试结果与上诉内容相同。如图3-39测试成功效果(a)。图3-37测试成功效果(a)图3-38测试成功效果(b)图3-39测试成功效果(c)结束语 通过本次毕业设计，了解了Nginx，虚拟主机技术,正反向代理,负载均衡服务器,学习了怎么利用Liunx系统搭建Nginx服务器,了解Web服务器软件,服务器代理,虚拟主机技术,Winsp远程登陆软件以及利用YUM源作为本地源对NGINX搭建服务器所需环境进行安装，并且根据两者的不足进行了改进,完成了搭建NGINX服务器的设计，配置及测试，并取得了预期的效果。这次设计由于时间、条件和个人能力的限制，加之设计经验不足，在服务器的整体设计及各模块功能可能设计的不完全，有待进一步完善和改进。这些情况希望在今后的不断学习与应用中把它拓充得更加丰富，以适应不同层次使用者的需求。同时现在基于NGINX的代理服务器技术与网络操作系统的发展将会在可用性、高可靠性和系统冗余等方面得到进一步地提高和完善，我想以后还有很长一段学习与实践的实践，才能在设计基于NGINX的代理服务器方面有所完善。在设计过程中也遇到