Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离群集方案

2024-06-11 07:20
文章标签 分离 tomcat nginx 负载 均衡 方案 动静 群集

本文主要是介绍Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离群集方案，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、Tomcat简介

在现代 Web 服务架构中，Tomcat 和 Nginx 是两个至关重要的组件，负责处理用户请求并实现高性能的服务。本篇博客将深入探讨这些技术的原理和部署配置方法。

  • 最初是由Sun的软件构架师詹姆斯·邓肯·戴维森开发。
  • 安装Tomcat后，安装路径下面的目录和文件，是使用或者配置Tomcat的重要文件。

二、Nginx负载均衡原理

Nginx应用

  • 1、Nginx是一款非常优秀的HTTP服务器软件
    • 支持高达50 000个并发连接数的响应
    • 拥有强大的静态资源处理能力
    • 运行稳定
    • 内存、CPU等系统资源消耗非常低
  • 2、目前很多大型网站都应用Nginx服务器作为后端网站程序的反向代理及负载均衡器，提升整个站点的负载并发能力

Nginx实现负载均衡的原理主要通过以下几个关键步骤

负载均衡原理

反向代理原理

具体过程

  1. 接收请求：Nginx作为反向代理服务器，接收客户端的请求。
  2. 选择后端服务器：根据预先配置的负载均衡算法，Nginx选择一个后端服务器来处理请求。
  3. 转发请求：Nginx将接收到的请求转发给选定的后端服务器。
  4. 返回响应：后端服务器处理请求并生成响应，将响应发送回Nginx。
  5. 返回客户端：Nginx将接收到的响应返回给客户端。

当使用Nginx服务器作为前端时，可以配置Nginx来进行静态页面的处理，而将动态页面请求转发给后端的Tomcat服务器来处理。由于Tomcat是轻量级应用服务器，可能无法满足所有访问量，因此需要多台Tomcat服务器，并通过Nginx的配置权重来进行负载均衡，以确保请求能够被分发到不同的Tomcat服务器上。

Nginx配置反向代理的主要参数

  • upstream 服务池名{}
    • 配置后端服务器池，以提供响应数据
  • proxy pass http://服务池名
    • 配置将访问请求转发给后端服务器池的服务器处理

三、Nginx 负载均衡模式

  • 轮询（默认）：

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果超过了最大失败次数后（max_fails，默认1），在失效时间内(fail_timeout，默认10秒)，该节点失效权重变为0，超过失效时间后，则恢复正常，或者全部节点都为down后，那么将所有节点都恢复为有效继续探测。

  • 加权轮询：

根据服务器的权重分配请求，权重越高的服务器获得更多的请求。优先将客户端请求调度到当前连接最少的服务器。

  • ip_hash ：

每个请求按访问ip的hash哈希值结果分配，将同一客户端的请求总是发往同一个后端服务器，除非该服务器不可用，可以解决session的问题。但是ip_hash如下问题：当后端服务器宕机后，session会丢失；来自同一局域网的客户端会被转发到同一个后端服务器，可能导致负载不均。

  • ●air（第三方）：

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。需要安装upstream_fair模块才能实现。

  • url_hash（第三方）：

基于用户请求的uri做hash。和ip_hash算法类似，是对每个请求按url的hash结果分配，使每个URL定向到同一个后端服务器，但是也会造成分配不均的问题，这种模式后端服务器为缓存时比较好，可以提高后端缓存服务器的效率。


session 共享问题还可以使用sticky_cookie_insert启用会话亲缘关系，基于cookie来判断，使来自同一客户端的请求被传递到一组服务器在同一台服务器。也可用后端服务的 session 共享代替 nginx 的 ip_hash（使用后端服务器自身通过相关机制保持session同步）。

upstream backend {server backend1.example.com;server backend2.example.com;sticky_cookie_insert srv_id expires=1h domain=www.xy101.com path=/;
}

#说明：需要引入第三方sticky模块才能实现；expires：设置浏览器中保持cookie的时间；domain：定义cookie的域；path：为cookie定义路径

Nginx 四层代理配置：
./configure --with-stream和http同等级：所以一般配置位置只在http上面一段设置，

stream {upstream appserver {server 192.168.80.100:8080 weight=1;server 192.168.80.101:8080 weight=1;server 192.168.80.101:8081 weight=1;}server {listen 8080;proxy_pass appserver;}
}http {
......

四、Nginx动静分离原理

动静分离原理
服务端接收来自客户端的请求中，既有静态资源也有动态资源，静态资源由Nginx提供服务，动态资源Nginx转发至后端

Nginx静态处理优势

  • Nginx处理静态页面的效率远高于Tomcat的处理能力
  • 若Tomcat的请求量为1000次，则Nginx的请求量为6000次
  • Tomcat每秒的吞吐量为0.6M，Nginx的每秒吞吐量为3.6M
  • Nginx处理静态资源的能力是Tomcat处理的6倍

Nginx 服务器：192.168.80.10:80
Tomcat服务器1：192.168.80.100:80
Tomcat服务器2：192.168.80.101:8080  192.168.80.101:8081

4.1 部署Nginx 负载均衡器

systemctl stop firewalld
setenforce 0#安装所需开发包和编译环境、编译器
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make#创建程序用户，便于准确控制访问
useradd -M -s /sbin/nologin nginx#解压nginx文件
cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/cd nginx-1.12.0/
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-file-aio \                                    #启用文件修改支持
--with-http_stub_status_module \                    #启用状态统计
--with-http_gzip_static_module \                    #启用 gzip静态压缩
--with-http_flv_module \                            #启用 flv模块，提供对 flv 视频的伪流支持
--with-http_ssl_module                                #启用 SSL模块，提供SSL加密功能
--with-stream                                        #启用 stream模块，提供4层调度
----------------------------------------------------------------------------------------------------------
./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \                           # 指定安装目录为 /usr/local/nginx
--user=nginx \                                         # 指定运行 nginx 的用户为 nginx
--group=nginx \                                        # 指定运行 nginx 的用户组为 nginx
--with-file-aio \                                      # 启用文件异步IO支持
--with-http_stub_status_module \                       # 启用 HTTP Stub 状态模块，用于获取 nginx 的运行状态
--with-http_gzip_static_module \                       # 启用 HTTP gzip 静态压缩模块，用于对静态文件进行 gzip 压缩
--with-http_flv_module \                               # 启用 HTTP FLV 模块，提供对 FLV 视频的伪流支持
--with-http_ssl_module \                               # 启用 HTTP SSL 模块，提供 SSL 加密功能
--with-stream                                           # 启用 Stream 模块，提供 4 层调度功
#编译及安装
make && make install#软链接便于系统识别nginx操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/

#添加nginx系统服务以便系统管理启动、停止、重启
vim /lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecrReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecrStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target#赋权及开启服务、开启开机自启
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl start nginx.service
systemctl enable nginx.service

4.2 nginx一键部署脚本

#!/bin/bash
#======编译安装nginx服务======
#安装所需开发包和编译环境、编译器
yum -y install pcre-devel zlib-devel openssl-devel gcc gcc-c++ make
#创建程序用户，便于准确控制访问
useradd -M -s /sbin/nologin nginx#解压安装包
cd /opt
tar zxvf nginx-1.12.0.tar.gz -C /opt/#指定安装路径、指定用户名、组名、启用模块以支持统计状态
cd nginx-1.12.0/
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_stub_status_module --with-file-aio --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-http_ssl_module --with-stream#编译及安装
make && make install#软链接便于系统识别nginx操作命令
ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/#添加nginx系统服务
echo '[Unit]
Description=nginx
After=network.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/bin/kill -s HUP $MAINPID
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true
[Install]
WantedBy=multi-user.target' > /lib/systemd/system/nginx.service#赋权及开启服务、开启开机自启
chmod 754 /lib/systemd/system/nginx.service
systemctl daemon-reload
systemctl start nginx
systemctl enable nginx

五、部署Tomcat

1.部署2台Tomcat 应用服务器（两台相同操作）

systemctl stop firewalld
setenforce 0#解压安装JDK
tar zxvf jdk-8u91-linux-x64.tar.gz -C /usr/local/#设置JDK环境变量
vim /etc/profile
export JAVA_HOME=/usr/local/jdk1.8.0_91
export JRE_HOME=${JAVA_HOME}/jre
export CLASSPATH=.:${JAVA_HOME}/lib:${JRE_HOME}/lib
export PATH=${JAVA_HOME}/bin:${JRE_HOME}/bin:$PATH#刷新配置文件，使配置生效
source /etc/profile#解压tomcat
tar zxvf apache-tomcat-8.5.16.tar.gz#将文件移动至/usr/local/下并重命名
mv /opt/apache-tomcat-8.5.16/ /usr/local/tomcat#tomcat启动关闭脚本位置
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh 
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh#重新加载服务，并开启，查看是否成功启动
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh 
lsof -i:8080
netstat -ntap | grep 8080

六、配置Nginx动静分离

6.1.动静分离配置

（1）Tomcat1 server 配置
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test1 page</title>   #指定为 test1 页面
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 1,http://www.test1.com");%>
</body>
</html>（2）Tomcat1 server 配置
mkdir /usr/local/tomcat/webapps/test
vim /usr/local/tomcat/webapps/test/index.jsp
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="UTF-8"%>
<html>
<head>
<title>JSP test2 page</title>   #指定为 test2 页面
</head>
<body>
<% out.println("动态页面 2,http://www.test2.com");%>
</body>
</html>
vim /usr/local/tomcat/conf/server.xml
<Host name="localhost" appBase="webapps" unpackWARs="true" autoDeploy="true" xmlValidation="false" xmlNamespaceAware="false"><Context docBase="/usr/local/tomcat/webapps/test" path="" reloadable="true" />
</Host>

这段配置是用来定义 Tomcat 服务器的主机（Host）配置。在这里，<Host> 元素定义了 Tomcat 主机的一些属性，其中包括：

  • name="localhost": 定义了主机的名称为 "localhost"。
  • appBase="webapps": 指定了存放 Web 应用程序的基本目录为 "webapps"，这是 Tomcat 默认的应用程序部署目录。
  • unpackWARs="true": 表示当部署 WAR 文件时，自动将其解压缩。
  • autoDeploy="true": 表示自动部署 WAR 文件，如果设置为 true，则 Tomcat 会监视 appBase 目录中的新应用程序并自动部署它们。
  • xmlValidation="false" 和 xmlNamespaceAware="false": 关闭对 web.xml 文件的 XML 验证，以及关闭对 XML 命名空间的感知。

在 <Host> 元素内部，<Context> 元素用于定义单个 Web 应用程序的上下文配置。在这里，它指定了一个名为 "test" 的Web应用程序的部署路径为根路径（""），并且启用了自动重载（reloadable="true"）。

#重启两台服务
/usr/local/tomcat/bin/shutdown.sh
/usr/local/tomcat/bin/startup.sh

6.2Nginx server 配置

#准备静态页面和静态图片
echo '<html><body><h1>这是默认目录静态页面</h1></body></html>' > /usr/local/nginx/html/index.html
mkdir /usr/local/nginx/html/kiki#编辑nginx配置文件
​vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf......
http {
......
#gzip on;
#后端负载服务器的地址
upstream tomcat_server {server 192.168.1.20:8080 weight=1;server 192.168.1.30:8080 weight=1;
}server {listen 80;server_name www.tong.com;charset utf-8;#access_log logs/host.access.log main;#配置Nginx处理动态页面请求，将 .jsp文件请求转发到Tomcat 服务器处理location ~ .*.jsp$ {proxy_pass http://tomcat_server;  proxy_set_header HOST $host;    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  }#配置Nginx处理静态图片请求location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css)$ {root /usr/local/nginx/html/kiki;expires 10d;}location / {root html;index index.html index.htm;}
......

七、总结

Nginx与Tomcat的结合可以实现负载均衡和动静分离，同时构建一个高性能的群集系统。

  1. 负载均衡：Nginx作为反向代理服务器，可以将请求分发到多个Tomcat服务器上，以实现负载均衡。通过配置Nginx的upstream模块，可以指定多个Tomcat服务器作为后端服务器，Nginx会根据一定的策略（如轮询、权重等）将请求分发给这些Tomcat服务器，从而提高整个系统的吞吐量和可用性。

  2. 动静分离：Nginx可以将动态请求（如JSP、Servlet等）和静态请求（如HTML、CSS、JavaScript等）分开处理。静态资源由Nginx直接响应，避免了Tomcat的负担，提高了静态资源的访问速度；动态请求则转发至Tomcat服务器进行处理，保证了动态内容的正确性。

  3. 群集系统：通过将多个Tomcat服务器与Nginx结合，可以构建一个高性能的群集系统。Nginx负责接收和分发请求，而Tomcat服务器则负责处理业务逻辑。当集群中的某个Tomcat发生故障时，Nginx可以自动将请求转发到其他正常运行的Tomcat服务器上，保证了系统的稳定性和可靠性。

总之，Nginx与Tomcat结合可以实现负载均衡、动静分离和构建高性能的群集系统，为Web应用程序提供了强大的性能和可用性支持。

这篇关于Nginx+Tomcat负载均衡、动静分离群集方案的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/1050512。

相关文章

无人叉车3d激光slam多房间建图定位异常处理方案-墙体画线地图切分方案

无人叉车3d激光slam多房间建图定位异常处理方案-墙体画线地图切分方案

墙体画线地图切分方案 针对问题：墙体两侧特征混淆误匹配，导致建图和定位偏差，表现为过门跳变、外月台走歪等 ·解决思路：预期的根治方案IGICP需要较长时间完成上线，先使用切分地图的工程化方案，即墙体两侧切分为不同地图，在某一侧只使用该侧地图进行定位 方案思路 切分原理：切分地图基于关键帧位置，而非点云。 理论基础：光照是直线的，一帧点云必定只能照射到墙的一侧，无法同时照到两侧实践考虑：关
阅读更多...
异构存储（冷热数据分离）

异构存储（冷热数据分离）

异构存储主要解决不同的数据，存储在不同类型的硬盘中，达到最佳性能的问题。 异构存储Shell操作 （1）查看当前有哪些存储策略可以用 [lytfly@hadoop102 hadoop-3.1.4]$ hdfs storagepolicies -listPolicies （2）为指定路径（数据存储目录）设置指定的存储策略 hdfs storagepolicies -setStoragePo
阅读更多...
Hadoop集群数据均衡之磁盘间数据均衡

Hadoop集群数据均衡之磁盘间数据均衡

生产环境，由于硬盘空间不足，往往需要增加一块硬盘。刚加载的硬盘没有数据时，可以执行磁盘数据均衡命令。（Hadoop3.x新特性） plan后面带的节点的名字必须是已经存在的，并且是需要均衡的节点。 如果节点不存在，会报如下错误： 如果节点只有一个硬盘的话，不会创建均衡计划： （1）生成均衡计划 hdfs diskbalancer -plan hadoop102 （2）执行均衡计划 hd
阅读更多...
高效+灵活，万博智云全球发布AWS无代理跨云容灾方案！

高效+灵活，万博智云全球发布AWS无代理跨云容灾方案！

摘要 近日，万博智云推出了基于AWS的无代理跨云容灾解决方案，并与拉丁美洲，中东，亚洲的合作伙伴面向全球开展了联合发布。这一方案以AWS应用环境为基础，将HyperBDR平台的高效、灵活和成本效益优势与无代理功能相结合，为全球企业带来实现了更便捷、经济的数据保护。 一、全球联合发布 9月2日，万博智云CEO Michael Wong在线上平台发布AWS无代理跨云容灾解决方案的阐述视频，介绍了
阅读更多...
Android平台播放RTSP流的几种方案探究（VLC VS ExoPlayer VS SmartPlayer）

Android平台播放RTSP流的几种方案探究（VLC VS ExoPlayer VS SmartPlayer）

技术背景 好多开发者需要遴选Android平台RTSP直播播放器的时候，不知道如何选的好，本文针对常用的方案，做个大概的说明： 1. 使用VLC for Android VLC Media Player（VLC多媒体播放器），最初命名为VideoLAN客户端，是VideoLAN品牌产品，是VideoLAN计划的多媒体播放器。它支持众多音频与视频解码器及文件格式，并支持DVD影音光盘，VCD影
阅读更多...
计算机毕业设计 大学志愿填报系统 Java+SpringBoot+Vue 前后端分离 文档报告 代码讲解 安装调试

计算机毕业设计 大学志愿填报系统 Java+SpringBoot+Vue 前后端分离 文档报告 代码讲解 安装调试

🍊作者：计算机编程-吉哥 🍊简介：专业从事JavaWeb程序开发，微信小程序开发，定制化项目、 源码、代码讲解、文档撰写、ppt制作。做自己喜欢的事，生活就是快乐的。 🍊心愿：点赞 👍 收藏 ⭐评论 📝 🍅 文末获取源码联系 👇🏻 精彩专栏推荐订阅 👇🏻 不然下次找不到哟~Java毕业设计项目~热门选题推荐《1000套》 目录 1.技术选型 2.开发工具 3.功能
阅读更多...
JavaFX应用更新检测功能（在线自动更新方案）

JavaFX应用更新检测功能（在线自动更新方案）

JavaFX开发的桌面应用属于C端，一般来说需要版本检测和自动更新功能，这里记录一下一种版本检测和自动更新的方法。 1. 整体方案 JavaFX.应用版本检测、自动更新主要涉及一下步骤： 读取本地应用版本拉取远程版本并比较两个版本如果需要升级，那么拉取更新历史弹出升级控制窗口用户选择升级时，拉取升级包解压，重启应用用户选择忽略时，本地版本标志为忽略版本用户选择取消时，隐藏升级控制窗口 2.
阅读更多...
如何选择SDR无线图传方案

如何选择SDR无线图传方案

在开源软件定义无线电（SDR）领域，有几个项目提供了无线图传的解决方案。以下是一些开源SDR无线图传方案： 1. **OpenHD**：这是一个远程高清数字图像传输的开源解决方案，它使用SDR技术来实现高清视频的无线传输。OpenHD项目提供了一个完整的工具链，包括发射器和接收器的硬件设计以及相应的软件。 2. **USRP（Universal Software Radio Periphera
阅读更多...
MyBatis 切换不同的类型数据库方案

MyBatis 切换不同的类型数据库方案

下属案例例当前结合SpringBoot 配置进行讲解。 背景： 实现一个工程里面在部署阶段支持切换不同类型数据库支持。 方案一 数据源配置 关键代码(是什么数据库，该怎么配就怎么配） spring:datasource:name: test# 使用druid数据源type: com.alibaba.druid.pool.DruidDataSource# @需要修改 数据库连接及驱动u
阅读更多...
Windows下Nginx的安装及开机启动

Windows下Nginx的安装及开机启动

1、将nginx-1.16.1.zip解压拷贝至D:\web\nginx目录下。 2、启动Nginx，两种方法： （1）直接双击nginx.exe，双击后一个黑色的弹窗一闪而过。 （2）打开cmd命令窗口，切换到nginx目录下，输入命令 nginx.exe 或者 start nginx ，回车即可。 3、检查nginx是否启动成功。 直接在浏览器地址栏输入网址 http://lo
阅读更多...

Copyright China编程 23002807@qq.com

沪ICP备2023033072号-2