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Nginx负载均衡之动静分离
  1. 相关概念
    1. 静态网页资源
    2. 动态网页资源
    3. 动静分离
  2. 部署动静分离
    1. 环境准备
    2. 负载均衡服务器配置
    3. 静态站点配置
    4. 动态站点配置
    5. 测试访问

相关概念

静态网页资源

在网站设计中，纯粹HTML格式的网页（可以包含图片、视频、JS、CSS等）被称为静态网页。静态网页是相对于动态网页而言的，是指没有后台数据库、不含动态程序（如php，jsp）和可交互的网页。

静态网页资源的特点

每个页面都有一一个固定的URL地址，并且URL一般以.html、.htm等常见形式为后缀，不含有 ？或 & 等特殊符号

网页内容一经发布到服务器上，无论是否有用户访问，每个网页的内容都是保存在网站服务器的文件系统上的，都是独立的文件。

网页内容是固定不变的，因此容易被百度等搜索引擎收录。

没有数据库的支持，网站制作和维护方面工作量较大，因此当网站信息量较大时完全依靠静态网页比较困难。

网页的交互性比较差，在程序实现功能方面有比较大的限制。

客户端请求数据时，直接把数据从服务端磁盘文件系统中返回，在浏览器端解析展现出来，因此服务端可以接收更多的并发访问。

动态网页资源

所谓的动态网页一般以.asp、.aspx、.php、.js、.cgi等形式作为后缀，且在动态网页的网址中会有标志性的符号——“?”、”&” ，此外，在大多数情况下后端有需要有数据库支持。

动态网页资源特点

网页后缀名一般为.asp、.aspx、.php、.js、.cgi等形式。

动态网页并不独立存在于服务器上的网页文件，当用户请求服务器上的动态程序时，服务器解析这些程序并读取数据库返回完整的网页内容。

动态网页中的”?”在搜索引擎的收录方面有一定的问题，因此企业通过搜索引擎进行推广时，一般做一定的技术处理（伪静态技术）

网页一般以数据库技术为基础，大大降低了网站维护的工作量。

采用动态网页技术可以实现更多的功能，比如用户注册、用户登录、在线调查、投票、订单管理等。

程序在服务端进行解析，会消耗大量的CPU、内存、I/O等资源，访问效率远不如静态网页。

有关动态网页的架构思想

一般来说，静态网页的性能效率时动态网页的10~30倍。且动态网站效率很差，并发能力也很低，在高并发场景中，应尽量转换成静态网页提供服务，动态转静态几乎是所有高并发网站必备的架构方案思路，也是高级架构师职责所在。

此外，动态转静态也需要根据业务需求来设计，对于频繁更新的网站，如果设计的不好有可能产生数据不一致的情况，即用户看到的数据不是网站最新的内容，而是静态的内容。

大规模门户网站集群实现异步静态化架构图例

image-20231026010043236

动静分离

提高网站的响应速度，减轻程序服务器（Tomcat，Jboss等）的负载，对于静态资源，如图片、js、css等文件，可以在反向代理服务器中进行缓存，这样浏览器在请求一个静态资源时，代理服务器就可以直接处理，而不用将请求转发给后端服务器。对于用户请求的动态文件，如servlet、jsp，则转发给Tomcat，Jboss服务器处理，这就是动静分离。即实现动态请求与静态请求的分离，同时也将动态文件与静态文件进行分离，减少不必要的请求消耗，减少请求延时，分离之后，即使动态服务不可用，静态服务也不会受影响。

动静分离原理

动静分离可通过location对请求url进行匹配，将网站静态资源（HTML，JavaScript，CSS，img等文件）与后台应用分开部署，提高用户访问静态代码的速度，降低对后台应用访问。以Tomcat为例，通常将静态资源放到nginx中，动态资源转发到Tomcat服务器中。

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部署动静分离

环境准备

主机 IP 角色 备注
lb01 192.168.110.135 负载均衡服务器 前端代理，同时缓存css等静态文件
nginx02 192.168.110.137 Nginx 静态服务器 处理html，图片、js等静态文件请求
nginx03 192.168.110.139 Nginx 动态服务器 处理jsp、servlet等动态请求

负载均衡服务器配置

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vim /etc/nginx/conf.d/dss.conf		# 配置Dynamic-Static Separation

upstream static_server {			# 静态服务器集群
    server 192.168.110.137:80;
}
upstream tomcat_server {			# 动态服务器集群
    server 192.168.110.139:8080;
}

server {
    listen       80;		# 监听80端口
    server_name  dss.com;	# 域名
    access_log  /var/log/nginx/dss.access.log  main;	# 访问日志
    error_log   /var/log/nginx/dss.error.log  warn;		# 错误日志
    proxy_set_header    X-Real-IP       $remote_addr;							# 源IP
    proxy_set_header    Host            $host;									# 主机头
    proxy_set_header    X-Forwarded-For         $proxy_add_x_forwarded_for;		# 代理IP及源IP
    proxy_set_header    X-Forwarded-Proto       $scheme;						# web协议
    
    location / {
        proxy_pass http://static_server;		# 剩余未匹配的静态资源，同样转发给静态服务器集群处理
    }
    
    location ~  .*\.(css)$  {
        root   /usr/share/nginx/dss;			# css资源的请求，由本机的/usr/share/nginx/dss缓存目录返回资源
    }
    location ~ .*\.(htm|html|gif|jpg|jpeg|png|gif|bmp|swf|ioc|rar|zip|txt|flv|mid|doc|ppt|pdf|xls|mp3|js) {
        proxy_pass http://static_server;		# 将html，图片、js等静态文件请求转发给静态服务器集群处理
        expires 5d;								# 缓存过期时间为5天
    }

    location ~ .*\.jsp$ {
        proxy_pass http://tomcat_server;		# 将jsp文件的请求转发给动态服务器集群处理
        expires 1h;								# 缓存过期时间为1h
    }
    
# 除了上面以文件名后缀来实现动静分离的方式之外，也可以通过文件路径来实现动静分离，有其各自的优势和适用场景
#	location /static/ {
#		proxy_pass http://static_server;
#		expires 5d;
#	}
    
#   location /dynamic/ {
#		proxy_pass http://tomcat_server;
#		expires 1h;
#	}
  
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;	# 错误页面
    location = /50x.html {						
        root /usr/share/nginx/html;				# 本地处理错误页面
    }
}

静态站点配置

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vim /etc/nginx/conf.d/static.conf				# 配置static.conf

server {
    listen  80;
    server_name  dss.com;
    access_log  /var/log/nginx/staticrs.access.log  main;
    error_log   /var/log/nginx/staticrs.error.log  warn;
    location / {
        root   /usr/share/nginx/static;
        index  index.html;
    }
}

# 创建目录，准备静态资源，验证并重启服务,手动访问测试是否正常

动态站点配置

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vim /etc/nginx/conf.d/dynamic.conf				# 配置dynamic.conf

server {
    listen  80;
    server_name  dss.com;
    access_log  /var/log/nginx/staticrs.access.log  main;
    error_log   /var/log/nginx/staticrs.error.log  warn;
    location / {
        root   /usr/share/tomcat/webapps/ROOT/dynamic;		# 此目录设置为为动态程序的目录，需要部署tomcat
        index  index.html;
    }
}

# 程序目录内创建一个动态资源文件，验证并重启服务，手动访问测试是否正常
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<!--一个基于java的动态文件 test.jsp -->

<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="utf-8"%>
<HTML>
  <HEAD>
    <TITLE>JSP Test Page</TITLE>
  </HEAD>

  <BODY>
    <%
      Random rand = new Random();
      out.println("<h1>随机数:<h1>");
      out.println(rand.nextInt(99)+100);
    %>
  </BODY>
</HTML>

测试访问

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<!-- 一个用于测试访问的html文件，放于静态服务器目录下，/usr/share/nginx/static/index.html -->

<html lang="en">
<head>
        <meta charset="UTF-8" />
        <title>测试动静分离</title>
        <script src="http://libs.baidu.com/jquery/2.1.4/jquery.min.js"></script>
</head>
<script type="text/javascript">
$(document).ready(function(){
        $.ajax({
        type: "GET",
        url: "http://ds.com/java_test.jsp",
        success: function(data) {
                $("#get_data").html(data)
        },
        error: function() {
                alert("fail!!,请刷新再试");
        }
        });
});
</script>
        <body>
                测试动静分离
                上面为静态图片，下面为动态页面
                <img src="http://ds.com/nginx.png">
                <div id="get_data"></div>
        </body>
</html>
2023-11-03 该篇文章被 邓胖胖 打上标签: Nginx 归为分类: 学习笔记