十分钟让你学会LNMP架构负载均衡

业务架构、应用架构、数据架构和技术架构

一、几个基本概念

1、pv 值

pv 值(page views):页面的浏览量

概念：一个网站的所有页面，在一天内，被浏览的总次数。(大型网站通常是上千万的级别)

2、uv值

uv值(unique visitor)独立访客

概念：一个网站，在一天内的用户访问数。(大型网站通常达10万以上)

3、独立IP

概念：一个网站，在一天内，有多少个独立的ip地址来访问。

鉴于一个局域网对外访问时都是共用同一个公网IP的，因此UV值一般要略大于独立ip值

可以通过爱站网 来查询这些参数值

二、解决高并发思路

如果一个网站的uv,pv,独立ip变大，则会导致高的并发，这时要对网站分层布局架构，采用负载均衡。

负载均衡

硬件：立竿见影，效果非常好，价格非常昂贵，比如F5-BIGIP

软件：lvs(linux virtual server) ，nginx(web服务器，负载均衡)

负载均衡实现策略

（1）轮询，

负载均衡器把请求轮流转发给后面的web服务器。

（2）ip哈希，

同一个地址的客户端，始终请求同一台主机。

（3）最少连接

负载均衡器把请求给负载最小的哪台服务器。

架构图如下：

如果并发数继续增大，还可以借助CDN来架构

三、nginx的介绍

1、常用web服务器

apache:功能完善，历史悠久，模块支持非常丰富，属于重量级产品，比较耗费内存。

缺点：处理每一个php比较费资源，导致如果高并发时会耗费服务器资源无法处理更多请求。

lighttpd：内存开销低，cpu占用率低，效能好，模块丰富等特点，轻量级web服务器。

nginx:省资源，省cpu，所以在高并发时能够处理更多的请求，高端能达到3万到5万的并发量。

IIS windows自带的web服务器软件

Nginx的两大应用：

（1） http的服务器

（2）代理服务器

正向代理

反向代理

2、选择nginx理由

（1）它可以高并发连接，官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中可以支撑2到4万并发连接。

（2）内存消耗少

Nginx+php(FastCGI)服务器在3万并发连接下，开启的10个Nginx进程消耗150MB内存（15MB*10=150MB）开启的64个php-cgi进程消耗1280MB内存（20MB*64=1280MB）

（3）成本低廉

购买F5 BIG-IP ,NetScaler等硬件负载均衡交换机需要10多万甚至几十万人民币。而Nginx为开源软件，可以免费试用，并且可用于商业用途。

（4）配置文件非常简单：通俗易懂，即使非专业管理员也能看懂。

（5）支持 rewrite重写规则：能根据域名、URL的不同，将HTTP请求分到不同的后端服务器群组。

（6）内置的健康检查功能：如果nginx proxy后端的某台服务器宕机了，不会影响前端访问。

（7）节省带宽，支持gzip压缩。

（8）稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微。

（9）支持热部署。在不间断服务的情况下，对软件版本升级。

nginx在反向代理，rewrite规则，稳定性，静态化文件处理，内存消耗等方面，表现出了很强的优势，选用nginx取代传统的apache 服务器，将会获得多方面的性能提升。

（8）支持的操作系统

FreeBSD 3.x,4.x,5.x,6.x i386; FreeBSD 5.x,6.x amd64;Linux 2.2,2.4,2.6 i386; Linux 2.6 amd64;Solaris 8 i386; Solaris 9 i386 and sun4u; Solaris 10 i386;MacOS X （10.4） PPC;

四、nginx的搭建

1、安装

安装前注意：

模块依赖性：Nginx的一些模块需要其他第三方库的支持，例如gzip模块需要zlib 库，rewrite模块需要pcre库，ssl功能需要openssl库等。

(1) 确保底层库都已安装

运行 yum install zlib* pcre* openssl*

(2) 创建一个用户和用户组

创建www组与www用户 ,理论上来讲用户与用户组的名称无所谓，但尽量要有意义

groupadd www

useradd -g www -s /usr/sbin/nologin www

(3) 编译安装nginx

第一步：下载nginx

wget

第二步：解压并进入目录

tar ….

Cd …

第三步：配置

先查看configure的配置项，并保存成一个帮助文档

将常用的配置项保存成一个安装脚本文件

Vim nginx_install.sh

内容如下：

./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-http_realip_module --with-http_image_filter_module --with-pcre --http-client-body-temp-path=/usr/local/nginx/tmp/client_body_temp --http-fastcgi-temp-path=/usr/local/nginx/tmp/fastcgi_temp --http-proxy-temp-path=/usr/local/nginx/tmp/proxy_temp --http-uwsgi-temp-path=/usr/local/nginx/tmp/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/usr/local/nginx/tmp/scgi_temp

给sh文件加上可执行的权限

然后执行

第四步：编译安装

make && make install

2、管理

（1）查看帮助文档

Cd /usr/local/nginx/sbin

./nginx -h

（2）启动nginx

直接执行安装目录下的sbin目录下的nginx

（3）关闭nginx

可以执行 nginx -s stop 或者 执行 pkill nginx

（4）热启动

可以执行 nginx -s reload （前提是nginx已经在运行中）

扩展：如果想用service 服务名 选项来重启或停止nginx，可以按以下步骤操作：

知识点：service 服务名 能操作成功的前提是 /etc/rc.d/init.d目录下要有与服务名同名的可执行文件

所以我们可以在这个目录下新建nginx文件

vim /etc/rc.d/init.d/nginx

内容：

#!/bin/sh
# chkconfig: - 85 15
# description: nginx is a World Wide Web server. It is used to serve
start() {
echo 'Starting Nginx ...'
/usr/local/nginx/sbin/nginx > /dev/null 2>&1 &
}
stop() {
echo 'Stoping Nginx ...'
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop > /dev/null 2>&1 &
}
reload() {
echo 'Reloading Nginx ...'
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
}
if [ $# -ne 1 ]
then
echo 'please input one params like start|restart|stop|reload'
exit 1
fi

case "$1" in
'start')
start
;;
'stop')
stop
;;
'restart')
stop
sleep 2
start
;;
'reload')
reload
;;
'*')
echo 'please input one params like start|restart|stop|reload'
;;
esac

记得给这个文件添加可执行权限

chmod +x /etc/rc.d/init.d/nginx

加入到开机自启动：

chkconfig --add nginx
chkconfig --level 345 nginx on

五、虚拟主机配置

1、配置文件介绍

Nginx的配置文件位于安装目录下的conf目录下

可以用以下命令查看非注释部分的内容

egrep -v '#|^#39; nginx.conf

-v 代表取反（去掉匹配到的内容）

在配置文件中，http段里面的server段是配置虚拟主机使用的。如果想要配置多个虚拟主机，则就在http段里面创建多个 server段即可。

注意配置文件中，每一行要使用分号结束，指令与{之间有空格。

Listen 后面可以是端口号，也可以是IP:端口号

Server_name 后面可以是域名，多个域名之间空格隔开，也可以是IP地址

在 http{}代码段里添加 client_max_body_size 200m; 以支持 php 上传大文件。（请根据自己项目需求来定值）

六、编译 php与nginx整合

1、编译安装php

(1) 第一步：安装PHP

1) 下载php

shell># cd ~

shell># wget

2) 解压并进入目录

shell># tar zxf php-5.6.24.tar.gz

shell># cd php-5.6.24

3) 将configure参数及详情解析另存为一个文件，以供学习参考用：

shell># ./configure --help > php_configure.txt

4) 编写一个辅助shell文件，帮我们配置php

shell># vim php_install.sh

为了避免写错，建议大家直接复制以下内容（都写在一行上，不要换行）：

./configure --prefix=/usr/local/php --with-config-file-path=/usr/local/php/etc --enable-fpm --enable-opcache --with-zlib-dir --with-bz2 --with-libxml-dir=/usr --with-gd --with-freetype-dir --with-jpeg-dir --with-png-dir --enable-mbstring --with-mysql=/usr/local/mysql --with-mysqli=/usr/local/mysql/bin/mysql_config --with-pdo-mysql=/usr/local/mysql --with-iconv --disable-ipv6 --enable-static --enable-inline-optimization --enable-sockets --enable-soap --with-openssl --with-curl

以上内容的解释如图

把刚刚的shell文件加上可执行权限：

shell># chmod +x ./php_install.sh

5) 执行shell文件进行软件的配置和环境检测

shell># ./php_install.sh

6) 编译软件并且进行安装

shell># make && make install

(2) 第二步：配置

1) 复制配置文件

shell># cp php.ini-production /usr/local/php/etc/php.ini

shell># cp sapi/fpm/init.d.php-fpm /etc/rc.d/init.d/php-fpm

赋予其可执行权限

shell># chmod +x /etc/rc.d/init.d/php-fpm

拷贝产生php-fpm的配置文件

shell># cd /usr/local/php/etc

shell># cp php-fpm.conf.default php-fpm.conf

2) 配置php.ini

shell># vim php.ini

· 找到;date.timezone = 修改为 date.timezone = Asia/Shanghai

· 根据自己的需求调整以下选项的值

error_reporting = E_ALL & ~E_NOTICE & ~E_STRICT & ~E_DEPRECATED

display_errors = On

max_execution_time = 60

max_input_time = 60

memory_limit = 256M

post_max_size = 256M

upload_max_filesize = 256M

3) 配置php-fpm.conf

shell># vim php-fpm.conf

· 找到user = nobody 和 group = nobody，将nobody改成www

· 找到listen.owner=nobody和listen.group= nobody，将nobody改成www

4) 将php-fpm加入服务并自动启动

shell># service php-fpm start

shell># chkconfig --add php-fpm

shell># chkconfig --level 345 php-fpm on

2、配置nginx支持php

第一步：在nginx.conf中找到location ~ .php$

复制并去掉注释，将root改成你的虚拟主机的路径

保存并重载配置文件，

shell># /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

在html目录下新建一个PHP文件，代码如下：

在浏览器输入php页面的网址，可以发现并不能访问

原因是官方给的默认配置文件中，

要求要把php文件放到/scripts目录下。其实这个要求我们不一定要遵从。

改进的方案如下：

保存并重载

就可以让nginx支持访问类似
http://www.a.com/index.php以及
http://www.a.com/index.php?id=5这样的页面了。

3、优化nginx配置文件

第二步：优化

如果把所有的server代码段都放在nginx.conf里面的话，会让nginx.conf显得又臃肿又乱。建议把它们分离去。

例如，直接把所有的server代码段都剪切到
/usr/local/nginx/conf/vhost.conf里面

然后在nginx.conf里面换成

include vhost.conf

虚拟主机的代码都移到了vhost.conf里面了

至此，nginx.conf已经很优化了，我们再来优化vhost.conf

第三步：优化vhost.conf

将root语句和 index语句都提取到location外面

第四步：再一次优化vhost.conf

fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;

fastcgi_index index.php;

这两个语句都剪切到fastcgi.conf里面去

只留下include fastcgi.conf;

fastcgi.conf文件中新增了以下两句：

至此，nginx已经支持访问php页面，并且nginx.conf和vhost.conf已经很优化了。

只是还无法支持像thinkphp的pathinfo形式的访问

http://www.a.com/index.php/Admin/public/login

4、与ThinkPHP整合

第一步：将vhost.conf的location ~ .php$ { 的$去掉

可以发现能支持pathinfo的访问方式，但是无法识别出模块、控制器和方法

然后将location代码段写成

location ~ .php {
fastcgi_split_path_info ^(.+.php)(/.*)$;
fastcgi_param PATH_INFO $fastcgi_path_info;
include fastcgi.conf;

保存并重载nginx

就可以支持thinkphp的pathinfo形式的访问

第二步：优化vhost.conf

将这两句

fastcgi_split_path_info ^(.+.php)(/.*)$;

fastcgi_param PATH_INFO $fastcgi_path_info;

都剪切到 fastcgi.conf里面，只留下include fastcgi.conf; 语句即可

第三步：开启伪静态功能

在server里面的location / { 代码段里，写上

try_files $uri /index.php$uri;

保存并重载nginx

就可以支持thinkphp的rewrite访问

http://www.a.com/Admin/public/login

七、负载均衡

1、负载均衡原理图

2、实现一个简单的负载均衡

服务器列表

本机 192.168.81.1

VM 192.168.81.6

腾讯云 123.207.231.180

负载均衡器的配置

upstream demo {
server 192.168.81.1;
server 123.207.231.180;
}
server {
listen 80;
server_name fzjh.com;
location / {
proxy_pass http://demo;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Peal-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

并且要确保 fzjh.com要解析到负载均衡器的IP地址

保存配置文件，并且重载

访问效果：

原文链接：
http://www.uml.org.cn/zjjs/202005221.asp