Nginx 的產(chǎn)生

Nginx 同 Apache 一樣都是一種 Web 服務(wù)器?；?REST 架構(gòu)風(fēng)格，以統(tǒng)一資源描述符(Uniform Resources Identifier)URI 或者統(tǒng)一資源定位符(Uniform Resources Locator)URL 作為溝通依據(jù)，通過 HTTP 協(xié)議提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

然而，這些服務(wù)器在設(shè)計之初受到當(dāng)時環(huán)境的局限，例如當(dāng)時的用戶規(guī)模，網(wǎng)絡(luò)帶寬，產(chǎn)品特點(diǎn)等局限并且各自的定位和發(fā)展都不盡相同。這也使得各個 Web 服務(wù)器有著各自鮮明的特點(diǎn)。

Apache 的發(fā)展時期很長，而且是毫無爭議的世界第一大服務(wù)器。它有著很多優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定、開源、跨平臺等等。

它出現(xiàn)的時間太長了，它興起的年代，互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上現(xiàn)在。所以它被設(shè)計為一個重量級的。

它不支持高并發(fā)的服務(wù)器。在 Apache 上運(yùn)行數(shù)以萬計的并發(fā)訪問，會導(dǎo)致服務(wù)器消耗大量內(nèi)存。

操作系統(tǒng)對其進(jìn)行進(jìn)程或線程間的切換也消耗了大量的 CPU 資源，導(dǎo)致 HTTP 請求的平均響應(yīng)速度降低。

這些都決定了 Apache 不可能成為高性能 Web 服務(wù)器，輕量級高并發(fā)服務(wù)器 Nginx 就應(yīng)運(yùn)而生了。

俄羅斯的工程師 Igor Sysoev，他在為 Rambler Media 工作期間，使用 C 語言開發(fā)了 Nginx。

Nginx 作為 Web 服務(wù)器一直為 Rambler Media 提供出色而又穩(wěn)定的服務(wù)。然后呢，Igor Sysoev 將 Nginx 代碼開源，并且賦予自由軟件許可證。

由于以下這幾點(diǎn)，所以，Nginx 火了：

• Nginx 使用基于事件驅(qū)動架構(gòu)，使得其可以支持?jǐn)?shù)以百萬級別的 TCP 連接。
• 高度的模塊化和自由軟件許可證使得第三方模塊層出不窮(這是個開源的時代啊)。
• Nginx 是一個跨平臺服務(wù)器，可以運(yùn)行在 Linux、Windows、FreeBSD、Solaris、AIX、Mac OS 等操作系統(tǒng)上。
• 這些優(yōu)秀的設(shè)計帶來的極大的穩(wěn)定性。

Nginx 的用武之地

Nginx 是一款自由的、開源的、高性能的 HTTP 服務(wù)器和反向代理服務(wù)器;同時也是一個 IMAP、POP3、SMTP 代理服務(wù)器。

Nginx 可以作為一個 HTTP 服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)站的發(fā)布處理，另外 Nginx 可以作為反向代理進(jìn)行負(fù)載均衡的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)于代理

說到代理，首先我們要明確一個概念，所謂代理就是一個代表、一個渠道;此時就涉及到兩個角色，一個是被代理角色，一個是目標(biāo)角色。

被代理角色通過這個代理訪問目標(biāo)角色完成一些任務(wù)的過程稱為代理操作過程;如同生活中的專賣店，客人到 adidas 專賣店買了一雙鞋，這個專賣店就是代理，被代理角色就是 adidas 廠家，目標(biāo)角色就是用戶。

正向代理

說反向代理之前，我們先看看正向代理，正向代理也是大家最常接觸到的代理模式，我們會從兩個方面來說關(guān)于正向代理的處理模式，分別從軟件方面和生活方面來解釋一下什么叫正向代理。

在如今的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，我們?nèi)绻捎诩夹g(shù)需要要去訪問國外的某些網(wǎng)站，此時你會發(fā)現(xiàn)位于國外的某網(wǎng)站我們通過瀏覽器是沒有辦法訪問的。

此時大家可能都會用一個操作 FQ 進(jìn)行訪問，F(xiàn)Q 的方式主要是找到一個可以訪問國外網(wǎng)站的代理服務(wù)器，我們將請求發(fā)送給代理服務(wù)器，代理服務(wù)器去訪問國外的網(wǎng)站，然后將訪問到的數(shù)據(jù)傳遞給我們!

上述這樣的代理模式稱為正向代理，正向代理大的特點(diǎn)是客戶端非常明確要訪問的服務(wù)器地址;服務(wù)器只清楚請求來自哪個代理服務(wù)器，而不清楚來自哪個具體的客戶端;正向代理模式屏蔽或者隱藏了真實(shí)客戶端信息。

來看個示意圖(我把客戶端和正向代理框在一塊，同屬于一個環(huán)境，后面我有介紹)：

總結(jié)來說：正向代理，"它代理的是客戶端"，是一個位于客戶端和原始服務(wù)器(Origin Server)之間的服務(wù)器，為了從原始服務(wù)器取得內(nèi)容，客戶端向代理發(fā)送一個請求并指定目標(biāo)(原始服務(wù)器)。

然后代理向原始服務(wù)器轉(zhuǎn)交請求并將獲得的內(nèi)容返回給客戶端。客戶端必須要進(jìn)行一些特別的設(shè)置才能使用正向代理。

正向代理的用途：

• 訪問原來無法訪問的資源，如 Google。
• 可以做緩存，加速訪問資源。
• 對客戶端訪問授權(quán)，上網(wǎng)進(jìn)行認(rèn)證。
• 代理可以記錄用戶訪問記錄(上網(wǎng)行為管理)，對外隱藏用戶信息。

反向代理

明白了什么是正向代理，我們繼續(xù)看關(guān)于反向代理的處理方式，舉例如我國的某寶網(wǎng)站，每天同時連接到網(wǎng)站的訪問人數(shù)已經(jīng)爆表，單個服務(wù)器遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人民日益增長的購買欲望了。

此時就出現(xiàn)了一個大家耳熟能詳?shù)拿~：分布式部署;也就是通過部署多臺服務(wù)器來解決訪問人數(shù)限制的問題。

某寶網(wǎng)站中大部分功能也是直接使用 Nginx 進(jìn)行反向代理實(shí)現(xiàn)的，并且通過封裝 Nginx 和其他的組件之后起了個高大上的名字：Tengine。

有興趣的童鞋可以訪問 Tengine 的官網(wǎng)查看具體的信息：

http://tengine.taobao.org/ 

那么反向代理具體是通過什么樣的方式實(shí)現(xiàn)的分布式的集群操作呢，我們先看一個示意圖(我把服務(wù)器和反向代理框在一塊，同屬于一個環(huán)境，后面我有介紹)：

通過上述的圖解大家就可以看清楚了，多個客戶端給服務(wù)器發(fā)送的請求，Nginx 服務(wù)器接收到之后，按照一定的規(guī)則分發(fā)給了后端的業(yè)務(wù)處理服務(wù)器進(jìn)行處理了。

此時請求的來源也就是客戶端是明確的，但是請求具體由哪臺服務(wù)器處理的并不明確了，Nginx 扮演的就是一個反向代理角色。

客戶端是無感知代理的存在的，反向代理對外都是透明的，訪問者并不知道自己訪問的是一個代理。因?yàn)榭蛻舳瞬恍枰魏闻渲镁涂梢栽L問。

反向代理，"它代理的是服務(wù)端"，主要用于服務(wù)器集群分布式部署的情況下，反向代理隱藏了服務(wù)器的信息。

反向代理的作用：

• 保證內(nèi)網(wǎng)的安全，通常將反向代理作為公網(wǎng)訪問地址，Web 服務(wù)器是內(nèi)網(wǎng)。
• 負(fù)載均衡，通過反向代理服務(wù)器來優(yōu)化網(wǎng)站的負(fù)載。

項目場景

通常情況下，我們在實(shí)際項目操作時，正向代理和反向代理很有可能會存在同一個應(yīng)用場景中，正向代理代理客戶端的請求去訪問目標(biāo)服務(wù)器，目標(biāo)服務(wù)器是一個反向單利服務(wù)器，反向代理了多臺真實(shí)的業(yè)務(wù)處理服務(wù)器。

具體的拓?fù)鋱D如下：

截了一張圖來說明正向代理和反向代理二者之間的區(qū)別，如下圖：

圖解：

• 在正向代理中，Proxy 和 Client 同屬于一個 LAN(圖中方框內(nèi))，隱藏了客戶端信息。
• 在反向代理中，Proxy 和 Server 同屬于一個 LAN(圖中方框內(nèi))，隱藏了服務(wù)端信息。

實(shí)際上，Proxy 在兩種代理中做的事情都是替服務(wù)器代為收發(fā)請求和響應(yīng)，不過從結(jié)構(gòu)上看正好左右互換了一下，所以把后出現(xiàn)的那種代理方式稱為反向代理了。

負(fù)載均衡

我們已經(jīng)明確了所謂代理服務(wù)器的概念，那么接下來，Nginx 扮演了反向代理服務(wù)器的角色，它是依據(jù)什么樣的規(guī)則進(jìn)行請求分發(fā)的呢?不用的項目應(yīng)用場景，分發(fā)的規(guī)則是否可以控制呢?

這里提到的客戶端發(fā)送的、Nginx 反向代理服務(wù)器接收到的請求數(shù)量，就是我們說的負(fù)載量。

請求數(shù)量按照一定的規(guī)則進(jìn)行分發(fā)，到不同的服務(wù)器處理的規(guī)則，就是一種均衡規(guī)則。

所以將服務(wù)器接收到的請求按照規(guī)則分發(fā)的過程，稱為負(fù)載均衡。

負(fù)載均衡在實(shí)際項目操作過程中，有硬件負(fù)載均衡和軟件負(fù)載均衡兩種，硬件負(fù)載均衡也稱為硬負(fù)載，如 F5 負(fù)載均衡，相對造價昂貴成本較高。

但是數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性安全性等等有非常好的保障，如中國移動中國聯(lián)通這樣的公司才會選擇硬負(fù)載進(jìn)行操作。

更多的公司考慮到成本原因，會選擇使用軟件負(fù)載均衡，軟件負(fù)載均衡是利用現(xiàn)有的技術(shù)結(jié)合

Nginx 支持的負(fù)載均衡調(diào)度算法方式如下：

①weight 輪詢(默認(rèn))：接收到的請求按照順序逐一分配到不同的后端服務(wù)器，即使在使用過程中，某一臺后端服務(wù)器宕機(jī)，Nginx 會自動將該服務(wù)器剔除出隊列，請求受理情況不會受到任何影響。

這種方式下，可以給不同的后端服務(wù)器設(shè)置一個權(quán)重值(weight)，用于調(diào)整不同的服務(wù)器上請求的分配率。

權(quán)重數(shù)據(jù)越大，被分配到請求的幾率越大;該權(quán)重值，主要是針對實(shí)際工作環(huán)境中不同的后端服務(wù)器硬件配置進(jìn)行調(diào)整的。

②ip_hash：每個請求按照發(fā)起客戶端的 ip 的 hash 結(jié)果進(jìn)行匹配，這樣的算法下一個固定 ip 地址的客戶端總會訪問到同一個后端服務(wù)器，這也在一定程度上解決了集群部署環(huán)境下 Session 共享的問題。

③fair：智能調(diào)整調(diào)度算法，動態(tài)的根據(jù)后端服務(wù)器的請求處理到響應(yīng)的時間進(jìn)行均衡分配。

響應(yīng)時間短處理效率高的服務(wù)器分配到請求的概率高，響應(yīng)時間長處理效率低的服務(wù)器分配到的請求少，它是結(jié)合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)的一種調(diào)度算法。

但是需要注意的是 Nginx 默認(rèn)不支持 fair 算法，如果要使用這種調(diào)度算法，請安裝 upstream_fair 模塊。

④url_hash：按照訪問的 URL 的 hash 結(jié)果分配請求，每個請求的 URL 會指向后端固定的某個服務(wù)器，可以在 Nginx 作為靜態(tài)服務(wù)器的情況下提高緩存效率。

同樣要注意 Nginx 默認(rèn)不支持這種調(diào)度算法，要使用的話需要安裝 Nginx 的 hash 軟件包。

Web 服務(wù)器對比

幾種常用 Web 服務(wù)器對比如下圖：

本文題目：看完這篇還不了解Nginx，那我就哭了！
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