Nginx反向代理+DNS轮询+IIS7.5 千万PV 百万IP 双线 网站架构案例

时间：2016-09-25
Nginx  ("engine x") 是一个高性能的 HTTP 和反向代理服务器，也是一个 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。 Nginx 是由 Igor Sysoev 为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru 站点开发的，它已经在该站点运行超过两年半了。Igor 将源代码以类BSD许可证的形式发布。

　　Nginx 的中文维基：http://wiki.codemongers.com/NginxChs

　　在高并发连接的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品。Nginx同时也可以作为7层负载均衡服务器来使用。根据我的测试结果，Nginx 0.5.31 + PHP 5.2.4 (FastCGI) 可以承受3万以上的并发连接数，相当于同等环境下Apache的10倍。

　　Nginx 超越 Apache 的高性能和稳定性，使得国内使用 Nginx 作为 Web 服务器的网站也越来越多，其中包括新浪博客、新浪播客、网易新闻、腾讯网、搜狐博客等门户网站频道，六间房、56.com等视频分享网站，Discuz!官方论坛、水木社区等知名论坛，盛大在线、金山逍遥网等网络游戏网站，豆瓣、人人网、YUPOO相册、金山爱词霸、迅雷在线等新兴Web 2.0网站。

    在高并发连接的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品。Nginx同时也可以作为7层负载均衡服务器来使用。根据我的测试结果，Nginx 0.8.46 + PHP 5.2.14 (FastCGI) 可以承受3万以上的并发连接数，相当于同等环境下Apache的10倍。

　　根据我的经验，4GB内存的服务器+Apache（prefork模式）一般只能处理3000个并发连接，因为它们将占用3GB以上的内存，还得为系统预留1GB的内存。我曾经就有两台Apache服务器，因为在配置文件中设置的MaxClients为4000，当Apache并发连接数达到3800时，导致服务器内存和Swap空间用满而崩溃。

　　而这台 Nginx 0.8.46 + PHP 5.2.14 (FastCGI) 服务器在3万并发连接下，开启的10个Nginx进程消耗150M内存（15M*10=150M），开启的64个php-cgi进程消耗1280M内存（20M*64=1280M），加上系统自身消耗的内存，总共消耗不到2GB内存。如果服务器内存较小，完全可以只开启25个php-cgi进程，这样php-cgi消耗的总内存数才500M。

　　在3万并发连接下，访问Nginx 0.8.46 + PHP 5.2.14 (FastCGI) 服务器的PHP程序，仍然速度飞快。下图为Nginx的状态监控页面，显示的活动连接数为28457（关于Nginx的监控页配置，会在本文接下来所给出的Nginx配置文件中写明）：

Highslide JS

Highslide JS


为什么Nginx的性能要比Apache高得多？这得益于Nginx使用了最新的epoll（Linux 2.6内核）和kqueue（freebsd）网络I/O模型，而Apache则使用的是传统的select模型。目前Linux下能够承受高并发访问的Squid、Memcached都采用的是epoll网络I/O模型。

　　处理大量的连接的读写，Apache所采用的select网络I/O模型非常低效。下面用一个比喻来解析Apache采用的select模型和Nginx采用的epoll模型进行之间的区别：

　　假设你在大学读书，住的宿舍楼有很多间房间，你的朋友要来找你。select版宿管大妈就会带着你的朋友挨个房间去找，直到找到你为止。而epoll版宿管大妈会先记下每位同学的房间号，你的朋友来时，只需告诉你的朋友你住在哪个房间即可，不用亲自带着你的朋友满大楼找人。如果来了10000个人，都要找自己住这栋楼的同学时，select版和epoll版宿管大妈，谁的效率更高，不言自明。同理，在高并发服务器中，轮询I/O是最耗时间的操作之一，select和epoll的性能谁的性能更高，同样十分明了。

    某公司有一站点,一天IP 430W,PV 3100W,之前采用5台 DELL R610 做NLB,系统2008 IIS7.5.每天高峰期时都不堪重负.会出现以下情况
1:远程登陆巨慢无比
2:远程登陆系统后无法操作,表现为鼠标移动缓慢,操作延时,系统呆滞.
3:CPU长期在80%以上,内存消耗极高
4:....
    经过部门讨论后决定采用Nginx反向代理的架构替代目前不堪重负的站点.拓扑图如下

Highslide JS

硬件:
前端采用2台DELL M420刀片,虚拟4台Centos5.8跑Nginx反向代理.
后端依旧采用5台服务器,不过从硬件上也升级到DELL M420 2008系统 IIS7.5

网络结构:
Nginx
电信 192.168.0.1 192.168.0.2
联通 192.168.1.1 192.168.1.2

2008 IIS7.5
电信 192.168.0.10 192.168.0.11 192.168.0.13 192.168.0.14 192.168.0.15
联通 192.168.1.10 192.168.1.11 192.168.1.13 192.168.1.14 192.168.1.15

域名xxx.com通过DNS轮询到 Nginx前端,再根据你的配置甩向不同upstream

新架构部署好后能明显感觉整个站点打开都飞快,后端完全无压力状态,这还并没有开启Nginx自带的Cache.
现在这套架构每天承载百万IP 千万PV的访问量 如图
AWStats 统计结果
Highslide JS

Nginx性能图如下
Highslide JS

单台Centos CPU图
Highslide JS



安装步骤：
一:
2台宿主机虚拟成4台这个步骤就略过,网上教程一大把.在这里我们每台分配2个cpu共8个核心,内存6G,硬盘100G.
系统要求：Linux 2.6+ 内核，本文中的Linux操作系统为CentOS 5.8 64位）
系统为最精简安装文本界面,系统安装好后配置系统.

#修改系统DNS

rm -rf /etc/resolv.conf
touch /etc/resolv.conf
echo -ne "nameserver 114.114.114.114\nnameserver 114.114.115.115\nsearch localdomain" >>/etc/resolv.conf


#修改系统源
mv /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo.backup
wget http://mirrors.163.com/.help/CentOS5-Base-163.repo
cp CentOS5-Base-163.repo /etc/yum.repos.d/


#yum 升级安装,根据需求自己行删除
yum install -y lrzsz gcc gcc-c++ make flex autoconf automake vixie-cron libjpeg libjpeg-devel libpng libpng-devel freetype freetype-devel libxml2 libxml2-devel zlib zlib-devel glibc glibc-devel glib2 glib2-devel bzip2 bzip2-devel ncurses ncurses-devel curl curl-devel e2fsprogs e2fsprogs-devel krb5 krb5-devel libidn libidn-devel openssl openssl-devel kernel-devel wget patch ntp libevent m4 zip unzip gd gd-devel file libtool-libs gmp-devel pspell-devel mod_perl-devel parted apr-util readline-devel sysstat vim* popt-devel patch openssh-clients net-snmp net-snmp-devel net-snmp-utils net-snmp-libs


#设置ssh下 SecureCRT标签显示为帐号@IP

touch /etc/sysconfig/bash-prompt-xterm
vim  /etc/sysconfig/bash-prompt-xterm
#添加以下一行
echo -ne "\e]2;${USER}@$(/sbin/ifconfig eth0|grep 'inet addr'|sed -e 's/^.*inet addr:\(.*\) Bcast.*$/\1/')\a"


#设置term类型是screen时(命令screen进入新窗口时)标签显示内容, 和xterm一样
cp /etc/sysconfig/bash-prompt-xterm /etc/sysconfig/bash-prompt-screen


#设置term类型不是xterm和screen时标签显示内容, 也和xterm一样
cp /etc/sysconfig/bash-prompt-xterm /etc/sysconfig/bash-prompt-default


#给予可执行权限
chmod +x /etc/sysconfig/bash-prompt-*


#修改文件句柄数为65535，默认系统为1024
echo "session required /lib64/security/pam_limits.so" >>/etc/pam.d/login
echo -ne "
* soft nofile 65534
* hard nofile 65534
" >>/etc/security/limits.conf


#添加iptables
rm -rf /etc/sysconfig/iptables
touch /etc/sysconfig/iptables
cat << EOF >> /etc/sysconfig/iptables
此段加入你的iptables规则
EOF

service iptables restart


#根据硬件优化Linux性能
cat << EOF >> /etc/sysctl.conf
# Add

#开启SYN Cookies，当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理
net.ipv4.tcp_syncookies = 1

#表示SYN队列的长度，默认为1024，加大队列长度为8192，可以容纳更多等待连接的网络连接数。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65536

#每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目
net.core.netdev_max_backlog =  262144

net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

#当keepalive起用的时候，TCP发送keepalive消息的频度。缺省是2小时
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 1200

#redis设置
net.core.somaxconn = 262144
net.core.wmem_default = 8388608
net.core.rmem_default = 8388608
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.ipv4.tcp_timestamps = 0

#参数的值决定了内核放弃连接之前发送SYN+ACK包的数量
net.ipv4.tcp_synack_retries = 2

#在内核放弃建立连接之前发送SYN包的数量
net.ipv4.tcp_syn_retries = 2

#启用timewait快速回收
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000
#系统中最多有多少个TCP套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。这个限制仅仅是为了防止简单的DoS攻击，不能过分依靠它或者人为地减小这个值，更应该增加这个值(如果增加了内存之后)
net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800

#允许系统打开的端口范围
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024  65535


#增加系统文件描述符限制
fs.file-max = 65535

#允许更多的PIDs (减少滚动翻转问题); may break some programs 32768
kernel.pid_max = 65536

# 增加TCP最大缓冲区大小
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 4096 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 4096 16777216
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.default.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.eth0.send_redirects = 0
net.ipv4.conf.all.send_redirects = 0


#2012-8-30
#net.ipv4.ip_conntrack_max=1048576
#net.ipv4.netfilter.ip_conntrack_max=1048576
net.ipv4.netfilter.ip_conntrack_tcp_timeout_time_wait=120
net.ipv4.netfilter.ip_conntrack_tcp_timeout_close_wait=60
net.ipv4.netfilter.ip_conntrack_tcp_timeout_fin_wait=120
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh1=10240
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh2=40960
net.ipv4.neigh.default.gc_thresh3=81920

#timewait的数量
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets =6000

EOF


#刷新sysctl.conf
/sbin/sysctl -p


#禁用ipv6
echo -ne "alias net-pf-10 off\noptions ipv6 disable=1" >>/etc/modprobe.conf
/sbin/chkconfig --level 35 ip6tables off


#关闭 selinux
sed -i '/SELINUX/s/enforcing/disabled/' /etc/selinux/config


#将同步好的时间写到CMOS里
sed -i 's#SYNC_HWCLOCK=no#SYNC_HWCLOCK=yes#' /etc/sysconfig/ntpd


#设置同步时间
echo "0 6 * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.0.172;/sbin/hwclock -w; >/dev/null 2>&1" >>/var/spool/cron/root
service crond restart


#修改系统启动级别
sed -i 's/id:5:initdefault:/id:3:initdefault:/g' /etc/inittab


#禁止ctrl+alt+del
sed -i "s/ca::ctrlaltdel:\/sbin\/shutdown -t3 -r now/#ca::ctrlaltdel:\/sbin\/shutdown -t3 -r now/"  /etc/inittab


二:
获取相关开源程序：
Nginx 官方当前稳定版为 nginx-1.2.4 ,我测试环境使用版本为nginx-1.3.3
pcre-8.31
nginx_upstream_check_module
ngx_cache_purge-1.6
请自行从网络下载

安装步骤:

#新建WWW用户组和WWW用户
groupadd www
useradd -g www www -s /bin/false


#创建相应的目录
mkdir -p /data/html/www
mkdir -p /data/proxy_temp_dir
mkdir -p /data/proxy_cache_path
mkdir -p /data/logs
chown -R www:www /data/proxy_cache_path
chown -R www:www /data/proxy_temp_dir
chown -R www:www /data/html/
chown -R www:www /data/logs


#安装内核和openssl
yum -y install openssl-devel kernel-devel


#安装Pcre
tar zxvf pcre-8.31.tar.gz
cd pcre-8.31
./configure --prefix=/usr/local/pcre
make
make install


#安装nginx
tar zxvf ngx_cache_purge-1.6.tar.gz
tar zxvf nginx-1.3.3.tar.gz
tar zxvf nginx_upstream_check_module.tar.gz
cd nginx-1.3.3
patch -p1 < /root/nginx_keepalived_install/nginx_upstream_check_module/check_1.2.2+.patch
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_stub_status_module --with-http_realip_module --with-http_gzip_static_module --with-openssl=/usr/ --with-pcre=/root/nginx_keepalived_install/pcre-8.31 --add-module=/root/nginx_keepalived_install/ngx_cache_purge-1.6 --add-module=/root/nginx_keepalived_install/nginx_upstream_check_module
make
make install
cp /root/nginx_keepalived_install/cut_nginx_log.sh /usr/local/nginx/sbin/
chmod +x /usr/local/nginx/sbin/cut_nginx_log.sh
echo -ne "00 00 * * * /bin/bash  /usr/local/nginx/sbin/cut_nginx_log.sh" >>/var/spool/cron/root
service crond restart
chown -R www:www /usr/local/nginx/
cp /root/nginx_keepalived_install/nginx /etc/rc.d/init.d/
chmod +x /etc/rc.d/init.d/nginx
chkconfig nginx on



到这里Nginx安装完毕,目前Nginx所有的配置都是默认配置,我贴下我案例中的NGINX配置,如有错误请大牛们指导.

Nginx.conf


user  www  www;
worker_processes 8;
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;
worker_rlimit_nofile 204800;

error_log  /data/logs/error.log;

pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  240800;
    use epoll;
}


http {
    include   nginx_load_balance.conf;
    #include    proxy.conf;
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    server_names_hash_bucket_size 128;

    #log_format  access  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
             #'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
             #'"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
    #access_log  /data/logs/access.log  access;

    sendfile        on;
    tcp_nopush     on;
    tcp_nodelay on;
    server_tokens off;
    keepalive_timeout 60;
    client_header_buffer_size 4k;
    #large_client_header_buffers 4 32k;
    client_max_body_size 10m;

    client_header_timeout  120s;
    client_body_timeout    120s;
    send_timeout           120s;

    gzip  off;
    gzip_min_length 1k;
    gzip_buffers 4 16k;
    output_buffers   1 512k;
    postpone_output  1460;
    #gzip_http_version 1.1;
    gzip_comp_level 4;
    gzip_types text/plain text/css text/javascript text/xml application/x-javascript application/xml application/xml+rss;
    gzip_vary on;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / {
            rewrite ^ http://www.test.com$request_uri?;
      #root   /data/html/www;
            #index  index.html index.htm;
        }

        error_page  404              /data/html/www/404.html;

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
        location /status {
        stub_status on;
  access_log  off;
        }
  location /nstatus {
        check_status;
        access_log off;
        #allow SOME.IP.ADD.RESS;
        #deny all;
        }

    }
    include  vhost/*.conf;
}



nginx_load_balance.conf

    upstream dx {
    ip_hash;
    server 192.168.0.11:80;
    server 192.168.0.12:80;
    server 192.168.0.13:80;
    server 192.168.0.14:80;
    server 192.168.0.15:80;
    check interval=3000 rise=2 fall=8 timeout=3000 type=http;
    check_http_send "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n";
    check_http_expect_alive http_2xx http_3xx http_4xx;
    #server 192.168.0.30:80; backup;
    }


    upstream lt {
    ip_hash;
    server 192.168.1.11:80;
    server 192.168.1.12:80;
    server 192.168.1.13:80;
    server 192.168.1.14:80;
    server 192.168.1.15:80;
    check interval=3000 rise=2 fall=8 timeout=3000 type=http;
    check_http_send "GET / HTTP/1.0\r\n\r\n";
    check_http_expect_alive http_2xx http_3xx http_4xx;
    #server 192.168.1.30:80; backup;
    }


proxy.conf
proxy_temp_path   /data/proxy_temp_dir;   #指定临时文件目录
proxy_cache_path  /data/proxy_cache_path levels=1:2 keys_zone=cache_one:2000m inactive=1d max_size=1g;
client_body_buffer_size  512k; #增加缓冲区代理缓冲客户端请求的最大字节数
proxy_connect_timeout    60;   #增加连接后端服务器超时时间
proxy_read_timeout       60;   #增加后端服务器响应请求超时时间
proxy_send_timeout       60;   #增加后端服务器发送数据超时时间
proxy_buffer_size        32k;   #增加代理请求缓存区大小
proxy_buffers           4 64k;  #增加
proxy_busy_buffers_size 128k;   #增加系统繁忙时可申请的proxy_buffers大小
proxy_temp_file_write_size 128k;  #增加proxy缓存临时文件的大小
proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_503 http_404;   #增加故障转移，如果后端的服务器返回502、504、执行超时等错误，自动将请求转发到upstream负载均衡池中的另一台服务器，实现故障转移。
proxy_cache cache_one;  #增加使用web缓存区cache_one


以上是Nginx配置,下面是vhost中网站配置
xxxx_com.conf

server
{
listen       192.168.0.1;
server_name  xxx.com;

access_log  /data/logs/dx.log  dx;

location /
     {
      proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
     # proxy_cache cache_one;
     # proxy_cache_valid  200 304 12h;
     # proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
     proxy_set_header Host $http_host;
     #proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
     # proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
     proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_headers_hash_max_size 51200;
      proxy_headers_hash_bucket_size 6400;

      proxy_pass http://dx;

      #if ($request_uri ~* "^/upload/") {
      #add_header Cache-Control 'max-age=86400';
      #}

      location ~* \.(gif|jpg|jpeg|png|flv|swf|ico)$
      {
      proxy_set_header Host $http_host;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_pass http://dx;
      add_header Cache-Control 'max-age=86400';
      }

      location ~* \.(js)$
      {
      proxy_set_header Host $http_host;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_pass http://dx;
      add_header Cache-Control 'max-age=600';
      }

      #expires      -1;
      add_header Cache-Control 'no-store, no-cache, must-revalidate';
      add_header Pragma no-cache;
      }

  location ~ /purge(/.*)
    {
     allow            127.0.0.1;
     allow            192.168.0.0/16;
     deny            all;
     #proxy_cache_purge    cache_one   $host$1$is_args$args;
    }

    location ~ .*\.(php|jsp|cgi|asp|aspx|flv|swf|xml)?$
    {
         proxy_set_header Host $http_host;
         #proxy_set_header X-Forwarded-For  $remote_addr;
   proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
         proxy_pass http://dx;
    }

}

server
{
listen       192.168.1.1;
server_name xxxx.com;

access_log  /data/logs/lt.log  lt;

location /
     {
      proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
      #proxy_cache cache_one;
      #proxy_cache_valid  200 304 12h;
      #proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
      proxy_set_header Host $http_host;
      #proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_headers_hash_max_size 51200;
      proxy_headers_hash_bucket_size 6400;
      proxy_pass http://lt;

      #if ($request_uri ~* "^/upload/") {
      #add_header Cache-Control 'max-age=86400';
      #}

      location ~* \.(gif|jpg|jpeg|png|flv|swf|ico)$
      {
      proxy_set_header Host $http_host;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_pass http://lt;
      add_header Cache-Control 'max-age=86400';
      }

      location ~* \.(js)$
      {
      proxy_set_header Host $http_host;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_pass http://lt;
      add_header Cache-Control 'max-age=600';
      }

      #expires      -1;
      add_header Cache-Control 'no-store, no-cache, must-revalidate';
      add_header Pragma no-cache;
      }

  location ~ /purge(/.*)
    {
     allow            127.0.0.1;
     allow            192.168.0.0/16;
     deny            all;
     #proxy_cache_purge    cache_one   $host$1$is_args$args;
    }

    location ~ .*\.(php|jsp|cgi|asp|aspx|flv|swf|xml)?$
    {
         proxy_set_header Host $http_host;
         #proxy_set_header X-Forwarded-For  $remote_addr;
   proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
         proxy_pass http://lt;
    }

}


至此,一套完整的Nginx反向代理全部结束.


网站无法打开排查

1:ping域名看解析是否正常且是否连通.

2:配置本机Hosts指向后端单机IIS查看网站是否正常访问.

3:检查前端Nginx进程和端口是否存在,
ps -ef |grep nginx
netstat -an |grep 80


系统相关配置

Nginx
Nginx目录/usr/local/nginx/
/usr/local/nginx/conf/nginx.conf Nginx主配置文件
/usr/local/nginx/conf/nginx_load_balance.conf Nginx反向代理轮询配置文件
/usr/local/nginx/conf/proxy.conf Nginx缓存配置相关
/usr/local/nginx/conf/vhost/ Nginx虚拟主机配置目录

Snmp
/etc/snmp/snmpd.conf

日志切割

/root/scripts/ 所有日志切割脚本都在这个目录
crontab -l 列出计划任务
crontab -e 编辑计划任务

系统相关操作

Nginx
重启Nginx service nginx restart
重载Nginx配置文件 service nginx reload
检测Nginx配置语法是否正确 /usr/local/nginx/sbin/nginx -t
关闭Nginx service nginx stop
启动Nginx service nginx start

Snmp
重启Snmp service snmpd restart
关闭Snmp service snmpd stop
启动Snmp service snmpd start
最后编辑： chen 编辑于2012/11/07 17:57
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