学习目标：
了解 正向代理和反向代理
应用 nginx 反向代理实践
应用 nginx 负载均衡实践
应用 nginx 日志定制实践

2.2.1 反向代理

代理是什么？
简单来说，我找一个中间人，代替我去做一件事情，只要他给我结果就可以。
代理一般分为两种：正向代理、反向代理
 
正向代理 & 反向代理
示意图

区别
从用途上来讲：
           正向代理-为局域网客户端向外访问Internet服务。可以使用缓冲特性减少网络使用率。
反向代理-为局域网服务器向外提供Internet服务。可以使用负载平衡提高客户访问量。还可以基于高级URL策略和管理技术对服务进行高质量管控。
从安全性来讲：

正向代理-必须采取安全措施确保内网客户端通过它访问外部网站。隐藏客户端的身份
反向代理-对外提供服务是透明的，客户端并不知道自己访问的是一个代理。隐藏服务端的身份

nginx 代理模块
官方介绍
官方资料： http://www.nginx.cn/doc/standard/httpproxy.html
官方的代理属性很多，我们主要介绍 proxy_pass 和 proxy_set_header 属性
官方代码示例
location / {
: proxy_pass        http://localhost:8000;    # 设定请求跳转后的地址，可以使用hostname或IP:Port形式
: proxy_set_header  X-Real-IP  $remote_addr;    # 后端请求携带原始请求的真实IP地址
}

属性详解：
proxy_pass 指令设置被代理服务器的地址和被映射的 URI ，地址可以使用主机名或 IP 加端口号的形式
proxy_pass 关键点
proxy_pass 后面的路径最后的 / 作用很重要 !!!
示例代码:
location /html/ {
　　1 proxy_pass http://proxy.com;
    2 proxy_pass http://proxy.com/;
}

假设我们访问的 url 是 http://domain.com/html/test.js ，如何理解上述两种 proxy_pass 的区别呢？
对于 1 来说 proxy.com后面没有"/"，表示"/html/" 请求(包括自己)后续的路径及其参数等关键字都由http://a.com/来处理，代理后的样式如下：
    http://proxy.com/html/test.js     
对于 2 来所 proxy.com后面有"/"，表示"/html/" 请求后续的路径及其参数等关键字都由http://a.com/来处理，代理后的样式如下：
    http://proxy.com/test.js

nginx 代理实践
代理的配置文件
~# vim /etc/nginx/conf.d/proxy.conf
server {
  listen 192.168.8.14:80;
  server_name www.sswang.com;
  location / {
    proxy_pass http://192.168.8.14:9999/hello/;
  }
}

后端服务配置文件
~# vim /etc/nginx/conf.d/hello.conf
server {
  listen 192.168.8.14:9999;
  location /hello/ {
    alias /var/www/html/hello/;
    try_files $uri $uri/ =404;
  }
}

准备后端服务文件
mkdir -p /var/www/html/hello/
echo '<h1>proxy_backend</h1>' > /var/www/html/hello/index.html

检查 nginx 配置后重载服务
/usr/sbin/nginx -t
systemctl reload nginx
netstat -tnulp | grep nginx

查看效果

2.2.2 负载均衡

负载均衡是什么？
我们之前使用 proxy_pass 的方式实现了 nginx 代理请求到后端的效果，随着我们的网站访问量越来越多，一个后端就不现实了，那么接下来我们应该如果在访问量日渐增大的情况下，满足线上业务的稳定呢？
解决方法就是：负载均衡
负载均衡简单说来人多力量大，打群架。
在 nginx 中的负载均衡主要有两种：四层负载 (IP:Port) 、七层负载 ( http://xxx )
 
nginx upstream 模块
官方介绍
官方资料： http://www.nginx.cn/doc/standard/httpupstream.html
官方的代理属性很多，我们主要介绍 upstream 和 ip_hash 属性
官方代码示例
upstream backend  {
  server backend1.example.com weight=5;
  server backend2.example.com:8080;
  server unix:/tmp/backend3;
}
server {
  location / {
    proxy_pass  http://backend;
  }
}
属性详解：
upstream 主要是定义一个后端服务地址的集合列表，每个后端服务使用一个 server 命令 表示
upstream {} 和 Server {} 两部分内容属于平级关系。
后端服务状态
在 upstream 模块中，可以使用 server 命令指定后端服务器的地址，同时还可以设置后端服务器在负载均衡调度中的状态，常用的状态有以下几种：
down ： 表示当前 server 主机暂时不参与负载均衡。
backup ：后备主机，当所有非 backup 机器出现故障或者繁忙的时候，才会请求 backup 机器。
max_fails ：允许请求的最大失败数，默认为 1 ，配合 fail_timeout 一起使用
fail_timeout ：经历 max_fails 次失败后，暂停服务的时间，默认为 10s 。
 
nginx 负载均衡实践
负载均衡配置文件
~# vim /etc/nginx/conf.d/upstream.conf
upstream backends {
  server 192.168.8.14:10086;
  server 192.168.8.14:10087;
  server 192.168.8.14:10088;
}
server {
  listen 80;
  server_name localhost;
  location / {
    proxy_pass http://backends;
  }
}

后端代理配置文件
~# vim /etc/nginx/conf.d/backend.conf
server {
  listen 192.168.8.14:10086;
  location / {
    root /var/www/html/hello/;
    try_files $uri $uri/ =404;
  }
}
server {
  listen 192.168.8.14:10087;
  location / {
    root /var/www/html/nihao/;
    try_files $uri $uri/ =404;
  }
}
server {
  listen 192.168.8.14:10088;
  location / {
    root /var/www/html/huanying/;
    try_files $uri $uri/ =404;
  }
}

准备后端服务文件
mkdir -p /var/www/html/hello/
echo '<h1>backend_hello</h1>' > /var/www/html/hello/index.html
mkdir -p /var/www/html/nihao/
echo '<h1>backend_nihao</h1>' > /var/www/html/nihao/index.html
mkdir -p /var/www/html/huanying/
echo '<h1>backend_huanying</h1>' > /var/www/html/huanying/index.html
检查 nginx 配置后重载服务
/usr/sbin/nginx -t
systemctl reload nginx
netstat -tnulp | grep nginx
注意：
因为课堂演示配置文件过多，而且重载次数过多，所以推荐每次进行新实践的时候， pkill nginx 后再来启动，使用新的内存环境。
查看效果
~# for i in {1..100};do curl http://192.168.8.14;done
<h1>backend_hello</h1>
<h1>backend_nihao</h1>
<h1>backend_huanying</h1>
...
<h1>backend_hello</h1>
<h1>backend_nihao</h1>
<h1>backend_huanying</h1>

ip_hash 实践
修改负载均衡配置文件
~# vim /etc/nginx/conf.d/upstream.conf
upstream backends {
  ip_hash;
  server 192.168.8.14:10086 ;
  ...
}
...
检查 nginx 配置后重载服务
/usr/sbin/nginx -t
systemctl reload nginx
netstat -tnulp | grep nginx
查看效果
~# for i in {1..100};do curl http://192.168.8.14;done
<h1>backend_huanying</h1>
...
<h1>backend_huanying</h1>

2.2.3 日志解析

日志功能简介
日志简介
Nginx 默认提供了两个日志文件 access.log 和 error.log ，通过 access.log 可以得到用户请求的相关信息；通过 error.log 可以获取某个 web 服务故障或其性能瓶颈等信息。
而且 nginx 的日志支持定制化格式，这样我们就可以根据实际的业务情况更好的高效工作。最常见的场景就是获取客户端的 IP ，记录用户访问量。
官方介绍： http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_log_module.html
基本配置
# cat /etc/nginx/nginx.conf -n
    40    access_log /var/log/nginx/access.log;
    41    error_log /var/log/nginx/error.log;
注意：
  nginx 日志属性设置的完整格式是：
  属性名称 access_log
  存储位置 /var/log/nginx/access.log
   日志格式 位置为空表示使用默认的 combined 日志格式。它是通过 log_format 设置的
 
默认日志格式
log_format combined '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
                    '"$request" $status $body_bytes_sent '
                    '"$http_referer" "$http_user_agent"';
注意：
     log_format是有一批nginx内置变量组合而成的。
日志样式：
# tail /var/log/nginx/access.log
192.168.8.14 - - [12/Nov/2018:08:24:18 -0800] "GET /favicon.ico HTTP/1.0" 404 580 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/55.0.2883.87 Safari/537.36"
nginx 常用内置变量
nginx 常用的内置变量主要是用来分析日志中的 http 记录的，我们可以根据内置的变量精确的获取相关的信息
默认变量
$remote_addr    前一台主机的ip地址，不一定是真实的客户端IP
$remote_user    用于记录远程客户端的用户名称（一般为“-”）
$time_local    用于记录访问时间和时区
$request    用于记录请求的url以及请求方法
$status    响应状态码，例如：200成功、404页面找不到等。
$body_bytes_sent    给客户端发送的文件主体内容字节数
$http_referer    可以记录用户是从哪个链接访问过来的
$http_user_agent    用户所使用的代理（一般为浏览器）
其他常用变量
$request_uri     包含请求参数的原始URI，不包含主机名
$uri     不带请求参数的当前URI，不包含主机名
$http_x_forwarded_for 可以记录客户端IP，通过代理服务器来记录客户端的ip地址
$http_x_real_ip    可以记录客户端IP，通过代理服务器来记录客户端的ip地址
$args     这个变量等于请求行中的参数，同$query_string
$host     请求主机头字段，否则为服务器名称。
$scheme     HTTP方法（如http，https）
$document_uri     与$uri相同
$document_root     当前请求文件配置文件中html的根目录即root值
$request_filename     当前请求的文件路径，由root或alias指令与URI请求生成
示例：
例：http://localhost:10086/sswang1/sswang2/test.txt
$host    localhost
$server_port    10086
$request_uri    /sswang1/sswang2/test.txt
$document_uri    /sswang1/sswang2/test.txt
$document_root    /var/www/html
$request_filename    /var/www/html/sswang1/sswang2/test.txt
自定义日志实践
需求：
基于代理方式访问 app1 应用，日志存放在 /var/logs/nginx/app1/access.log ，要求能从日志中获取客户端的 IP 地址
因为是获取代理前面客户端的真实 IP ，需要 nginx 开启 --with-http_realip_module 功能，使用 nginx -V 来检查， ubuntu 默认安装的已经开启了该功能。
设置日志格式
~# vim /etc/nginx/nginx.conf
##
# Logging Settings
##  设定日志格式的方法： log_format 格式名称 "日志表现样式"
     log_format proxy_format '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
                    '"$request" $status $body_bytes_sent "$http_referer"'
                    '"$http_user_agent" "$http_x_real_ip" "$http_x_forwarded_for"';

使用日志格式： access_log 日志路径 格式名称 ;
负载均衡配置文件

~# vim /etc/nginx/conf.d/upstream.conf
upstream backends {
  server 192.168.8.14:10086;
}
server {
  listen 80;
  server_name localhost;
  location / {
    proxy_pass http://backends;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
  }
}

后端代理配置文件

~# vim /etc/nginx/conf.d/backend.conf
server {
  listen 192.168.8.14:10086;
  root /var/www/html/app1/;
  access_log /var/log/nginx/app1/access.log proxy_format;
  real_ip_header X-Forwarded-For;
  set_real_ip_from 192.168.0.0/16;
  real_ip_recursive on;

location / {
    try_files $uri $uri/ =404;
  }
}

准备后端服务文件

mkdir -p /var/www/html/app1/
echo '<h1>backend_app1</h1>' > /var/www/html/app1/index.html
mkdir /var/log/nginx/app1 -p

检查 nginx 配置后重载服务

/usr/sbin/nginx -t
systemctl reload nginx
netstat -tnulp | grep nginx

查看效果
在多台主机上执行如下命令
curl http://192.168.8.14
查看日志：
app1 日志
192.168.8.1 - - [12/Nov/2018:18:28:46 -0800] "GET / HTTP/1.0" 200 22 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/67.0.3396.99 Safari/537.36" "192.168.8.1" "192.168.8.1"
192.168.8.14 - - [12/Nov/2018:18:29:30 -0800] "GET / HTTP/1.0" 200 22 "-" "curl/7.47.0" "192.168.8.14" "192.168.8.14"
192.168.8.15 - - [12/Nov/2018:18:31:43 -0800] "GET / HTTP/1.0" 200 22 "-" "curl/7.29.0" "192.168.8.15" "192.168.8.15"
注意：
因为我们的虚拟机使用的是 nat 网络模型，所以我们用外部的宿主机来访问的话，是通过 VMnat8 网卡 IP 来访问 nginx 代理的，所以记录的是 192.168.8.1
 
注意：
如果生产中出现了多级代理，
在第一层代理上添加 proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; 属性
在所有代理上必须添加 proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; 属性
真实主机上使用 real_ip_header X-Forwarded-For; 属性