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nginx

时间:2019-06-10 22:32:48      阅读:152      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:三方   说明   std   lin   缓存加速   ram   sof   alert   活跃   

1、nginx介绍

Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器,同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。

Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器,在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少,并发能力强,事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好,中国大陆使用nginx网站用户有:百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。

2、nginx特性及与apache优势对比

nginx

  • 轻量级,采用C进行编写,同样的web服务,会占用更少的内存及资源
  • 抗并发,nginx以epoll and kqueue作为开发模型,处理请求是异步非阻塞的,负载能力比apache 高很多,而apache则是阻塞型的。在高并发下nginx能保持低资源低消耗高性能,而apache在PHP处理慢或者前端压力很大的情况下,很容易出现进程数飙,从而拒绝服务的现象。
  • nginx处理静态文件好,静态处理性能比apache高三倍以上
  • nginx的设计高度模块化,编写模块相对简单
  • nginx配置简洁,正则配置让很多事情变得简单,而且改配置能使用 -t 测试配置有没有问题,apache配置复杂,重启的时候发现配置出错了,会很崩溃
  • nginx作为负载均衡服务器,支持7层负载均衡
  • nginx本身就是一个反向代理服务器,而且可以作为非常秀的邮件代理服务器
  • 启动特别容易, 并且几乎可以做到 7*24不间断运行,即使运行数个月也不需要重新启动,还能够间断服务的情况下进行软件版本的升级
  • 社区活跃,各种高性能模块出品迅速

apache

  • apache的rewrite比nginx强大,在rewrite频繁的情况下,用apach
  • apache发展到现在,模块超多,基本想到的都可以找到
  • apache更为成熟,少bug,nginx的bug相对较多
  • apache超稳定
  • apache对PHP支持比较简单,nginx需要配合其他后端用
  • apache在处理动态请求有优势,nginx在这方面是鸡肋,一般动态请求要 apache去做,nginx适合静态和反向。
  • apache仍然是目前的主流,拥有丰富的特性,成熟的技开发社区
一般来说,需要性能的 web 服务,用nginx。如果不需要性能只求稳定,更考虑apache,后者的各种功能模块实现得比前者,例如ssl的模块就比前者好,可配置项多。epoll(freebsd上是kqueue ) 网络 IO 模型是nginx处理性能高的根本理由,但并不是所有的情况下都是epoll大获全胜的,如果本身提供静态服务的就只有寥寥个文,apache select 模型或许比epoll更高性能。当然,这只是根据网络IO模型的原理作的一个假设,真正的应用还是需要实测了的。

更为通用的方案是,前端 nginx 抗并发,后端apache集群,配合起来会更好

3、nginx的功能及应用类别

3.1、nginx的基本功能

  • 静态资源的web服务器,能缓存打开的文件描述符
  • http、smtp、pop3协议的反向代理服务器
  • 缓存加速、负载均衡
  • 支持FastCGI(fpm,LNMP),uWSGI(Python)等
  • 模块化(非DSO机制),过滤器zip、SSI及图像的大小调整
  • 支持SSL

3.2、nginx的扩展功能

  • 基于名称和IP的虚拟主机
  • 支持keepalive
  • 支持平滑升级
  • 定制访问日志、支持使用日志缓冲区提高日志存储性能
  • 支持URL重写
  • 支持路径别名
  • 支持基于IP及用户的访问控制
  • 支持速率限制,支持并发数限制

3.3、nginx的应用类别

  • 使用nginx结合FastCGI运行PHP、JSP、Perl等程序
  • 使用nginx作反向代理、负载均衡、规则过滤
  • 使用nginx运行静态HTML网页、图片
  • nginx与其他新技术的结合应用

4、nginx的模块与工作原理

nginx由内核和模块组成。其中,内核的设计非常微小和简洁,完成的工作也非常简单,仅仅通过查找配置文件将客户端请求映射到一个location block(location是nginx配置中的一个指令,用于URL匹配),而在这个location中所配置的每个指令将会启动不同的模块去完成相应的工作。

4.1、nginx的模块分类

nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块

  • HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块等属于核心模块
  • HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块属于基本模块
  • HTTP Upstream模块、Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块属于第三方模块

用户根据自己的需要开发的模块都属于第三方模块。正是有了如此多模块的支撑,nginx的功能才会如此强大

nginx模块从功能上分为三类,分别是:

  • Handlers(处理器模块)。此类模块直接处理请求,并进行输出内容和修改headers信息等操作。handlers处理器模块一般只能有一个
  • Filters(过滤器模块)。此类模块主要对其他处理器模块输出的内容进行修改操作,最后由nginx输出
  • Proxies(代理器模块)。就是nginx的HTTP Upstream之类的模块,这些模块主要与后端一些服务比如fastcgi等操作交互,实现服务代理和负载均衡等功能

nginx模块分为:核心模块、事件模块、标准Http模块、可选Http模块、邮件模块、第三方模块和补丁等

  • nginx基本模块:所谓基本模块,指的是nginx默认的功能模块,它们提供的指令,允许你使用定义nginx基本功能的变量,在编译时不能被禁用,包括:
    • 核心模块:基本功能和指令,如进程管理和安全。常见的核心模块指令,大部分是放置在配置文件的顶部
    • 事件模块:在Nginx内配置网络使用的能力。常见的events(事件)模块指令,大部分是放置在配置文件的顶部
    • 配置模块:提供包含机制

4.2、nginx的工作原理

nginx的模块直接被编译进nginx,因此属于静态编译方式。

启动nginx后,nginx的模块被自动加载,与Apache不一样,首先将模块编译为一个so文件,然后在配置文件中指定是否进行加载。

在解析配置文件时,nginx的每个模块都有可能去处理某个请求,但是同一个处理请求只能由一个模块来完成。

nginx的进程架构: 启动nginx时,会启动一个Master进程,这个进程不处理任何客户端的请求,主要用来产生worker线程,一个worker线程用来处理n个request。

下图展示了nginx模块一次常规的HTTP请求和响应的过程

下图展示了基本的WEB服务请求步骤

5、nginx的安装与配置

5.1 nginx的安装

//创建系统用户nginx
[root@20liuzhenchao ~]# useradd -r -M -s /sbin/nologin nginx
[root@20liuzhenchao ~]# id nginx
uid=995(nginx) gid=991(nginx) 组=991(nginx)

//安装依赖环境
[root@20liuzhenchao ~]# yum -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++
安装过程略....
[root@20liuzhenchao ~]# yum -y groups mark install ‘Development Tools‘
已加载插件:product-id, search-disabled-repos, subscription-manager
This system is not registered with an entitlement server. You can use subscription-manager to register.
Marked install: Development Tools
[root@20liuzhenchao ~]# yum groups list
已加载插件:product-id, search-disabled-repos, subscription-manager

//创建日志存放目录
[root@20liuzhenchao ~]# mkdir -pv /var/log/nginx
mkdir: 已创建目录 "/var/log/nginx"
[root@20liuzhenchao ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx
[root@20liuzhenchao ~]# ll /var/log/nginx -d
drwxr-xr-x 2 nginx nginx 6 6月   3 16:03 /var/log/nginx

//下载nginx
[root@20liuzhenchao ~]# cd /usr/src
[root@20liuzhenchao src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz
--2019-06-03 16:05:18--  http://nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz
正在解析主机 nginx.org (nginx.org)... 95.211.80.227, 62.210.92.35, 2001:1af8:4060:a004:21::e3
正在连接 nginx.org (nginx.org)|95.211.80.227|:80... 已连接。
已发出 HTTP 请求,正在等待回应... 302 Found
位置:http://64.123.28.139/files/3087000000D4C6D8/120.52.51.13/nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz [跟随至新的 URL]
--2019-06-03 16:05:19--  http://64.123.28.139/files/3087000000D4C6D8/120.52.51.13/nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz
正在连接 64.123.28.139:80... 已连接。
已发出 HTTP 请求,正在等待回应... 200 OK
长度:980831 (958K) [application/octet-stream]
正在保存至: “nginx-1.12.0.tar.gz”

100%[===============================================================================================================>] 980,831     --.-K/s 用时 0.1s    

2019-06-03 16:05:19 (8.12 MB/s) - 已保存 “nginx-1.12.0.tar.gz” [980831/980831])

[root@20liuzhenchao src]# ls |grep nginx
nginx-1.12.0.tar.gz

//编译安装
[root@20liuzhenchao src]# tar xf nginx-1.12.0.tar.gz -C /usr/local/
[root@20liuzhenchao src]# cd /usr/local/nginx-1.12.0/
[root@20liuzhenchao nginx-1.12.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-debug --with-http_ssl_module --with-http_realip_module --with-http_image_filter_module --with-http_gunzip_module --with-http_gzip_static_module --with-http_stub_status_module --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --error-log-path=/var/log/nginx/error.log

[root@20liuzhenchao nginx-1.12.0]# make && make install
安装过程略....

5.2 nginx安装后配置

//配置环境变量
[root@20liuzhenchao ~]# echo "export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH" > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@20liuzhenchao ~]# source /etc/profile.d/nginx.sh
[root@20liuzhenchao ~]# nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful

//服务控制方式,使用nginx命令
    -t  //检查配置文件语法
    -v  //输出nginx的版本
    -c  //指定配置文件的路径
    -s  //发送服务控制信号,可选值有{stop|quit|reopen|reload}
    
//启动nginx
[root@20liuzhenchao ~]# nginx 
[root@20liuzhenchao ~]# ss -antl |grep 80
LISTEN     0      128          *:80                       *:*

6、nginx的配置文件详解

主配置文件:/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

  • 默认启动nginx时,使用的配置文件是:安装路径/conf/nginx.conf文件
  • 可以在启动nginx时通过-c选项来指定要读取的配置文件

nginx常见的配置文件及其作用

配置文件作用
nginx.conf nginx的基本配置文件
mime.types MIME类型关联的扩展文件
fastcgi.conf 与fastcgi相关的配置
proxy.conf 与proxy相关的配置
sites.conf 配置nginx提供的网站,包括虚拟主机

6.1 nginx.conf配置详解

nginx.conf的内容分为以下几段:

  • main配置段:全局配置段。其中main配置段中可能包含event配置段
  • event {}:定义event模型工作特性
  • http {}:定义http协议相关的配置

配置指令:要以分号结尾,语法格式如下:

derective value1 [value2 ...];

支持使用变量:

  • 内置变量:模块会提供内建变量定义
  • 自定义变量:set var_name value

6.2 用于调试、定位问题的配置参数

daemon {on|off};    //是否以守护进程方式运行nginx,调试时应设置为off
master_process {on|off};    //是否以master/worker模型来运行nginx,调试时可以设置为off
error_log 位置 级别;    //配置错误日志

error_log里的位置和级别能有以下可选项:

位置级别
file
stderr
syslog:server=address[,parameter=value]
memory:size
debug:若要使用debug级别,需要在编译nginx时使用--with-debug选项
info
notice
warn
error
crit
alert
emerg

6.3 正常运行必备的配置参数

user USERNAME [GROUPNAME];    //指定运行worker进程的用户和组
pid /path/to/pid_file;    //指定nginx守护进程的pid文件
worker_rlimit_nofile number;    //设置所有worker进程最大可以打开的文件数,默认为1024
worker_rlimit_core size;    //指明所有worker进程所能够使用的总体的最大核心文件大小,保持默认即可

6.4 优化性能的配置参数

worker_processes n;    //启动n个worker进程,这里的n为了避免上下文切换,通常设置为cpu总核心数-1或等于总核心数
worker_cpu_affinity cpumask ...;    //将进程绑定到某cpu中,避免频繁刷新缓存
//cpumask:使用8位二进制表示cpu核心,如:
    0000 0001   //第一颗cpu核心
    0000 0010   //第二颗cpu核心
    0000 0100   //第三颗cpu核心
    0000 1000   //第四颗cpu核心
    0001 0000   //第五颗cpu核心
    0010 0000   //第六颗cpu核心
    0100 0000   //第七颗cpu核心
    1000 0000   //第八颗cpu核心
timer_resolution interval;    //计时器解析度。降低此值,可减少gettimeofday()系统调用的次数
worker_priority number;    //指明worker进程的nice值

6.5 事件相关的配置:event{}段中的配置参数

accept_mutex {off|on};    //master调度用户请求至各worker进程时使用的负载均衡锁;on表示能让多个worker轮流地、序列化地去响应新请求
lock_file file;    //accept_mutex用到的互斥锁锁文件路径
use [epoll | rtsig | select | poll];    //指明使用的事件模型,建议让nginx自行选择
worker_connections #;    //每个进程能够接受的最大连接数

6.6 网络连接相关的配置参数

keepalive_timeout number;    //长连接的超时时长,默认为65s
keepalive_requests number;    //在一个长连接上所能够允许请求的最大资源数
keepalive_disable [msie6|safari|none];    //为指定类型的UserAgent禁用长连接
tcp_nodelay on|off;    //是否对长连接使用TCP_NODELAY选项,为了提升用户体验,通常设为on
client_header_timeout number;    //读取http请求报文首部的超时时长
client_body_timeout number;    //读取http请求报文body部分的超时时长
send_timeout number;    //发送响应报文的超时时长

6.7 fastcgi的相关配置参数

LNMP:php要启用fpm模型 配置示例如下:

location ~ \.php$ {
  root html;
  fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;      //定义反向代理
  fastcgi_index index.php;
  fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;
  include fastcgi_params;
}

6.8 常需要进行调整的参数

  • worker_processes
  • worker_connections
  • worker_cpu_affinity
  • worker_priority

6.9 nginx作为web服务器时使用的配置:http{}段的配置参数

http{...}:配置http相关,由ngx_http_core_module模块引入。nginx的HTTP配置主要包括四个区块,结构如下:

http {//协议级别
  include mime.types;
  default_type application/octet-stream;
  keepalive_timeout 65;
  gzipon;
  upstream {//负载均衡配置
    ...
  }
  server {//服务器级别,每个server类似于httpd中的一个<VirtualHost>
    listen80;
    server_name localhost;
    location / {//请求级别,类似于httpd中的<Location>,用于定义URL与本地文件系统的映射关系
      root html;
      index index.html index.htm;
    }
  }
}

http{}段配置指令: server {}:定义一个虚拟主机,示例如下:

server {
  listen 80;
  server_name www.idfsoft.com;
  root "/vhosts/web";
}

listen:指定监听的地址和端口

listen address[:port];
listen port;
server_name NAME [...]; 后面可跟多个主机,名称可使用正则表达式或通配符

当有多个server时,匹配顺序如下:

  1. 先做精确匹配检查
  2. 左侧通配符匹配检查,如*.idfsoft.com
  3. 右侧通配符匹配检查,如mail.*
  4. 正则表达式匹配检查,如~ ^.*.idfsoft.com$
  5. default_server

root path; 设置资源路径映射,用于指明请求的URL所对应的资源所在的文件系统上的起始路径

alias path; 用于location配置段,定义路径别名

index file; 默认主页面

index index.php index.html; error_page code [...] [=code] URI | @name 根据http响应状态码来指明特用的错误页面,例如 error_page 404 /404_customed.html

[=code]:以指定的响应码进行响应,而不是默认的原来的响应,默认表示以新资源的响应码为其响应码,例如 error_page 404 =200 /404_customed.html

log_format 定义日志格式

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

//注意:此处可用变量为nginx各模块内建变量

location区段,通过指定模式来与客户端请求的URI相匹配

//功能:允许根据用户请求的URI来匹配定义的各location,匹配到时,此请求将被相应的location配置块中的配置所处理,例如做访问控制等功能

//语法:location [ 修饰符 ] pattern {......}

常用修饰符说明:

修饰符功能
= 精确匹配
~ 正则表达式模式匹配,区分大小写
~* 正则表达式模式匹配,不区分大小写
^~ 前缀匹配,类似于无修饰符的行为,也是以指定模块开始,不同的是,如果模式匹配,那么就停止搜索其他模式了,不支持正则表达式
@ 定义命名location区段,这些区段客户端不能访问,只可以由内部产生的请求来访问,如try_files或error_page等

没有修饰符表示必须以指定模式开始,如:

server {
  server_name www.idfsoft.com;
  location /abc {
    ......
  }
}

那么如下内容就可正确匹配:

=:表示必须与指定的模式精确匹配,如:

server {
  server_name www.idfsoft.com;
  location = /abc {
    ......
  }
}

那么如下内容就可正确匹配:

如下内容则无法匹配:

~:表示指定的正则表达式要区分大小写,如:

server {
  server_name www.idfsoft.com;
  location ~ ^/abc$ {
  ......
  }
}

那么如下内容就可正确匹配:

如下内容则无法匹配:

~:表示指定的正则表达式不区分大小写,如:*

server {
  server_name www.idfsoft.com;
  location ~* ^/abc$ {
    ......
  }
}

那么如下内容就可正确匹配:

如下内容则无法匹配:

~:类似于无修饰符的行为,也是以指定模式开始,不同的是,如果模式匹配,则停止搜索其他模式

查找顺序和优先级:由高到底依次为

  1. 带有=的精确匹配优先
  2. 正则表达式按照他们在配置文件中定义的顺序
  3. 带有^~修饰符的,开头匹配
  4. 带有*修饰符的,如果正则表达式与URI匹配
  5. 没有修饰符的精确匹配

优先级次序如下:

( location = 路径 ) --> ( location ^~ 路径 ) --> ( location ~ 正则 ) --> ( location ~* 正则 ) --> ( location 路径 )

6.10 访问控制

用于location段

allow:设定允许哪台或哪些主机访问,多个参数间用空格隔开

deny:设定禁止哪台或哪些主机访问,多个参数间用空格隔开 示例:

allow 192.168.1.1/32 172.16.0.0/16;
deny all;

6.11 基于用户认证

auth_basic "欢迎信息";
auth_basic_user_file "/path/to/user_auth_file"

user_auth_file内容格式为:

username:password

这里的密码为加密后的密码串,建议用htpasswd来创建此文件:

htpasswd -c -m /path/to/.user_auth_file USERNAME

6.12 https配置

生成私钥,生成证书签署请求并获得证书,然后在nginx.conf中配置如下内容:

server {
  listen       443 ssl;
  server_name  www.idfsoft.com;
  ssl_certificate      /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
  ssl_certificate_key  /etc/nginx/ssl/nginx.key;
  ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
  ssl_session_timeout  5m;
  ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
  ssl_prefer_server_ciphers  on;
  location / {
    root   html;
    index  index.html index.htm;
  }
}

6.13 开启状态界面

开启status:

location /status {
  stub_status {on | off};
  allow 172.16.0.0/16;
  deny all;
}

访问状态页面的方式:http://server_ip/status

状态页面信息详解:

状态码表示的意义
Active connections 2 当前所有处于打开状态的连接数
accepts 总共处理了多少个连接
handled 成功创建多少握手
requests 总共处理了多少个请求
Reading nginx读取到客户端的Header信息数,表示正处于接收请求状态的连接数
Writing nginx返回给客户端的Header信息数,表示请求已经接收完成,
且正处于处理请求或发送响应的过程中的连接数
Waiting 开启keep-alive的情况下,这个值等于active - (reading + writing),意思就是Nginx已处理完正在等候下一次请求指令的驻留连接

6.14 rewrite

语法:rewrite regex replacement flag;,如:

rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /imgs/$1 break;

此处的$1用于引用(.*.jpg)匹配到的内容,又如:

rewrite ^/bbs/(.*)$ http://www.idfsoft.com/index.html redirect

如上例所示,replacement可以是某个路径,也可以是某个URL

常见的flag

flag作用
last 基本上都用这个flag,表示当前的匹配结束,继续下一个匹配,最多匹配10个到20个
一旦此rewrite规则重写完成后,就不再被后面其它的rewrite规则进行处理
而是由UserAgent重新对重写后的URL再一次发起请求,并从头开始执行类似的过程
break 中止Rewrite,不再继续匹配
一旦此rewrite规则重写完成后,由UserAgent对新的URL重新发起请求,
且不再会被当前location内的任何rewrite规则所检查
redirect 以临时重定向的HTTP状态302返回新的URL
permanent 以永久重定向的HTTP状态301返回新的URL

rewrite模块的作用是用来执行URL重定向。这个机制有利于去掉恶意访问的url,也有利于搜索引擎优化(SEO)

last举例:

//将1.jpg放到/tmp/html/img/下,访问原来的URL:images/1.jpg依然可以访问到(先指向/tmp/html/ig,再指向/tmp/html/img/)
    location /images {
        root /tmp/html;
        rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /ig/$1 last;
    } 

    location /ig {
        root /tmp/html;
        rewrite ^/ig/(.*\.jpg)$ /img/$1 break;
    }
技术图片

break举例

//将1.jpg放到/tmp/html/img/下,访问原来的URL:images/1.jpg依然可以访问到
        location /images {
            root /tmp/html;
            rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /img/$1 break;
        }

redirect举例

location /images {
        rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /ig/$1 redirect; 
    }
    location /ig {
        root /tmp/html;
        rewrite ^/ig/(.*\.jpg)$ /img/$1 break;
    }

permanent举例

nginx使用的语法源于Perl兼容正则表达式(PCRE)库,基本语法如下:

标识符意义
^ 必须以^后的实体开头
$ 必须以$前的实体结尾
. 匹配任意字符
[] 匹配指定字符集内的任意字符
[^] 匹配任何不包括在指定字符集内的任意字符串
匹配
() 分组,组成一组用于匹配的实体,通常会有|来协助

捕获子表达式,可以捕获放在()之间的任何文本,比如:

^(hello|sir)$       //字符串为“hi sir”捕获的结果:$1=hi$2=sir

//这些被捕获的数据,在后面就可以当变量一样使用了

nginx

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原文地址:https://www.cnblogs.com/liuzhenchao/p/11000686.html

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