【搞懂Nginx】Nginx学习笔记

文档背景

在许多项目架构中，经常看见Nginx作为代理服务器，去将请求负载均衡到各个Web应用上。但由于自己对Nginx一知半解，一直不能很清晰的弄清楚Nginx的逻辑。故详细的翻阅资料，整理一篇笔记。

Nginx的常用功能

代理功能

HTTP代理(正向代理)

如上图所示
客户端想要访问我们的Web服务器的资源，首先要经过我们的代理，然后通过网络转发到Web服务器拿到资源。也就是说，这个代理相当于一个交通工具，将用户的请求负载均衡并转发到对应的资源服务器。
行话来说就是，在客户端配置Nginx做代理,转发去访问暴露在网络上的Web服务器。

反向代理

如上图所示
客户端想要访问Web服务器的资源，直接通过网络从Nginx里面直接拿到资源了。也就是说此时的Nginx相当于代购把所有Web服务器中的资源都拿到了。所以说Nginx已经帮客户端把资源已经搞到手了，客户端只需要找Nginx就可以了。
行话来说就是，在服务端配置Ngixn做反向代理，客户端直接访问Nginx服务拿到资源。

负载均衡

Nginx提供的负载均衡策略可分为以下2类：

• 内置策略
  • 轮询
  • 加权轮询
  • IP Hash
• 扩展策略
  • 用户自定义策略

轮询

如上图所示
一个客户端发了10个请求给Nginx服务器要拿资源，Nginx利用轮询的方式，平均分配给不同服务器来获取资源。比较常用。

加权轮询

如上图所示
一个客户端发了10个请求给Nginx服务器要拿资源，Nginx利用轮询的方式，根据权重分配给不同服务器来获取资源。不同应用服务器的内存有差别时比较常用。

IP Hash

如上图所示
3个客户端，每个客户端发送10个请求给Nginx服务器要拿资源，Nginx将他们的IP作为hash key去Web服务器的IP作为Hash value记载到Nginx的内存里。可以保证一段时间内同一客户端请求到Web服务器上的Session是唯一的。可以解决session不共享的问题。

Web缓存

Nginx可以对不同的文件做不同的缓存处理，配置灵活，并且支持FastCGI_Cache，主要用于对FastCGI的动态程序进行缓存。配合着第三方的ngx_cache_purge，对制定的URL缓存内容可以的进行增删管理。

Nginx配置文件

默认配置

#user  nobody;
worker_processes  1;

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #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;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.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;
    #    }
    #}

}

Nginx文件结构

...              #全局块

events {         #events块
   ...
}

http      #http块
{
    ...   #http全局块
    server        #server块
    { 
        ...       #server全局块
        location [PATTERN]   #location块
        {
            ...
        }
        location [PATTERN] 
        {
            ...
        }
    }
    server
    {
      ...
    }
    ...     #http全局块
}

1. 全局块：配置影响nginx全局的指令。一般有运行nginx服务器的用户组，nginx进程pid存放路径，日志存放路径，配置文件引入，允许生成worker process数等。
2. events块：配置影响nginx服务器或与用户的网络连接。有每个进程的最大连接数，选取哪种事件驱动模型处理连接请求，是否允许同时接受多个网路连接，开启多个网络连接序列化等。
3. http块：可以嵌套多个server，配置代理，缓存，日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置。如文件引入，mime-type定义，日志自定义，是否使用sendfile传输文件，连接超时时间，单连接请求数等。
4. server块：配置虚拟主机的相关参数，一个http中可以有多个server。
5. location块：配置请求的路由，以及各种页面的处理情况。

实际配置

########### 每个指令必须有分号结束。#################
#user administrator administrators;  #配置用户或者组，默认为nobody nobody。
#worker_processes 2;  #允许生成的进程数，默认为1
#pid /nginx/pid/nginx.pid;   #指定nginx进程运行文件存放地址
error_log log/error.log debug;  #制定日志路径，级别。这个设置可以放入全局块，http块，server块，级别以此为：debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg
events {
    accept_mutex on;   #设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on
    multi_accept on;  #设置一个进程是否同时接受多个网络连接，默认为off
    #use epoll;      #事件驱动模型，select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport
    worker_connections  1024;    #最大连接数，默认为512
}
http {
    include       mime.types;   #文件扩展名与文件类型映射表
    default_type  application/octet-stream; #默认文件类型，默认为text/plain
    #access_log off; #取消服务日志    
    log_format myFormat '$remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; #自定义格式
    access_log log/access.log myFormat;  #combined为日志格式的默认值
    sendfile on;   #允许sendfile方式传输文件，默认为off，可以在http块，server块，location块。
    sendfile_max_chunk 100k;  #每个进程每次调用传输数量不能大于设定的值，默认为0，即不设上限。
    keepalive_timeout 65;  #连接超时时间，默认为75s，可以在http，server，location块。

    upstream mysvr {   
      server 127.0.0.1:7878;
      server 192.168.10.121:3333 backup;  #热备
    }
    error_page 404 https://www.baidu.com; #错误页
    server {
        keepalive_requests 120; #单连接请求上限次数。
        listen       4545;   #监听端口
        server_name  127.0.0.1;   #监听地址       
        location  ~*^.+$ {       #请求的url过滤，正则匹配，~为区分大小写，~*为不区分大小写。
           #root path;  #根目录
           #index vv.txt;  #设置默认页
           proxy_pass  http://mysvr;  #请求转向mysvr 定义的服务器列表
           deny 127.0.0.1;  #拒绝的ip
           allow 172.18.5.54; #允许的ip           
        } 
    }
}

工作模式

Master-Worker模式

启动Nginx后，在80端口启动了Socket服务进行监听，如上图所示，Nginx设计Master进程和Worker进程

Master进程的作用：

• 读取并验证配置文件nginx.conf
• 管理Woker进程

Worker进程的作用：
每一个Worker进程都维护一个线程（避免线程切换），处理连接和请求；注意Worker进程的个数由配置文件决定，一般和CPU个数相关（有利于进程切换），配置几个就有几个Worker进程。

文档参考

【Nginx 配置详解】: https://blog.youkuaiyun.com/u011262253/article/details/120941175
【菜鸟教程】: https://www.runoob.com/w3cnote/nginx-setup-intro.html