Nginx
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1-Nginx简介
nginx（发音同engine x）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，并在一个BSD-like协议下发行。
开发者:Igor Sysoev
nginx由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev所开发，
最初供俄国大型的入口网站及搜寻引擎Rambler使用。
第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。
其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。
2011年6月1日，nginx 1.0.4发布。
nginx的特点:
- 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的特性与特点
2-1Nginx的特性
nginx是一个很强的高性能Web和反向代理服务器，它具有很多非常优越的特性
- 在高连接并发的情况下，nginx是Apache服务器不错的替代品，能够支持高达50000个并发连接数的响应
- 使用epoll and kqueue作为开发模型
- nginx作为负载均衡服务器：nginx既可在内部直接支持和PHP程序对外进行服务，也可支持作为HTTP代理服务器对外进行服务
- nginx采用C进行编写，不论系统资源开销还是CPU使用效率都比Perlbal要好很多
2-2Nginx的特点
- 高并发连接：官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中跑到2-3万并发连接数
- 内存消耗少：在3万并发连接下，开启的10个nginx进程才消耗150M内存（15M*10=150M）
- 配置文件非常简单：风格跟程序一样通俗易懂
- 成本低廉：nginx为开源软件，可以免费使用。而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币
- 支持Rewrite重写规则：能够根据域名、URL的不同，将HTTP请求分到不同的后端服务器群组
- 内置的健康检查功能：如果Nginx Proxy后端的某台Web服务器宕机了，不会影响前端访问
- 节省带宽：支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存的Header头
- 稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微
- 模块化设计：模块可以动态编译
- 外围支持好：文档全，二次开发和模块较多
- 支持热部署：可以不停机重载配置文件
- 支持事件驱动、AIO（AsyncIO，异步IO）、mmap（Memory Map，内存映射）等性能优化
3-Nginx的功能与应用类别
3-1Nginx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
3-2Nginx的应用类型
- 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的模块类型
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
具体的指令，请参考nginx的官方文档
4-2Nginx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
5-1Nginx的安装
这里是源码安装
环境说明:
| 系统 | 主机名称 | IP | 环境 |
|---|---|---|---|
| CentOS8 | Masters | 192.168.79.134 | Nginx1.20.2 |
准备工作：
1-关闭防火墙
2-关闭SeLinux
3-配置阿里云源
4-Nginx源码下载
//创建系统用户nginx
[root@Masters ~]# useradd -rMs /sbin/nologin nginx
//安装依赖环境
[root@Masters ~]# yum -y install pcre pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++
安装过程略....
//创建日志存放目录
[root@Masters ~]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@Masters ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx
//下载nginx
[root@Masters ~]# cd /usr/src/
[root@Masters src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.2.tar.gz
......
[root@Masters src]# ls
debug kernels nginx-1.20.2.tar.gz
//编译安装
[root@Masters src]# tar xf nginx-1.20.2.tar.gz
[root@Masters src]# cd nginx-1.20.2/
[root@Masters nginx-1.20.2]# ./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
......
//这里使用全部的CPU核心加快编译安装
[root@Masters nginx-1.20.2]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l) && make install
安装过程略....
5-2Nginx配置
[安装后的配置]
//配置环境变量
[root@localhost ~]# echo 'export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@localhost ~]# . /etc/profile.d/nginx.sh
//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}
[root@Masters ~]# cp /usr/lib/systemd/system/sshd.service /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[root@Masters ~]# vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[root@Masters ~]# cat /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx server daemon
After=network.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@Masters ~]# systemctl daemon-reload
//启动nginx设置开机自启动
[root@Masters ~]# systemctl start nginx.service
[root@Masters ~]# systemctl enable nginx.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
[root@Masters ~]# ss -anlt
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 [::]:22 [::]:*
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
- 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
[root@localhost ~]# ps -ef | grep nginx
root 1048 1 0 14:25 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
nginx 1049 1048 0 14:25 ? 00:00:00 nginx: worker process
root 1588 1558 0 14:34 pts/0 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
1
2 #user nobody;
3 worker_processes 1;
4 daemon off;
5 #error_log logs/error.log;
6 #error_log logs/error.log notice;
7 #error_log logs/error.log info;
[root@localhost ~]# nginx #前台运行
#开启另一个终端
[root@localhost ~]# ss -anlt
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 [::]:22 [::]:*
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# curl 127.0.0.1
显示可以访问
master_process {on|off}; //是否以master/worker模型来运行nginx，调试时可以设置为off
[root@localhost ~]# ss -anlt
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 [::]:22 [::]:*
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
[root@localhost ~]# nginx
2 #user nobody;
3 worker_processes 1;
4 daemon off;
5 master_process off;
6
[root@localhost ~]# ps -ef | grep nginx
root 1703 1558 0 14:46 pts/0 00:00:00 nginx
root 1705 1592 0 14:46 pts/1 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@localhost ~]#
error_log 位置 级别; //配置错误日志
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
worker_processes 1;
4 daemon off;
4 daemon off;
5 master_process off;
6
7 error_log /var/log/nginx/error.log;
8 #error_log logs/error.log notice;
9 #error_log logs/error.log info;
10
[root@localhost ~]# nginx
[root@localhost ~]# curl 127.0.0.1/fyucyu
<html>
<head><title>404 Not Found</title></head>
<body>
<center><h1>404 Not Found</h1></center>
<hr><center>nginx/1.20.2</center>
</body>
</html>
[root@localhost ~]# tail /var/log/nginx/error.log
2022/10/11 15:01:28 [error] 1785#0: *1 open() "/usr/local/nginx/html/fyucyu" failed (2: No such file or directory), client: 127.0.0.1, server: localhost, request: "GET /fyucyu HTTP/1.1", host: "127.0.0.1"
[root@localhost ~]#
error_log里的位置和级别能有以下可选项：
位置
file
stderr
syslog:server=address[,parameter=value]
memory:size
级别
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 #默认级别
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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
1
2 user nginx;
3 worker_processes 1;
4
5
6 error_log /var/log/nginx/error.log;
7 #error_log logs/error.log notice;
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
[root@localhost ~]# ss -anlt
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 [::]:22 [::]:*
[root@localhost ~]#
#默认就是nginx用户和组
[root@localhost ~]# ps -ef | grep nginx
root 2091 1 0 15:09 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
nginx 2092 2091 0 15:09 ? 00:00:00 nginx: worker process
root 2096 1558 0 15:09 pts/0 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@localhost ~]#
pid /path/to/pid_file; //指定nginx守护进程的pid文件
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
9
10 #pid logs/nginx.pid;
11
[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/logs/
[root@localhost logs]# ls
nginx.pid
[root@localhost logs]#
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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
2 user nginx;
3 worker_processes 1;
4 worker_rlimit_nofile 65535;
5
6 error_log /var/log/nginx/error.log;
7 #error_log logs/error.log notice;
#系统里面也要配置
[root@localhost ~]# vim /etc/security/limits.conf
[root@localhost ~]#
最后一行添加
# End of file
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
#在重新开启一个终端，就可以生效
[root@localhost ~]# ulimit -n
65535
[root@localhost ~]#
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
查看物理CPU个数
[root@localhost ~]# cat /proc/cpuinfo| grep "physical id"| sort| uniq| wc -l
2
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
2 user nginx;
3 worker_processes 2;
#这里需要重新加载，而不是重启
[root@localhost ~]# systemctl reload nginx.service
#可以看出有两个进程
[root@localhost ~]# ps -ef | grep nginx
root 2164 1 0 15:24 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
nginx 2360 2164 0 15:49 ? 00:00:00 nginx: worker process
nginx 2361 2164 0 15:49 ? 00:00:00 nginx: worker process
root 2364 2198 0 15:50 pts/0 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@localhost ~]#
worker_cpu_affinity cpumask …; //将进程绑定到某cpu中，避免频繁刷新缓存
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
worker_processes 2;
worker_rlimit_nofile 65535;
worker_cpu_affinity 01 10 ;
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
#可以用top
先按f键，在按空格键选中要选择的p，在按q退出. 在按L键过滤，搜索关键字回车
PID USER PR NI VIRT RES SHR S %CPU %MEM TIME+ COMMAND P
2426 root 20 0 81600 1088 60 S 0.0 0.0 0:00.00 nginx 0
2427 nginx 20 0 114188 6052 4484 S 0.0 0.2 0:00.00 nginx 0
2428 nginx 20 0 114188 6084 4512 S 0.0 0.2 0:00.00 nginx 1
2429 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/0:0-events 0
2430 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.01 kworker/1:1-events_freezable 1
2432 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.01 kworker/3:0-ata_sff 3
2433 root 20 0 0 0 0 I 0.0 0.0 0:00.00 kworker/u256:2-events_unbound 2
2434 root 20 0 65376 4344 3708 R 0.0 0.1 0:00.03 top 1
//如果是使用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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00010000 00100000 01000000 10000000
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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
2 user nginx;
3 worker_processes 2;
4 worker_rlimit_nofile 65535;
5 worker_cpu_affinity 01 10 ;
6 worker_priority -10;
7
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
[root@localhost ~]# ps -elf | grep nginx
1 S root 2459 1 0 80 0 - 20400 - 16:16 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
5 S nginx 2460 2459 0 70 -10 - 28547 do_epo 16:16 ? 00:00:00 nginx: worker process
5 S nginx 2461 2459 0 70 -10 - 28547 do_epo 16:16 ? 00:00:00 nginx: worker process
0 S root 2468 2198 0 80 0 - 3027 - 16:17 pts/0 00:00:00 grep --color=auto nginx
[root@localhost ~]#
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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
events {
accept_mutex on;
worker_connections 1024;
}
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
[root@localhost ~]# ss -anlt
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 [::]:22 [::]:*
[root@localhost ~]#
lock_file file; //accept_mutex用到的互斥锁锁文件路径
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
error_log /var/log/nginx/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;
lock_file logs/nginx.lock;
#pid logs/nginx.pid;
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
[root@localhost ~]#
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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
events {
worker_connections 4000; #连接个数
}
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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
32
33 #keepalive_timeout 0;
34 keepalive_timeout 65;
35
- 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
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
[root@localhost ~]#
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 /var/log/nginx/access.log main;
[root@localhost ~]# systemctl restart nginx.service
#进行访问网站
192.168.119.1 - - [11/Oct/2022:16:51:47 +0800] "GET / HTTP/1.1" 304 0 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64)
AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/86.0.4240.198 Safari/537.36" "-"
[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
# log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
# '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
# '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
log_format jjyy '$remote_addr - [$time_local] "$request" $status '
'"$http_user_agent" ';
access_log /var/log/nginx/access.log jjyy;
[root@localhost ~]# systemctl reload nginx.service
[root@localhost ~]# tail -f /var/log/nginx/access.log
#再去网站测试
192.168.119.1 - [11/Oct/2022:19:42:35 +0800]
"GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; WOW64)
AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/86.0.4240.198 Safari/537.36"
扫一扫
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