Nginx的介绍与安装

Nginx

目录

• Nginx
  • Nginx简介
  • Nginx的优点和特性
    • nginx的特性
    • nginx的优点
  • Nginx的功能及应用类别
    • nginx的基本功能
    • nginx的扩展功能
    • nginx的应用类别
  • nginx的模块与工作原理
    • nginx的模块分类
    • nginx的工作原理
  • nginx的工作模式
    • master-worker模式
    • 单进程模式
• Nginx源码安装
  • • 安装准备
    • 开始配置
    • 访问查看

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。

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。

Nginx的优点和特性

nginx的特性

nginx是一个很牛的高性能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

nginx的优点

• 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

Nginx的功能及应用类别

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

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

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

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。

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

nginx的工作原理

nginx采用了异步非阻塞的工作方式
epoll模型：当有i/o事件产生时，epoll就会告诉进程哪个连接由i/o事件产生，然后进程就会处理这个事件。
nginx配置use epoll后，以异步非阻塞的方式工作，能够处理百万计的并发连接

处理过程：
每进来一个请求，会有一个工作进程去处理，但不是全程进行处理，处理可以会发生阻塞的情况；

比如：向后端服务器转发请求，那么这个处理的工作进程不会一直等待，它会在发送完请求后，注册一个事件等待后端服务器返回；此时，再有新的请求，这个worker就很快再按这种方式处理；而一旦后端服务器返回信息，就会触发这个事件，worker就会进行处理，这个请求才会接着往下走；
通过这种<快速处理并快速释放请求>的方式，达到同样的配置可以处理更大并发的目的

nginx的工作模式

master-worker模式

nginx启动成功后，会有一个master进程和至少一个worker进程；
master进程负责处理系统信号、加载配置、管理worker进程

worker进程负责处理具体的业务逻辑
对外部来说，真正提供服务的时worker进程

优点：
稳定性高；一个worker进程挂掉后master进程会立即启动一个新的worker进程，保证worker进程数量不变，降低服务中断的概率;
配合Linux的cpu亲和性的匹配中，可以充分利用多核cpu的优势，提升性能;
处理信号、配置重新加载等可以做到尽可能不中断服务;

单进程模式

nginx只有一个进程，nginx的所有工作都由这个进程负责

优点：可以很方便的利用gdb工具进行调试

缺点：
不支持平滑升级
任何的信号处理都可以造成服务的中断
进程挂掉后，在没有外部监控的情况下，无法重启服务
生产环境中不会使用

Nginx源码安装

nginx下载网址

安装准备

#首先关闭防火墙和selinux
[root@localhost ~]# setenforce 0
[root@localhost ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@localhost ~]# systemctl disable --now firewalld.service

#创建用户
[root@localhost ~]# useradd -rMs /sbin/nologin nginx

#安装所需要的依赖包
[root@localhost ~]# dnf -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make wget vim

#下载nginx源码包，并解压
[root@localhost ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.2.tar.gz
[root@localhost ~]# tar -xf nginx-1.20.2.tar.gz
[root@localhost ~]# cd nginx-1.20.2/
[root@localhost nginx-1.20.2]#

#安装配置之前可以隐藏nginx版本号
[root@localhost nginx-1.20.2]# vim src/core/nginx.h
...
#define NGINX_VERSION      "233"        //可以修改版本参数
...

开始配置

#配置
[root@localhost 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

#编译安装
[root@localhost nginx-1.20.2]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l)
[root@localhost nginx-1.20.2]# make install

#安装成功
[root@localhost nginx-1.20.2]# cd /usr/local/nginx/
[root@localhost nginx]# ls
conf  html  logs  sbin

配置环境变量

[root@localhost ~]# echo "export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin" > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@localhost ~]# source /etc/profile.d/nginx.sh

编写service文件

[root@localhost ~]# cd /usr/lib/systemd/system/
[root@localhost system]# vim 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@localhost system]# systemctl daemon-reload

启动服务并开机自启

[root@localhost ~]# systemctl enable --now nginx.service
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
[root@localhost ~]# ss -antl
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                0.0.0.0:80              0.0.0.0:*                  
LISTEN    0         128                   [::]:22                 [::]:*  

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