Linux系统——Nginx基础

Nginx是一个开源的，支持高性能、高并发（特别是静态资源）的www服务和代理服务软件，还具有反向代理复杂均衡功能和缓存服务功能，与lvs负载均衡及Haproxy等专业代理软件相比，nginx部署更简单方便

重要特性：

（1）支持高并发：能支持几万并发连接（静态小文件业务环境）

（2）资源消耗少：在3万并发连接下，开启10个nginx线程消耗的内存不到200MB

（3）可以做HTTP反向代理及加速缓存，即负载均衡功能

（4）具备专业缓存软件的缓存功能

（5）支持异步网络I/O事件模型epoll

Nginx软件的主要企业功能该应用

（1）作为Web服务器

（2）作为反向代理或负载均衡服务器

（3）作为前端业务数据缓存服务（缓存的是图片和视频，用来降低存储压力，作为web缓存而非数据库缓存，静态文件）

Web服务产品性能对比测试

在处理静态小文件（小于1MB时），nginx和Lighttpd比Apache更有优势，nginx处理小文件的优势明显，Lighttpd综合最强。

在处理动态数据时。Apache更有优势，因为处理动态数据的能力取决于PHP（Java）和后端数据库的服务能力。

Nginx总体性能比Apache高的原因

Nginx使用最新的epoll和kqueue（freebsd）异步网络I/O模型，而Apache使用的是select模型（同步阻塞I/O网络模型）。目前Linux下能够承受高并发访问的Squid，Memcached软件采用的都是epoll（异步I/O非阻塞模型）

模型。

处理大量连接的读写时，Apache所采用的select网络I/O模型比较低效。

Nginx承受的并发大，Apache承受的并发小

（1）同步阻塞I/O模型：线程干活时，是一件事一件事的干，向磁盘读写数据时，线程需要等待磁盘I/O完成

（2）异步非阻塞I/O模型：线程干活时，可以同时做多件事情，永不等待，向磁盘读写数据时，线程不需要等待而是先做其他事情

Nginx是利用线程来接待用户，而一个进程里有很多很多的进程（最多可以65536个，线程本身堆内存的占用非常少

但是，在极高并发状态下，线程间并不稳定，容易产生资源上的冲突

（1）静态业务（无人工参与就无法改变的数据，图片、视频、以.html结尾的静态网页）：若是高并发场景，尽量采用nginx或Lighttpd，二者首选nginx

（2）动态业务（需要从MySQL里取数据）：理论上采用nginx和Apache均可，建议选择nginx，为了避免相同业务的服务软件多样化，增加额外维护成本。动态业务可以由nginx兼做前端代理，再根据页面元素的类型或目录，转发到后端相应的服务器进行处理。

既有静态业务又有动态业务：采用nginx

Nginx的编译安装

# wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-6.repo

# wget -O /etc/yum.repos.d/163.repo http://mirrors.163.com/.help/CentOS6-Base-163.repo

# yum -y install pcre-devel openssl-devel

# yum -y install gcc gcc-c++ make

# tar xf nginx-1.10.2.tar.gz -C /usr/src/

# useradd -s /sbin/nologin -M www

# cd /usr/src/

# ./configure --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module

# make

# make intall

创建软链接

# ln -s /usr/local/nginx/sbin/* /usr/local/sbin/

# cd /usr/local/nginx/

# ls

conf html logs sbin（配置文件、网页、日志、命令）

# cd conf/

# pwd

/usr/local/nginx/conf

排除#和空行，查看nginx.conf配置文件

# egrep -v "#|^$" nginx.conf.default > nginx.conf

# cat nginx.conf | wc -l

# vim nginx.conf

精简nginx配置文件

函数体外面的配置命令都是全局生效

（1）worker_processes Nginx工作的进程个数，CPU是几核的就可以配几

（2）events函数（事件函数）

worker connections表示进程里工作的线程个数，每个线程可以接待一个用户，默认值1024；工作中配成它的20倍，20480为参考值（同时结合Linux系统一同优化，eg，文件打开数（Linux每个进程默认1024个）等）

（3）http函数表示Web服务

（4）include支持的数据类型，把媒体类型的所有内容导入到当前脚本（相对路径是当前配置文件的路径）

（shell语言中，include可以将另一个文件的代码导入当前文件的相对位置）

（5）default_type默认类型 nginx默认一程序模式启动

（6）sendfile文件的高效传输功能，默认开启

（7）keepalive连接保持功能持续（超时时间）65秒；工作环境中，可以考虑90-180秒，最多不超过5分钟

连接保持指打开网页需要建立三次握手，若没有连接保持代表浏览器完成解析后，TCP三次握手直接断开，若有连接保持，解析完成后TCP三次握手仍然建立状态，等待下次请求，无需频繁建立三次握手；可以节约系统资源

（8）server函数虚拟网站

一个Server函数代表一个虚拟网站，几个server代表几个网站

listen：socket进程的监听端口：80

server_name：域名（主机名）www.yunjisuan.com

（9）location函数

root：网页的根目录路径，该相对路径是nginx的安装路径

index：索引（首页）指网站的首页是哪个网页文件；默认跳转首页的名字

将域名修改为www.yunjisuan.com

启动nginx进程（绝对路径或通关软链接）

# /usr/local/nginx/sbin/nginx

# cd ..

# ls

# cd html

# rm -rf *

# echo "`hostname -I` www.yunjisuan.com" >> /etc/hosts

# mkdir www

# echo "`hostname -I` www.yunjisuan.com" > www/index.html

# cat www/index.html

192.168.214.140 www.yunjisuan.com

# curl www.yunjisuan.com

192.168.214.140 www.yunjisuan.com

查看Web服务器当前状态的并发连接数（进入数据传输状态的情况下）

# netstat -an | grep ESTAB | wc -l

用Windows系统访问浏览器

我的电脑——Windows——Windows——system32——drivers——etc——hosts

复制文件，在文件中更改相应的IP地址，在覆盖原有hosts文件；用原始浏览器输入相应域名，此时浏览器显示网页

修改nginx.conf的root 将html改为html/www

重启配置文件

# /user/local/nginx/sbin/nginx -s reload

此时，Windows的浏览器无法访问网页

在html目录下，创建www目录，将源html目录下的index.html移动到www目录下，此时浏览器可以正常访问

若在www目录下创建zzz目录，在zzz目录下的index.html文件下写入内容，在不修改配合文件的情况下访问浏览器，如下操作：

在网址处输入www.yunjisuan.com/zzz/index.html，其中www.yunjisuan.com/已经在www目录下，/表示根，因此www目录下的zzz目录下的index.html用/zzz/index.html表示就可以正常访问浏览器

创建三个网页

套用三个server函数

重启配置文件

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

# cd html/

# mkdir bbs blog（在html目录下）

# echo “`hostname -I` bbs.yumjisuan.com” > bbs/index.html

# echo “`hostname -I` blog.yumjisuan.com” > blog/index.html

追加域名到映射文件

# vim /etc/hosts

用域名访问浏览器，浏览器能够接收到IP地址

用IP地址访问浏览器时，多网页使用同一个IP地址时，浏览器默认访问IP地址对应的第一个域名所在的网页

一个web服务器搭建多个网站有三种方法：

（1）基于不同域名的虚拟网站

所谓基于域名的虚拟主机，意思就是通过不同的域名区分不同的虚拟主机，基于域名的虚拟主机是企业应用最广的虚拟主机类型，几乎所有对外提供服务的网站都是使用基于域名的虚拟主机，例如：www.etiantian.org

（1）基于不同监听端口的虚拟网站

所谓基于端口的虚拟主机，意思就是通过不同的端口来区分不同的虚拟主机，此类虚拟主机对应的企业应用主要为公司内部的网站，例如：一些不希望直接对外提供用户访问的网站后台等，访问基于端口的虚拟主机地址里要带有端口，例如：http://www.baidu.com:80

（2）基于不同IP的虚拟网站（一台服务器可以有两个网卡）

所谓基于IP的虚拟主机，意思就是通过不同的IP区分不同的虚拟主机，此类虚拟主机对应的企业应用非常少见，一般不同业务需要使用多IP的场景都会在负载均衡器上进行VIP绑定，而不是在Web上通过绑定IP区分不同的虚拟机

#default_server

这种方法可以禁止非发用户（直接用IP地址访问，不经过DNS解析的用户）访问该网页，操作：添加一个server，设置返回码，也可以然该用户看一个错误页面；可以用deny all拒绝所有用户的访问

套用include参数

在extra/bbs.conf中编辑server函数

在extra/www.conf中编辑server函数

此时nginx.conf配置文件中值保留blog的server函数，并在该函数中添加include参数，启动www域名的server函数及bbs域名的server函数

修改配置文件后平滑重启reload，访问浏览器

Include的作用：当网站的server越来越大，去专门的配置文件下就能进行修改；工作中每一个网站会独立出它的配置来，具体要修改的内容在网站配置文件就可以进行修改，无需再主配置文件中修改，这是降低耦合度的一种方式（高聚内低耦合）

Nginx状态信息功能实战

（1）确认编译时是否设定了此模块

这个状态信息检测可以显示nginx目前有多少人访问、处理了多少需求、进行了多少次TCP三次握手的数据等

--with-http_stub_status_module模块就是状态信息模块

（2）设定信息模块配置

# cd /usr/local/nginx/conf

# mkdir extra

# cd extra

# vim status.conf

stub_status on; #开启状态信息功能

access_log off; #不记录访问日志

需要重启nginx服务

（3）Nginx status显示结果详解

第一个server表示你想你想启动到现在一共处理了39个连接

第二个accepts表示nginx启动到现在共成功创建了39次握手

请求丢失书=（握手数-连接数）

第三个handled requests，表示总共处理了41次请求

Reading为nginx读取到客户端的header信息数

Writing为nginx返回给客户端的header信息数

Waiting为nginx已经处理完正在等候下一次请求指令的驻留连接；在开启keep-alive的情况下，这个值等于active - （reading+writing）

（4）添加错误日志（全局环境，函数体之前定义）

错误日志error_log的默认值为：error_log logs/error.log error;

访问日志access_log

（5）Nginx访问日志轮训切割（移动并改名）

默认情况下nginx会把所有的访问日志生成到一个指定的访问文件access.log里，仍有必要对nginx日志，按天或小时进行切割，使其分成不同的文件保存。

# vim /server/scripts/cut_nginx_log.sh

切割后需要重启nginx配置文件

添加server时要注意的步骤（非常重要！）：

（1）在服务器映射文件/etc/hosts中添加IP地址及域名

# vim /etc/hosts

在Windows系统映射文件/etc/hosts中添加IP地址及域名

我的电脑——Windows——Windows——system32——drivers——etc——hosts

复制文件，在文件中更改相应的IP地址，在覆盖原有hosts文件；用原始浏览器输入相应域名，此时浏览器显示网页

（2）在nginx.conf配置文件中编辑server函数

# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

（3）在网页目录的索引文件中添加内容

# cd html

# mkdir bbs blog

# echo “`hostname -I` bbs.yumjisuan.com” > bbs/index.html

# echo “`hostname -I` blog.yumjisuan.com” > blog/index.html

（4）重启配置文件

# /user/local/nginx/sbin/nginx -t 查看配置文件编辑是否正确

# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

（5）若配置文件中只引用一个server函数，其他域名用include参数导入配置文件，则需要在conf目录中额外创建一个目录，在新创建的extra目录中编辑其他域名的配置文件

# mkdir extra

# cd extra/

# vim bbs.conf

# vim www.conf

# vim status.conf

（6）模拟浏览器访问

# curl status.yunjisuan.com

Nginx location

（1）location使用的语法

（2）location函数是过滤函数，可以通过正则表达式来匹配不同URL里的URI部分。匹配到不同的URI进入到不同的location，也就可以进入到不同的网页目录

因此，location过滤的优先级

（1）location / 模糊匹配一个根/，只要含有一个根/就行（URI部分永远有一个根/符号）

（2）location = / 精确匹配，URI部分只能有根符号/才行（精确匹配优先级比默认匹配高）

（3）location = /images/ 精确匹配到/images/才可以

（4）location /images 字符串匹配

（5）location /documents/ 模糊匹配常规/documents/字符串，前缀型模糊匹配（必须从根URI开始，后面可以任意）；如果有正则检查，正则优先（字符串之间的优先级：字符串长度越大优先级越高）

（6）location ~ /images/ 精确匹配，~普通正则，区分大小写

（7）location ^~ /images/ 精确匹配（优先级高于location /images/字符串匹配）前缀型正则匹配（以/images/开头才识别）先进行字符串的前缀匹配，如果匹配到就不做正则匹配检查

（8）location ~* \. (gif|jpg|jpeg) $ 正则匹配不需要从头开始，只要含有就行（优先级高于字符串匹配），*为对后面不区分大小写

~普通正则，区分大小写

*不区分大小写

~*对后面不区分大小写

= 表示URI部分只能是=等号后边的部分，不能有多余的东西

通过location的匹配实验，确定location五种过滤方式的优先级关系

（1）精确匹配（=）

（2）特殊正则（^~）

（3）普通正则（~或者~*）

（4）字符串前缀匹配（/images/优先级高于/images）

（5）默认匹配（/）

验证写入配置文件的内容是否正确

# /user/local/nginx/sbin/nginx -t

Ngnix rewrite

作用：实现URL地址的重写

Nginx的rewrite规则需要PCRE软件的支持，即通过Perl兼容正则表达式语法进行规则匹配。默认参数编译时，Nginx就会安装支持rewrite的模块，但是，也必须要有PCRE软件的支持。

（1）指令语法：rewrite regex replacement 【flag】
默认值：none
应用位置：server，location，if
rewrite是实现URI重写的关键指令（表示开启一条rewrite匹配规则），根据regex（正则表达式）部分的内容，重定向到replacement部分（把匹配到的URL进行重写），结尾是flag标记

rewrite ^/(.*) http://www.baidu.com/$1 permanent

在上述指令中，rewrite为固定关键字，表示开启一条rewrite匹配规则，regex部分是URI ^(.*),这是一个正则表达式，表示匹配所有，匹配成功后跳转到http://www.baidu.com/$1 。这里的$1（相当于sed命令中的\1）是取前面regex部分括号里的内容，结尾的permanent；是永久301重定向标记，即跳转到后面的http://www.baidu.com/$1 地址上。

（2）regex常用正则表达式说明

（3）rewrite指令的最后一项参数flag标记的说明

在以上的flag标记中，last和break用来实现URL重写，浏览器地址栏的URL地址不变，但在服务器端访问的程序及路径发生了变化。redirect和permanent用来实现URL跳转，浏览器地址栏会显示跳转后的URL地址。

last和break标记的实现功能类似，但二者之间有细微的差别，使用alias指令时必须用last标记，使用proxy_pass指令时要使用break标记。last标记在本条rewrite规则执行完毕后，会对其所在的server{...}标签重新发起请求，而break标记则会在本条规则匹配完成后，终止匹配，不再匹配后面的规则。