nginx

简介

nginx是一款轻量级的web服务器/反向代理服务器/电子邮件（IMAP,POP3）代理服务器,并在一个BSD-like协议下发行。

nginx的特点是内存占用少，并发能力强。，在同类网页服务器中表现比较好。

特性与优点

特性

能支持最高50000个并发连接数的响应
nginx作为负载均衡服务器，既可以作为http服务器对外服务，也可内部直接支持php程序对外服务（反向代理）
nginx采用c编写，系统资源开销或cpu使用效率都高于perlbal（ Perl 编写的单线程的事件驱动服务器，可充当 Web 服务器和 HTTP 负载均衡）

优点

高并发连接，最多支持5万并发，生产环境能到2~3万并发连接数
内存消耗少，3万并发连接下，10个nginx进程占用150M内存
配置文件通俗易懂（相对）
成本低廉（开源软件）
支持rewrite重写规则，根据域名，统一资源定位器URL，将http请求分发到不同后端服务器群组。
内置健康检测，不会因为单个web服务器宕机影响前端访问
节省带宽，可以添加浏览器本地缓存
模块化设计，支持动态编译。
外围支持好：模块和二次开发多
支持热部署：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功能

基本功能

静态资源的web服务器
http，smtp，pop3协议的反向代理服务器
缓存加速，负载均衡(负载均衡离不开反向代理，二者相互依存)
支持FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（python）等
模块化
支持SSL（证书https等）

扩展功能

基于名称和IP的虚拟主机
支持keepalive（长连接，不是高可用！）
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

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。

模块分类

nginx的模块从结构上分为：

核心模块

HTTP模块
EVENT模块
MAIL模块

基础模块

HTTP Access模块
HTTP FastCGI模块
HTTP Proxy模块
HTTP Rewrite模块

第三方模块

HTTP Upstream模块
Request Hash模块
Notice模块
HTTP Access Key模块

nginx模块从功能上分类，分为三类：

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（配置文件行的最左）
- 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（include）

工作原理

nginx模块被直接编译进nginx，属于静态编译方式。

启动时将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中决定是否加载模块。

nginx启动，产生一个master进程，该进程不处理任何客户端请求，而是用来产生worker线程。worker线程用来处理多个request（请求）

基本的WEB服务请求步骤：

nginx安装与配置

安装(源码)

//防火墙selinux关闭
systemctl stop firewalld.service 
setenforce 0
//创建nginx用户
[root@node1 ~]# useradd -r -M -s /sbin/nologin nginx

//安装开发工具组和依赖包
[root@node1 ~]# yum -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make 
[root@node1 ~]# yum -y groups mark install 'development tools'

//创建日志存放目录
[root@node1 ~]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@node1 ~]# chown -R  nginx.nginx /var/log/nginx
//下载源码包
[root@node1 ~]# cd /usr/src/
[root@node1 src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.0.tar.gz
[root@node1 src]# ll
...
-rw-r--r--. 1 root root 1061070 Apr 20 22:46 nginx-1.20.0.tar.gz
//解压
[root@node1 src]# tar xf nginx-1.20.0.tar.gz 
[root@node1 src]# cd nginx-1.20.0/
//编译安装
[root@node1 nginx-1.20.0]# ./configure \
> --prefix=/usr/local/nginx \	#指定路径
> --user=nginx \	#指定用户
> --group=nginx \	#指定组
> --with-debug \	#启用debug测试
> --with-http_ssl_module \	#启用ssl证书模块
> --with-http_realip_module \	#启用http真实ip模块
> --with-http_image_filter_module \	#启用http图像过滤器模块
> --with-http_gunzip_module \	#启用http压缩模块
> --with-http_gzip_static_module \	#启用静态压缩
> --with-http_stub_status_module \	#启用状态页面
> --http-log-path=/var/log/nginx/access.log \	#指定日http访问日志路径
> --error-log-path=/var/log/nginx/error.log	#指定报错日志路径

//启用多核心加速安装
[root@node1 nginx-1.20.0]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l) && make install

配置

配置文件详解

默认是“nginx安装路径/conf/nginx.conf'

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

//添加环境变量
[root@node1 nginx-1.20.0]# echo 'export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@node1 nginx-1.20.0]# source /etc/profile.d/nginx.sh
[root@node1 nginx-1.20.0]# which nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginx

//语法
[root@node1 nginx-1.20.0]# nginx -help
nginx version: nginx/1.20.0
Usage: nginx [-?hvVtTq] [-s signal] [-p prefix]
             [-e filename] [-c filename] [-g directives]

Options:
  -?,-h         : this help	#帮助信息
  -v            : show version and exit	#显示版本
  -V            : show version and configure options then exit		#显示版本和配置选项
  -t            : test configuration and exit	#测试配置并退出
  -T            : test configuration, dump it and exit	#测试配置
  -q            : suppress non-error messages during configuration testing	#配置测试期间只输出错误信息
  -s signal     : send signal to a master process: stop, quit, reopen, reload	#传递控制信号给主进程
  -p prefix     : set prefix path (default: /usr/local/nginx/)	#设置路径
  -e filename   : set error log file (default: /var/log/nginx/error.log) #设置错误日志路径
  -c filename   : set configuration file (default: conf/nginx.conf)	#设置配置文件路径
  -g directives : set global directives out of configuration file	#从配置文件中设置全局指令

//启动测试
[root@node1 nginx-1.20.0]# nginx 
[root@node1 nginx-1.20.0]# ss -antl
State   Recv-Q  Send-Q   Local Address:Port     Peer Address:Port  
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               [::]:*

nginx.conf配置文件详解

配置文件语法

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

语法格式：
derective value1 [value2 ...];

设置变量：
set VAR_NAME value

用于调试，定位问题的配置

daemon on|off;	#守护进程
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;    #配置错误日志存放路径，消息级别

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 NUM; 	#指定每个worker进程最大可以打开的文件数（默认1024，最大65535）kvm设置过。
worker_rlimit_core NUM;	#设置给worker进程的最大核心数（推荐为总核心数-1）

性能优化的配置参数

 
timer_resolution interval;    #单位ms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(-20~20)
worker_processes n;    #启动n个worker进程，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 ...;	#将进程绑定到指定cpu避免频繁刷新内存用二进制表示绑定cpu	0001 0010 0100 1000

事件相关配置

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,二者一般绑定出现
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

网络相关配置参数

keepalive_timeout number;    #长连接的超时时长，默认为65（s）
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（浏览器类型）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（文本内容）部分的超时时长
send_timeout number;    #发送响应报文的超时时长

长连接：数据传输完成了保持TCP连接不断开（不发RST包、不四次握手），等待在同域名下继续用这个通道传输数据

fastcgi配置参数

lnmp部署时参数修改

#单服务器部署，取消注释即可。分离部署需修改反向代理ip和端口
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;
}

nginx作为web服务器的配置

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;
        }

https配置

生成私钥后证书签署并获得证书，nginx如下配置

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;
  }
}

访问控制

针对ip，套接字，无类别域间路由（Classless Inter-Domain Routing、CIDR）的访问控制

allow

Syntax:	allow address | CIDR | unix: | all;
Default:	—
Context:	http, server, location, limit_except

deny

Syntax:	deny address | CIDR | unix: | all;
Default:	—
Context:	http, server, location, limit_except

用户认证

auth_basic "欢迎信息";
auth_basic_user_file "/path/to/user_auth_file"
//用户认证文件内容格式为：
username:password
//建议用htpasswd来创建此文件
htpasswd -c -m /path/to/.user_auth_file USERNAME

开启状态界面

stub_status

Syntax:	stub_status;
Default:	—
Context:	server, location

location /status {
  stub_status {on | off};	#自定义状态页面是否开启
  allow 172.16.0.0/16;	#针对访问控制
  deny all;
}

rewrite

通过执行URL重定向，在不改变用户习惯的前提下将资源迁移至新空间。防止恶意访问，替换的可以是路径，也可以是url。

rewrite 正则 替换 flag；
context： location

//匹配"/images/"开头"任意.jpg"结尾的标识符,请求转发到/img/(.*.jpg)内容
rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /imgs/$1  break;

//匹配"/bbs"开头的"/任意结尾的"的临时重定向到新的url"http://www.idfsoft.com/index.html"去

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

常见flag

flag	作用
last	表示当前匹配结束，继续下一个匹配，最多匹配10~20。不再被后面rewrite规则处理，而是对重写后的url再执行一次
break	终止匹配：重写完成后，不会被当前location内的任何rewrite规则所检查
redirect	临时重定向http状态302返回新的url
permanent	永久重定向http状态301返回新的url

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 \| 之前或之后的实体
()	分组，组成一组用于匹配的实体，通常会有\| 来协助

实例：

[root@node1 ~]# cd /usr/local/nginx/html
[root@node1 html]# mkdir images
[root@node1 html]# cd images/
[root@node1 images]# ll
total 452
-rw-r--r--. 1 root root 459622 Jun  1 21:49 moto.jpg

//模拟图片访问路径改变
[root@node1 html]# mkdir newimgs
[root@node1 html]# mv images/moto.jpg newimgs/

//rewrite重写规则
[root@node1 html]# vim ../conf/nginx.conf
     location /images {
            rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /newimgs/$1 break;
        }
[root@node1 html]# 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
[root@node1 html]# nginx -s reload

再次刷新正常访问

if条件判断

判断条件是否满足，满足则执行规则。

Syntax:	if (condition) { ... }
Default:	—
Context:	server, location

//例子
if ($http_user_agent ~ MSIE) {
    rewrite ^(.*)$ /msie/$1 break;	#判断浏览器是否是IE，是则重定向到/msie目录下的资源
}

if ($http_cookie ~* "id=([^;]+)(?:;|$)") {
    set $id $1;
}

if ($request_method = POST) {	#请求方法为POST时，返回状态码405
    return 405;
}

if ($slow) {
    limit_rate 10k;
}

//防盗链
location ~* \.(jpg|gif|jpeg|png)$ {#不区分大小写的图片资源
  valid_referers none blocked www.idfsoft.com;#定义有效链接
  if ($invalid_referer) {	#判断是否为无效链接
    rewrite ^/ http://www.idfsoft.com/403.html;#成立则返回403状态页面
  }
}

负载均衡和反向代理

upstream

文档_http_upstream_module (nginx.org)

通过这个模块能实现nginx的负载均衡

Syntax:	upstream name { ... }
Default:	—
Context:	http	#与server平级

//用到的参数
server	#后端服务器域名（或ip）默认端口80
weight	#权重：默认1，权重越大请求越多。
ip hash	#用户经常访问的后端服务器绑定

nginx常用负载均衡算法

轮询（默认算法）：每个请求会依次分配给后端不同的应用程序服务器，不理会后端服务器的实际压力
加权轮询：权重越大的服务器，被分配到的次数就会越多，通常用于后端服务器性能不一致的情况
IP HASH：当同IP进行重复访问时会被指定到上次访问到的服务器，可以解决动态网站SESSION共享问题

测试

node2,node4安装http，node1安装nignx。

修改2和4的index.html,方便验证

ssystemctl stop firewalld
setenforce 0
[root@node2 ~]# echo node2> /var/www/html/index.html
[root@node4 ~]# echo node4> /var/www/html/index.html

//负载均衡配置
[root@node1 html]# vim ../conf/nginx.conf
...
upstream loadbalance {	#定义一个服务器组
        server 192.168.94.143:80 ;	#node2服务器
        server 192.168.94.130:80 ;	#node4服务器
         }
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            proxy_pass http://loadbalance;	#代理转发调用刚刚定义的“loadbalance”
        }
[root@node1 html]# 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
[root@node1 html]# nginx -s reload

//访问测试
[root@node1 html]# curl 192.168.94.141
node4
[root@node1 html]# curl 192.168.94.141
node2

posted on 2021-05-24 22:51 fxx013 阅读(86) 评论(0) 编辑收藏举报

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