01 Nginx WEB 服务器企业实战

Nginx WEB 服务器企业实战

万维网 (WORLD WIDE WEB，WWW)服务器，也称之为 WEB 服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务。目前主流的 WEB 服务器软件包括:Apache、Nginx、Lighttpd、IIS、 Resin、Tomcat、WebLogic、Jetty。

本章向读者介绍 Nginx 高性能 WEB 服务器、Nginx 工作原理、安装配置及升级、Nginx 配置文件深入剖析、Nginx 虚拟主机、Location 案例演示、Nginx Rewirte 企业案例实战、HTTPS 安全 WEB 服务器及 Nginx 高性能集群实战等。

14.1 Nginx WEB 入门简介

Nginx ("engine x") 是一个高性能 HTTP 和反向代理服务器、IMAP、POP3、 SMTP 服务器。 Nginx 是由 Igor Sysoev 为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru 站点开发的，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。

由于 Nginx 的高性能、轻量级，目前越来越多的互联网企业开始使用 Nginx WEB 服务器。据 Netcraft 统计，在 2017 年 4 月份，世界上最繁忙的网站中有 28.72 %使用 Nginx 作为其服务器或者代理服务器。

Nginx 相对于 Apache 优点如下:
❑ 高并发响应性能非常好，官方 Nginx 处理静态文件并发 5w/s; ❑ 负载均衡及反向代理性能非常强;
❑ 系统内存和 CPU 占用率低;
❑ 可对后端服务进行健康检查;
❑ 支持 PHP cgi 方式和 FastCGI 方式;
❑ 可以作为缓存服务器、邮件代理服务器;
❑ 配置代码简洁且容易上手。

14.2 Nginx 工作原理

Nginx WEB 服务器最主要就是各种模块的工作，模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块，其中三类模块分别如下:

❑ 核心模块:HTTP 模块、EVENT 模块和 MAIL 模块等;
❑ 基础模块:HTTP Access 模块、HTTP FastCGI 模块、HTTP Proxy 模块和 HTTP Rewrite 模块;
❑ 第三方模块:HTTP Upstream Request Hash 模块、Notice 模块和 HTTP Access Key模块、Limit_req 模块等;

Nginx 的模块从功能上分为如下三类。
❑ 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 (代理类模块):此类模块是 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 等进行交互，实现服务代理和负载均衡等功能。

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的请求映射到一个 location block，而 location 是 Nginx 配置中的一个指令，用于访问的 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 的高并发得益于其采用了 epoll 模型，与传统的服务器程序架构不同，epoll

是 Linux 内核 2.6 以后才出现的，Nginx 采用 epoll 模型，异步非阻塞，而 apache 采用的是 select 模型:

Select 特点:select 选择句柄的时候，是遍历所有句柄，也就是说句柄有事件响应时，select 需要遍历所有句柄才能获取到哪些句柄有事件通知，因此效率是非常低。

epoll 的特点:epoll 对于句柄事件的选择不是遍历的，是事件响应的，就是句柄上事件来就马上选择出来，不需要遍历整个句柄链表，因此效率非常高。

Nginx 默认以 80 端口监听在服务器上，并且启动一个 master 进程，同时有 master 进程生成多个工作进程，当浏览器发起一个 HTTP 连接请求，每个进程都有可能处理这个连接，怎么做到的呢?怎么保证同一时刻一个 HTTP 请求被一个工作进程处理呢。

首先每个 worker 进程都是从 Master 进程 fork 出来，在 Master 进程里面，建立好需要 listen 的 socket(listenfd)之后，会 fork 出多个 worker 进程。

所有 worker 进程的 listenfd 会在新连接到来时变得可读，为保证只有一个进程处理该连接，所有 worker 进程在注册 listenfd 读事件前抢 accept_mutex，抢到互斥锁的那个进程注册 listenfd 读事件，在读事件里调用 accept 接受该连接。

当一个 worker 进程在 accept 这个连接之后，就开始读取请求、解析请求、处理请求，产生数据后，再返回给客户端，最后才断开连接，这样形成一个完整的请求流程。如图 14-2 所示:

图 14-2 Nginx Worker 进程工作原理

14.3 Nginx 安装配置

Nginx WEB 安装时可以指定很多的模块，默认需要安装 Rewrite 模块，也即是需要系统有 PCRE 库，安装 Pcre 支持 Rewrite 功能。如下为安装 Nginx WEB 服务器方法: 源码的路径，而不是编译后的路径，否则会报错。

#安装 PCRE 库支持
yum install pcre-devel pcre -y

下载 Nginx 源码包

cd /usr/src

wget -c http://nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz #解压 Nginx 源码包
tar -xzf nginx-1.12.0.tar.gz
#进入解压目录，然后 sed 修改 Nginx 版本信息为 JWS

cd nginx-1.12.0 ; sed -i -e 's/1.12.0//g' -e 's/nginx//JWS/g' -e 's/"NGINX"/"JWS"/g' src/core/nginx.h
#预编译 Nginx
useradd www ;./configure --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module

#.configure 预编译成功后，执行 make 命令进行编译 make
#make 执行成功后，执行 make install 正式安装 make install

yum -y install openssl openssl-devel

#至此 Nginx WEB 服务器安装完毕。

测试 Nginx 服务安装是否正确，同时启动 Nginx WEB 服务，代码命令如下:

/usr/local/nginx/sbin/nginx -t 检查 nginx 配置文件是否正确，返回 OK 即正确.

[root@localhost ~]# /usr/local/nginx/sbin/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@localhost ~]#

然后启动 nginx，/usr/local/nginx/sbin/nginx 回车即可。查看进程是否已启动:

[root@localhost ~]# ps -ef |grep nginx
nobody 5381 30285 0 May16 ? 09:04:31 nginx: worker process
root 30285 1 0 2017 ? 00:00:00 nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx

root 32260 32220 0 12:34 pts/0 00:00:00 grep nginx [root@localhost ~]#

通过浏览器访问 Nginx 默认测试页面

14.4 Nginx 管理及升级

Nginx WEB 服务器安装完毕，可以执行如下命令对其进管理和维护，命令如下:

#查看 nginx 进程
ps -ef|grep nginx
#平滑启动 nginx
kill -HUP cat /var/run/nginx.pid
或者
nginx -s reload
其中进程文件路径在配置文件 nginx.conf 中可以找到。
平滑启动的意思是在不停止 nginx 的情况下，重启 nginx，重新加载配置文件，启动新的工作线程，完美停止旧的工作线程。
#完美停止 nginx
kill -QUIT cat /var/run/nginx.pid
#快速停止 nginx

kill -TERM cat /var/run/nginx.pid 或者
kill -INT cat /var/run/nginx.pid #完美停止工作进程(主要用于平滑升级) kill -WINCH cat /var/run/nginx.pid #强制停止 nginx

pkill -9 nginx
#检查对 nginx.conf 文件的修改是否正确
nginx -t -c /etc/nginx/nginx.conf 或者 nginx -t #停止 nginx 的命令
nginx -s stop 或者 pkill nginx
#查看 nginx 的版本信息
nginx -v
#查看完整的 nginx 的配置信息
nginx -V

Nginx WEB 服务器定期更新，如果需要将低版本升级或者将高版本降级，升级或者降级方法如下，分为四个步骤，包括软件下载、预编译、编译、配置，具体方法如下:

wget http://www.nginx.org/download/nginx-1.4.2.tar.gz 获取旧版本 nginx 的 configure 选项 /usr/local/nginx/sbin/nginx -V
编译新版本的 Nginx

tar -xvf nginx-1.4.2.tar.gz
cd nginx-1.4.2
./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=www --group=www --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module

make
备份旧版本的 nginx 可执行文件，复制新版本的 nginx 这行文件
mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx.old
cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/
测试新版本 nginx 是否正常
/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
平滑重启升级 nginx
kill –QUIT cat /usr/local/nginx/log/nginx.oldbin ##关闭旧版 nginx 验证 nginx 是否升级成功
/usr/local/nginx/sbin/nginx -V 显示最新编译的版本信息即可。

14.5 Nginx 配置文件优化一

学习 Nginx 服务的难点在于对配置文件的理解和优化，熟练掌握 Nginx 配置文件参数的含义可以更快的掌握 Nginx，如下为 Nginx.conf 配置文件常用参数详解:

#定义 Nginx 运行的用户和用户组
user www www;
#启动进程,通常设置成和 cpu 的数量相等
worker_processes 8;
worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;

#为每个进程分配 cpu，上例中将 8 个进程分配到 8 个 cpu，当然可以写多个，或者将一个进程分配到多个 cpu。
worker_rlimit_nofile 102400;
#该指令是当一个 nginx 进程打开的最多文件描述符数目，理论值应该是最多打开文件数(ulimit -n)与 nginx 进程数相除，但是 nginx 分配请求并不是那么均匀，所以最好与 ulimit -n 的值保持一致。

#全局错误日志及 PID 文件
error_log /usr/local/nginx/logs/error.log;
#错误日志定义等级，[ debug | info | notice | warn | error | crit ]
pid /usr/local/nginx/nginx.pid;
#工作模式及连接数上限
events {
use epoll;
#epoll 是多路复用 IO(I/O Multiplexing)中的一种方式,但是仅用于 linux2.6 以上内核,可以大大提高 nginx 的性能.
worker_connections 102400;
#单个后台 worker process 进程的最大并发链接数 (最大连接数=连接数*进程数) multi_accept on;
#尽可能多的接受请求.
}
#设定 http 服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
http {
#设定 mime 类型,类型由 mime.type 文件定义
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
#设定日志格式
access_log /usr/local/nginx/log/nginx/access.log;
sendfile on;
#sendfile 指令指定 nginx 是否调用 sendfile 函数(zero copy 方式)来输出文件，对于普通应用必须设为 on
#如果用来进行下载等应用磁盘 IO 重负载应用，可设置为 off，以平衡磁盘与网络 I/O处理速度，降低系统的 uptime。
#autoindex on; #开启目录列表访问，合适下载服务器，默认关闭。 tcp_nopush on;

#防止网络阻塞
keepalive_timeout 60;
#keepalive 超时时间，客户端到服务器端的连接持续有效时间，当出现对服务器的后继请求时，keepalive-timeout 功能可避免建立或重新建立连接。
tcp_nodelay on;
#提高数据的实时响应性
#开启 gzip 压缩
gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 4 16k;
gzip_http_version 1.1;
gzip_comp_level 2;
#压缩级别大小，最大为 9，值越小，压缩后比例越小，CPU 处理更快。
#值越大，消耗 CPU 比较高。
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
gzip_vary on;
client_max_body_size 10m;
#允许客户端请求的最大单文件字节数
client_body_buffer_size 128k;
#缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数.
proxy_connect_timeout 90;

#nginx 跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时) proxy_send_timeout 90; #后端服务器数据回传时间(代理发送超时) proxy_read_timeout 90; #连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时) proxy_buffer_size 4k; #设置代理服务器(nginx)保存用户头信息的缓冲区大小 proxy_buffers 4 32k;

#proxy_buffers 缓冲区，网页平均在 32k 以下的话，这样设置 proxy_busy_buffers_size 64k; #高负荷下缓冲大小(proxy_buffers*2)
#设定请求缓冲

large_client_header_buffers 4 4k;
client_header_buffer_size 4k; #客户端请求头部的缓冲区大小，这个可以根据你的系统分页大小来设置，一般一个请求的头部大小不会超过 1k
#不过由于一般系统分页都要大于 1k，所以这里设置为分页大小。分页大小可以用命令 getconf PAGESIZE 取得。
open_file_cache max=102400 inactive=20s; #这个将为打开文件指定缓存，默认是没有启用的，max 指定缓存数量，建议和打开文件数一致，inactive 是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。 open_file_cache_valid 30s;
#这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
open_file_cache_min_uses 1;
#open_file_cache 指令中的 inactive 参数时间内文件的最少使用次数，如果超过这个数字，文件描述符一直是在缓存中打开的，如上例，如果有一个文件在 inactive

包含其它配置文件，如自定义的虚拟主机

include vhosts.conf;

14.6 Nginx 配置文件优化二

Nginx WEB 默认发布静态页面，也可以均衡后端动态网站，用户发起 HTTP 请求，如果请求静态页面，Nginx 直接处理并返回，如果请求的是动态页面，Nginx 收到请求之后会进行判断，转到后端服务器去处理。

Nginx 实现负载均衡需要基于 upstream 模块，同时需要设置 location proxy_pass 转发指令实现。

如下为 Ningx 应用负载均衡集群配置，根据后端实际情况修改即可，jfedu_www 为负载均衡模块的名称，可以任意指定，但必须跟 vhosts.conf、Nginx.conf 虚拟主机的 proxy_pass 段保持一致，否则不能将请求转发至后端的服务器，weight 表示配置权重，在 fail_timeout 内检查 max_fails 次数，失败则剔除均衡。

upstream jfedu_www {
server 127.0.0.1:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; server 127.0.0.1:8081 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;

} #虚拟主机配置

server {
#侦听 80 端口

listen 80;
#定义使用 www.jfedu.net 访问 server_name www.jfedu.net; #设定本虚拟主机的访问日志

access_log logs/access.log main;
root /data/webapps/www; #定义服务器的默认网站根目录位置

index index.php index.html index.htm; #定义首页索引文件的名称 #默认请求
location ~ /{

root /data/webapps/www; #定义服务器的默认网站根目录位置 index index.php index.html index.htm; #定义首页索引文件的名称 #以下是一些反向代理的配置.
proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;

如果后端的服务器返回 502、504、执行超时等错误，自动将请求转发到

upstream 负载均衡池中的另一台服务器，实现故障转移。 proxy_redirect off;

#后端的 Web 服务器可以通过 X-Forwarded-For 获取用户真实 IP proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

proxy_pass http://jfedu_www; #请求转向后端定义的均衡模块 }

# 定义错误提示页面
error_page 500 502 503 504 /50x.html; location = /50x.html {
root html;

}
#配置 Nginx 动静分离，定义的静态页面直接从 Nginx 发布目录读取。 location ~ .*.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)$ {

root /data/webapps/www;

#expires 定义用户浏览器缓存的时间为 3 天，如果静态页面不常更新，可以设置更长，这样可以节省带宽和缓解服务器的压力，在浏览器保存该类型文件的天数。

expires 3d; }

#PHP 脚本请求全部转发到 FastCGI 处理. 使用 FastCGI 默认配置.

location ~ .php$ {

root /root;
FastCGI_pass 127.0.0.1:9000;

FastCGI_index index.php; FastCGI_param

/data/webapps/www$FastCGI_script_name;

include FastCGI_params;

}
#设定查看 Nginx 状态的地址 location /NginxStatus {

stub_status on; }

} }

SCRIPT_FILENAME

通过 Expires 参数设置，可以使浏览器缓存过期时间，减少与服务器之间的请求和流量。具体 Expires 定义是给一个资源设定一个过期时间，也就是说无需去服务端验证，直接通过浏览器自身确认是否过期即可，所以不会产生额外的流量。

如果静态文件不常更新，Expires 可以设置为 30d，表示在这 30 天之内再次访问该静态文件，浏览器会发送一个 HTTP 请求，会比对服务器该文件最后更新时间是否有变化，如果没有变化，则不会从服务器抓取，返回 HTTP 状态码 304，如果有修改，则直接从服务器重新下载，返回 HTTP 状态码 200。

14.7 Nginx 虚拟主机实战

posted @ 2020-04-18 20:49 一只小白呀阅读(238) 评论(0) 编辑收藏举报

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