Nginx

什么是Nginx

Nginx是一个 高性能 的Http和反向代理Web服务器、且提供邮件服务，特点 占用内存小、并发能力强，支持高达 5 万个并发数。

Nginx架构

  • 一个Master进程和多个Worker进程，Master进程管理维护Worker进程，Worker进程以独立的单进程的io多路复用的网络模型（Linux），从而实现热部署； worker进程的数量以服务器的cpu数量对应时能把性能发挥到极致。
  • Nginx最大连接数：worker_processes * worker_connections，即：worker进程*每个进程的连接数。
  • Nginx处理静态资源最大并发数：worker_processes * worker_connections/2，即：一个请求2个连接。
  • Nginx处理反向代理最大并发数：worker_processes * worker_connections/4，即：一个请求4个连接。

Nginx应用

反向代理

  • 正向代理：VPN，安装在客户端
  • 反向代理：安装在服务端

动静分离

* 将不需要后台操作的静态文件进行缓存操作，让后台更多的处理动态请求，提高资源的访问速度。

负载均衡

  • 内置策略：
    • 轮询(默认)：均等访问不同的服务器。
    • 加权轮询：根据不同的服务器配置，添加不同的权重，权重越大访问越多。
    • ip hash：以客户端请求的ip进行hash操作，以hash结果将同一个ip分发到同一台服务器进行处理，可以解决session不共享问题。
  • 扩展策略：

Nginx 配置

  • 全局块：

    • worker_processes auto：根据 cpu 个数自动分配 worker 进程数量。

      • worker_processes 1：处理并发服务，值越大支持并发越高，受环境的制约（cpu）。

    • worker_priority -20 ：设置cpu进程时间片的时间长度，通过调整 NICE 即静态优先级 -20~19 区间。静态优先级越小优先级越高。

      #查看NICE的值，nginx为nginx应用的用户组
top -u nginx

    • worker_cpu_affinity cpumask：为了 worker 进程能够使用 cpu 的高速缓存，将 worker 进程和 cpu 进行一对一绑定。

      #示例 4个cpu,绑定cpu0,cpu1,cpu2,cpu3
worker_processes 4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;
#查看cpu缓存级数、每级大小。
dmesg | grep cache
#查看cpu0 缓存大小（有三级缓存）
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index1/size
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index2/size
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index3/size
#查看cpu1 缓存大小（有三级缓存）
cat /sys/devices/system/cpu/cpu1/cache/index1/size

    • accept_mutex on|off：Linux 3.9+时使用“reuseport”会有更好性能，建议：设置为off 关闭。

      #reuseport 示例
list address[:port] reusepor;
accept_mutex off;

  • events 块：网络连接。

    • worker_connections 1024：每个work支持的最大连接数。

  • http 块：代理、缓存、日志、负载均衡、动静分离。

  • server块：

    • listen 80：监听tcp80端口。
    • server_name localhost：主机名称。
    • location [ = | / | ~ | ~ | ^~ ] uri*：
      • = ：不含正则的严格匹配。
      • ~ ：正则匹配，并区分大小写。
      • ~* ：正则匹配，并区分大小写。
      • ^~ ：不含正则，标识uri和请求字符串匹配度最高的locaion进行处理。
    • **proxy_pass http://127.0.0.1:8080 **：反向代理

Nginx优化

  • 三大方向：文件IO、网络IO、网络连接。

    • 文件IO
      • 优化读取速度：sendfile on;

  • 设置进程静态优先级：worker_priority -20

  • 设置 worker 进程数：worker_processes cpu个数

  • 绑定 cpu 提高缓存命中率：worker_cpu_affinity cpumask

  • worker 进程间的负载均衡：accept_mutex off

  • 设置单个worker进程连接数：worker_connections 1024

  • 设置所有worker进程连接数：worker_rlimit_nofile 1024

  • 使用epoll事件模型：在RHEL/CentOS系统默认使用epoll事件。

    #优化示例
worker_processes     4;
worker_cpu_affinity  0001 0010 0100 1000;
worker_priority      -15;
events {
    worker_connections  1024;
    accept_mutex        off;
}
http {
    include           mime.types;
    default_type      application/octet-stream;
    sendfile          on;
    keepalive_timeout 65;
    gzip              on;
    server {
        listen        80 reuseport;
        server_name   www.a.com a.com;
        #将所有HTTP请求通过rewrite指令重定向到HTTPS。
        #rewrite ^(.*)$ https://$host$1;
        return 301 https://$host$request_uri;

        location = / {
            proxy_pass   http://127.0.0.1:8080/en/;
        }

        location / {
            proxy_pass   http://127.0.0.1:8080/;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}
server {
   	 listen 443 ssl reuseport;
   	 server_name www.a.com a.com;
         root html;
         index index.html index.htm;
         ssl_certificate /usr/local/5514532_www.a.com.pem;
         ssl_certificate_key /usr/local/5514532_www.a.com.key;
         ssl_session_timeout 5m;
         ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
         #表示使用的加密套件的类型。
         ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
         #表示使用的TLS协议的类型。
         ssl_prefer_server_ciphers on;
         location = / {
                proxy_pass   http://127.0.0.1:8080/en/;
         }
         location / {
                proxy_pass   http://127.0.0.1:8080/;
         }
    }

Linux安装、操作

1、官方下载-稳定版本

http://nginx.org/en/download.html

版本

2、上传解压安装

#解压到/usr/local/目录下
tar -zxvf nginx-1.20.0.tar.gz -C /usr/local/
#安装依赖
yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool openssl openssl-devel
#重命名
cd /usr/local/
mv nginx-1.20.0 nginx
#进入到Nginx
cd nginx
#执行配置
./configure --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-pcre
#编译安装
make && make install
#检查是否安装成功
/usr/local/nginx/sbin/nginx -v

3、常用命令

#启动
/usr/local/nginx/sbin/nginx
#重载配置
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
#强制停止
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
#正常停止
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s quit
#检查语法
/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
#查看进程
ps -ef|grep nginx
#开放防火墙80端口(同时服务器安全组也要开放)
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=80/tcp
#重载防火墙配置
firewall-cmd --reload

浏览器访问显示：Welcome to Nginx ！

4、配置负载均衡

upstream webService { 
    server 47.168.10.121:8080 weight 2;
    server 47.168.10.122:8080 weight 1;
    server 47.168.10.100:8080 weight 1;
}
server {
    ....
    location  ~*^.+$ {         
        proxy_pass  http://webService;      
    }
}

5、配置反向代理

server {
    ....
    location / {         
        proxy_pass  http://127.0.0.1:8080;      
    }
}

6、配置Https

  • 上传SSL证书
  • 配置nginx.conf
server {
   listen 443 ssl;
   #配置HTTPS的默认访问端口为443。
   #如果未在此处配置HTTPS的默认访问端口，可能会造成Nginx无法启动。
   #如果您使用Nginx 1.15.0及以上版本，请使用listen 443 ssl代替listen 443和ssl on。
   server_name yourdomain.com; #需要将yourdomain.com替换成证书绑定的域名。
   root html;
   index index.html index.htm;
   #需要将cert-file-name.pem替换成已上传的证书文件的名称。
   ssl_certificate cert/cert-file-name.pem;  
   #需要将cert-file-name.key替换成已上传的证书密钥文件的名称。
   ssl_certificate_key cert/cert-file-name.key; 
   ssl_session_timeout 5m;
   ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
   #表示使用的加密套件的类型。
   ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; #表示使用的TLS协议的类型。
   ssl_prefer_server_ciphers on;
   location / {
       root html;  #站点目录。
       index index.html index.htm;
   }
}
#设置HTTP请求自动跳转HTTPS
server {
   listen 80;
   server_name yourdomain.com; #需要将yourdomain.com替换成证书绑定的域名。
	#方式一
	rewrite ^(.*)$ https://$host$1; #将所有HTTP请求通过rewrite指令重定向到HTTPS。
	#方式二：性能一般
	#rewrite ^ https://$host$request_uri? permanent;
   #方式三：性能最好
   #return 301 https://$host$request_uri;
}

#开放防火墙443端口(同时服务器安全组也要开放)
firewall-cmd --permanent --zone=public --add-port=443/tcp
#重载防火墙配置
firewall-cmd --reload
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