Nginx入门,看这一篇就够了!
Nginx入门
简介
本文较长建议前往博客阅读:http://www.xmtxsec.top
Nginx 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器,同时也提供了IMAP/POP3/SMTP服务。
Nginx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,在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少,并发能力强,事实上nginx的并发能力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 可以作为静态页面的 web 服务器,同时还支持 CGI 协议的动态语言,比如 perl、php 等。但是不支持 java。Java 程序只能通过与 tomcat 配合完成。Nginx 专为性能优化而开发, 性能是其最重要的考量,实现上非常注重效率 ,能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达 50,000 个并发连接数。
NO.01
Nginx的工作原理
master-workers 机制
首先,对于每个 worker 进程来说,独立的进程,不需要加锁,所以省掉了锁带来的开销, 同时在编程以及问题查找时,也会方便很多。其次,采用独立的进程,可以让互相之间不会 影响,一个进程退出后,其它进程还在工作,服务不会中断,master 进程则很快启动新的 worker 进程。当然,worker 进程的异常退出,肯定是程序有 bug 了,异常退出,会导致当 前 worker 上的所有请求失败,不过不会影响到所有请求,所以降低了风险。
好处:
可以使用 nginx –s reload 热部署,利用 nginx 进行热部署操作
每个 woker 是独立的进程,如果有其中的一个 woker 出现问题,其他 woker 独立的, 继续进行争抢,实现请求过程,不会造成服务中断
需要设置多个 worker
Nginx 同 redis 类似都采用了 io 多路复用机制,每个 worker 都是一个独立的进程,但每个进程里只有一个主线程,通过异步非阻塞的方式来处理请求, 即使是千上万个请求也不在话下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu,设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗。
设置 worker 数量
worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的
worker_processes 4
#work绑定cpu(4work绑定4cpu)
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
#work绑定cpu(4work绑定8cpu中的4 个)。
worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000
连接数 worker_connection
这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值,所以,一个 nginx 能建立的最大连接数,应该是 worker_connections * worker_processes。当然,这里说的是最大连接数,对于 HTTP 请 求 本 地 资 源 来 说 , 能 够 支 持 的 最 大 并 发 数 量 是 worker_connections * worker_processes,如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接,所以普通的静态访 问最大并发数是:worker_connections * worker_processes /2,而如果是 HTTP 作为反向代 理来说,最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4。因为作为反向代理服务器,每个并发会建立与客户端的连接和与后端服 务的连接,会占用两个连接。
Q:发送请求,占用了 woker 的几个连接数?
A:2 或者 4 个
Q:nginx 有一个 master,有四个 woker,每个 woker 支持最大的连接数 1024,支持的 最大并发数是多少?
A:普通的静态访问最大并发数是:worker_connections * worker_processes /2, 而如果是 HTTP 作 为反向代理来说,最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4
NO.02
Nginx安装
环境:centos7
安装gcc
yum install -y gcc c++
yum install -y pcre pcre-devel
yum install -y zlib zlib-devel
yum install -y openssl openssl-devel
.tar.gz
安装包,地址:
https://nginx.org/en/download.html
wget -c https://nginx.org/download/nginx-1.20.1.tar.gz
tar -zxvf nginx-1.20.1.tar.gz
cd nginx-1.20.1
./configure
make
make install
cd /usr/local/nginx/sbin/
./nginx --启动
./nginx -s stop --停止
./nginx -s reload --重启
http://192.168.1.27
NO.03
Nginx的配置
worker_processes 1;
events {
worker_connections 1024;
}
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
#access_log logs/access.log main;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
server {
listen 80;
server_name localhost;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
全局块
从配置文件开始到 events 块之间的内容,主要会设置一些影响 nginx 服务器整体运行的配置指令,主要包括配置运行 Nginx 服务器的用户(组)、允许生成的 worker process 数,进程 PID 存放路径、日志存放路径和类型以及配置文件的引入等。比如上面第一行配置的:
worker_processes 1;
这是 Nginx 服务器并发处理服务的关键配置,worker_processes 值越大,可以支持的并发处理量也越多,但是会受到硬件、软件等设备的限制。
events块
events {
worker_connections 1024;
}
http块
http {
include mime.types;
default_type application/octet-stream;
#access_log logs/access.log main;
sendfile on;
keepalive_timeout 65;
server {
listen 80;
server_name localhost;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
root html;
index index.html index.htm;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
}
http 全局块
http 全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或 IP 配置。
server 块
这块和虚拟主机有密切关系,虚拟主机从用户角度看,和一台独立的硬件主机是完全一样的,该技术的产生是为了 节省互联网服务器硬件成本。每个 http 块可以包括多个 server 块,而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。而每个 server 块也分为全局 server 块,以及可以同时包含多个 locaton 块。
1、全局 server 块
最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或 IP 配置。
2、location 块
location 指令说明
该指令用于匹配 URL。语法如下:
= :用于不含正则表达式的 uri 前,要求请求字符串与 uri 严格匹配,如果匹配 成功,就停止继续向下搜索并立即处理该请求。
~:用于表示 uri 包含正则表达式,并且区分大小写。
~*:用于表示 uri 包含正则表达式,并且不区分大小写。
^~:用于不含正则表达式的 uri 前,要求 Nginx 服务器找到标识 uri 和请求字 符串匹配度最高的 location 后,立即使用此 location 处理请求,而不再使用 location 块中的正则 uri 和请求字符串做匹配。注意:如果 uri 包含正则表达式,则必须要有 ~ 或者 ~* 标识。
NO.04
正向代理
正向代理:如果把局域网外的 Internet 想象成一个巨大的资源库,则局域网中的客户端要访问Internet,则需要通过代理服务器来访问,这种代理服务就称为正向代理。需要在客户端配置代理服务器进行指定网站访问。
正向代理:内网服务---访问--->外网
NO.05
反向代理
反向代理实例配置(一)
在这里我开启另一台虚拟机(192.168.1.19)安装并启用tomcat服务,将使用nginx来进行反向代理从而访问tomcat服务。
vim /usr/local/nginx/sbin/nginx
修改server全局块配置
server {
listen 80;
server_name 192.168.1.27;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
proxy_pass http://192.168.1.19:8080;
root html;
index index.html index.htm;
}
}
./usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
http://192.168.1.27
反向代理实例配置(二)
在这里我开启另外两台虚拟机。
一台虚拟机(192.168.1.19)安装并启用tomcat服务,在tomcat的根目录创建tomcat文件夹并创建index.html文件内容为“This is tomcat”。
vim /usr/local/nginx/sbin/nginx
修改server配置
server {
listen 80;
server_name 192.168.1.27;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location ~ /tomcat/ {
proxy_pass http://192.168.1.19:8080;
root html;
index index.html index.htm;
}
location ~ /phpstudy/ {
proxy_pass http://192.168.1.5:80;
}
}
./usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
在浏览器访问,可以看到成功反向代理了192.168.1.19:8080/tomcat和192.168.1.5/phpstudy/
NO.06
Nginx负载均衡
但是随着信息数量的不断增长,访问量和数据量的飞速增长,以及系统业务的复杂度增加,这种架构会造成服务器相应客户端的请求日益缓慢,并发量特别大的时候,还容易造成服务器直接崩溃。很明显这是由于服务器性能的瓶颈造成的问题,那么如何解决这种情 况呢?
我们首先想到的可能是升级服务器的配置,比如提高 CPU 执行频率,加大内存等提高机器的物理性能来解决此问题,但是我们知道摩尔定律的日益失效,硬件的性能提升已经不能满足日益提升的需求了。这时候集群的概念产生了,单个服务器解决不了,我们增加服务器的数量,然后将请求分发到各个服务器上,将原先请求集中到单个服务器上的情况改为将请求分发到多个服务器上,将负载分发到不同的服务器,也就是我们所说的负载均衡。
轮询(默认):每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器 down 掉,能自动剔除。
weight: weight 代表权重默认为 1,权重越高被分配的客户端越多。
ip_hash: 每个请求按访问 ip 的 hash 结果分配,这样每个访客固定访问一个后端服务器。
fair(第三方): 按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。
负载均衡实例配置
我们依然是使用前面的两个虚拟机(192.168.1.19和192.168.1.5)来实现轮询的负载均衡。
配置nginx.conf文件
vim /usr/local/nginx/sbin/nginx
在http块中添加
http {
upstream myserver{
server 192.168.1.19:8080;
server 192.168.1.5:80;
}
修改server配置
server {
listen 80;
server_name localhost;
location / {
proxy_pass http://myserver;
root html;
index index.html index.htm;
}
}
./usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
http://192.168.1.27
NO.07
动静分离
Nginx 动静分离简单来说就是把动态跟静态请求分开,不能理解成只是单纯的把动态页面和静态页面物理分离。严格意义上说应该是动态请求跟静态请求分开,可以理解成使用 Nginx 处理静态页面,Tomcat 处理动态页面。
动静分离从目前实现角度来讲大致分为两种
一种是纯粹把静态文件独立成单独的域名,放在独立的服务器上,也是目前主流推崇的方案;
另外一种方法就是动态跟静态文件混合在一起发布,通过 nginx 来分开。通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发。通过 expires 参数设置,可以使浏览器缓存过期时间,减少与服务器之前的请求和流量。
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。此种方法非常适合不经常变动的资源。(如果经常更新的文件, 不建议使用 Expires 来缓存)
动静分离实例配置
环境设置
在Centos根目录中创建data目录,然后在data目录里面分别创建www和image两个文件夹,www目录里面创建index.html内容为“This is a static file”,在image文件夹里面放入一张图片。动态文件就是192.168.1.5机器里的phpstudy了。
./usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
配置nginx.conf
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
server {
listen 80;
server_name localhost;
#charset koi8-r;
#access_log logs/host.access.log main;
location / {
proxy_pass http://192.168.1.5;
root html;
index index.html index.htm;
}
location /www/ {
root /data/;
}
location /image {
root /data/;
autoindex on;
}
error_page 500 502 503 504 /50x.html;
location = /50x.html {
root html;
}
}
在浏览器中访问
http://192.168.1.27
http://192.168.1.27/www/
http://192.168.1.27/image/
这是因为设置了autoindex on;如果不这样设置,那么这样访问将会返回403
http://192.168.1.27/image/hack.jpg
NO.08
高可用的集群
高可用:两台业务系统启动着相同的服务,如果有一台故障,另一台自动接管,则称之为高可用。
工作方式
主从方式 (非对称方式)
工作原理:主机工作,备机处于监控准备状况;当主机宕机时,备机接管主机的一切工作,待主机恢复正常后,按使用者的设定以自动或手动方式将服务切换到主机上运行,数据的一致性通过共享存储系统解决。
双机双工方式(互备互援)
工作原理:两台主机同时运行各自的服务工作且相互监测情况,当任一台主机宕机时,另一台主机立即接管它的一切工作,保证工作实时,应用服务系统的关键数据存放在共享存储系统中。
集群工作方式(多服务器互备方式)
工作原理:多台主机一起工作,各自运行一个或几个服务,各为服务定义一个或多个备用主机,当某个主机故障时,运行在其上的服务就可以被其它主机接管。
! Configuration File for keepalived
global_defs { #全局配置
notification_email {
[email protected]
[email protected]
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 192.168.1.27
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL #访问到主机
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_script check_http_port{ # 检测脚本配置
script "/usr/local/sec/nginx_check.sh" #脚本文件位置
interval 2 #检测脚本执行的间隔
weight 2 #权重
}
vrrp_instance VI_1 { #虚拟IP配置
state MASTER #备份服务器上将MASTER改为BACKUP
interface ens33 #网卡
virtual_router_id 51 #主、备机的virtual_router_id 必须相同
priority 100 #主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份值较小
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
#VRRP 虚拟地址,可以绑定多个
}
}
高可用实例配置
环境准备
两台Nginx服务器(192.168.1.27、192.168.1.34)
两台服务器的nginx.conf配置相同,这里为了效果明显我将
192.168.1.27的nginx服务页面改为nginx:192.168.1.27。
192.168.1.34的nginx服务页面改为nginx:192.168.1.34。
yum install -y keepalived
rpm -q -a keepalived
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
[email protected]
[email protected]
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 192.168.1.27
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_script check_http_port{
script "/usr/local/sec/nginx_check.sh"
interval 2
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 100
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.50
}
}
! Configuration File for keepalived
global_defs {
notification_email {
[email protected]
[email protected]
[email protected]
}
notification_email_from [email protected]
smtp_server 192.168.1.27
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
vrrp_skip_check_adv_addr
vrrp_strict
vrrp_garp_interval 0
vrrp_gna_interval 0
}
vrrp_script check_http_port{
script "/usr/local/sec/nginx_check.sh"
interval 2
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER
interface ens33
virtual_router_id 51
priority 50
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.1.50
}
}
vim /usr/local/sec/nginx_check.sh
A='ps -C nginx –no-header |wc -l'
if [ $A -eq 0 ];then
/usr/local/nginx/sbin/nginx
sleep 2
if [ 'ps -C nginx --no-header |wc -l' -eq 0 ];then
killall keepalived
fi
fi
./usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
systemctl start keepalived.service
ps -ef | grep keepalived
http://192.168.1.50/
./usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
systemctl stop keepalived.service
ps -ef | grep keepalived
http://192.168.1.50/
END