Web 基础——Nginx

Posted 2021-05-20 愿许浪尽天涯

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Web 基础——Nginx相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、Nginx 简介

Nginx 是一款开源的高性能 HTTP 服务器和反向代理服务器，同时支持 IMAP/POP3/SMTP 代理服务，其性能优势着为显著，官网上称：单台 Nginx 服务器可以处理 50000 并发。

特点：高性能、稳定、消耗硬件资小、能够处理大并发，主要用于静态的解析，动静页面的分离。

1.Nginx 应用场景

静态处理：对静态页面的处理，不管是 Apache 还是 Nginx 默认只能处理静态页面。
反向代理：不直接处理客户端请求，而是将请求转交给其它服务器。
负载均衡：长跟反向代理相结合，负责将客户端的请求转交给其它压力较小的服务器。
资源缓存：对客户端经常访问的数据进行缓存，从而加快客户端的访问速度。
安全防护：Nginx 对自己本身有一定的防护措施。
访问限制：有点类似于 Apache 的 Order deny,allow。
访问认证：对所访问网站，进行添加用户名和密码。

2.I/O 模型介绍

每次 I/O 时，都要经过两个阶段：

第一阶段：将数据从磁盘文件加载至内核空间（缓冲区），等待数据准备完成，时间较长。
第二阶段：将数据从内核缓冲区复制到用户空间的进程的内存中，时间较短。

在这里插入图片描述

1）同步/异步与阻塞/非阻塞

在这里插入图片描述

2）信号驱动型（异步半阻塞）Apache

用户进程建立 SIGIO 的信号处理程序，复制数据从磁盘到内核空间，等处理完递交给 SIGIO 告知用户进程，这个过程是不阻塞的状态。
用户进程从内核空间复制到用户应用空间，这个过程是阻塞的。
信息驱动并未完全解决问题，只是做到了一部分不阻塞，一部分阻塞。

3）异步 IO（异步非阻塞）Nginx

用户进程不受阻塞，所有的请求，拿到数据拷贝到应用空间都由内核完成，用户进程可以接收更多的用户请求。

3.Nginx 高并发原理

Nginx 高并发使用的是 epoll 的方式，提供给用户访问，复制数据的一些操作交由内核完成；
自身做的事情越少接待的用户请求就越多。

epoll 在 Linux 2.6 中增加了内存拷贝 mmap 机制，加速与内核空间的消息传递，即内存映射。

内存映射机制：硬盘中有数据，数据有对应的 inode，在内存中映射一个相同的 inode，大小也相同，下次拿数据不需要遍历 inode，分析路径了。这样提高了效率。

4.CPU 亲和

将 CPU 核心和 Nginx 工作进程绑定，把每个 Worker 进程固定在一个 CPU 上执行，减少切换 CPU 的 cache miss，获得更好的性能。

在这里插入图片描述

5.零拷贝

零拷贝 (SendFile) 文件传输是在内核中操作完成的，函数直接在两个文件描述符之间传输数据，从而避免了内核缓冲区数据和用户缓冲区数据之间的拷贝，操作效率很高。

执行过程：

系统调用 SendFile 函数通过 DMA 把硬盘数据拷贝到 Kernel Buffer (内核缓冲区) 中。
数据被 Kernel 直接拷贝到另外一个与 Socket 相关的 Kernel Buffer (内核缓冲区) 中。
DMA 把数据从 Kernel Buffer (内核缓冲区) 中直接拷贝给协议栈。

在这里插入图片描述

这里没有用户空间和内核空间之间的切换，在内核中直接完成了一个 Buffer (缓冲区) 到另一个 Buffer (缓冲区) 的拷贝。

二、部署 Nginx 网站服务

准备工作

主机名	操作系统	IP 地址	版本号
Nginx	CentOS 7.4	192.168.1.1	`nginx-1.18.0.tar.gz`

1.编译安装 Nginx

Nginx 官方：http://nginx.org/

[root@Nginx ~]# wget http://www.nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz
[root@Nginx ~]# yum -y install pcre-devel zlib-devel
[root@Nginx ~]# ls
anaconda-ks.cfg  nginx-1.18.0.tar.gz
[root@Nginx ~]# tar zxf nginx-1.18.0.tar.gz -C /usr/src/
[root@Nginx ~]# cd /usr/src/nginx-1.18.0/
[root@Nginx nginx-1.18.0]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx
[root@Nginx nginx-1.18.0]# ./configure \\
--prefix=/usr/local/nginx \\
--user=nginx \\
--group=nginx \\
--with-http_stub_status_module && make && make install

在这里插入图片描述

2.安装后优化调整

[root@Nginx nginx-1.18.0]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/					#创建软链接优化执行路径
[root@Nginx nginx-1.18.0]# cd
[root@Nginx ~]# nginx -v																		#查看版本
[root@Nginx ~]# nginx																			#启动Nginx
[root@Nginx ~]# netstat -anpt | grep nginx														#查看网络连接状态

在这里插入图片描述

3.编写 Nginx 的启动脚本

[root@Nginx ~]# vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx
After=network.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@Nginx ~]# nginx -s stop
[root@Nginx ~]# netstat -anpt | grep 80
[root@Nginx ~]# systemctl start nginx 
[root@Nginx ~]# netstat -anpt | grep 80

在这里插入图片描述

三、Nginx 优化

1.配置 CPU 亲和

配置 CPU 亲和能够减少进程之间不断频繁迁移，减少性能损耗。

1）查看当前 CPU 物理状态

[root@Nginx ~]# lscpu | grep "CPU(s)"

2）将 Nginx Worker 进程绑到不同的核心上

指定 CPU 核心来进行绑定：

worker_processes 6;
worker_cpu_affinity 000001 000010 000100 001000 010000 100000;

最佳绑定方式：

worker_processes auto;
worker_cpu_affinity auto;

3）查看 Nginx Worker 进程绑定至对应 CPU

[root@Nginx ~]# ps -eo pid,args,psr | grep [n]ginx

2.Nginx 常见问题

1）Server 优先级

[root@Nginx ~]# mkdir -p /zhangsan/Coco{1..3}
[root@Nginx ~]# for A in {1..3};do echo "<h1>Coco $A</h1>" > /zhangsan/Coco"$A"/index.html;done
[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        location / {
            root   /zhangsan/Coco1;
            index  index.html;
        }
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        location / {
            root   /zhangsan/Coco2;
            index  index.html;
        }
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        location / {
            root   /zhangsan/Coco3;
            index  index.html;
        }
    }
}
[root@Nginx ~]# nginx -t									#检查配置文件是否正确
[root@Nginx ~]# systemctl restart nginx						#重启Nginx服务
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1

注意：当多个 server_name 一样时，访问的优先级是从上到下。

2）Location 优先级

一个 Server 出现多个 location

常用的正则匹配	作用
`=`	进行普通字符精确匹配，完全匹配
`^~`	进行普通字符匹配，使用前缀匹配
`~`	区分大小写匹配
`~*`	不区分大小写匹配

优先级为：= ^~ ~ ~*

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        root /zhangsan;
        index index.html;
        location = /Coco1/ {
        rewrite ^(.*)$ /Coco1/index.html break;
        }
        location ~ /Coco* {
        rewrite ^(.*)$ /Coco3/index.html break;
        }
        location ^~ /Coco {
        rewrite ^(.*)$ /Coco2/index.html break;
        }
    }
}
[root@Nginx ~]# systemctl restart nginx
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1/Coco1/
<h1>Coco 1</h1>
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1/Cocooo
<h1>Coco 2</h1>
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1/Coc
<h1>Coco 3</h1>

注意：完全匹配是必须要完全一样才可以，使用前缀匹配是只要前面一样即可。

3）Try_Files 的使用

Nginx 的 Try_Files 能够按顺序检查文件是否存在。

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        root /zhangsan;
        index index.html;
        location / {
        try_files $uri $uri/ /Coco3/index.html;
        }
    }
}
[root@Nginx ~]# systemctl restart nginx
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1/Coco1/
<h1>Coco 1</h1>
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1/Docker/
<h1>Coco 3</h1>

执行过程：

首先会检查用户请求的 uri 内容是否存在本地，存在则解析；
如果不存在的话就会根据 /Coco3/index.html 指定路径来解析。

4）Alias 与 Root 区别

Root 路径配置：

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        location /Coco1 {
        root /zhangsan;
        index index.html;
        }
    }
}
[root@Nginx ~]# systemctl restart nginx
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1/Coco1/
<h1>Coco 1</h1>

实际请求本地路径为：root路径 + location路径 也就是 /zhangsan/Coco1/

Alias 路径配置：

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        location /Docker {
        alias /zhangsan/Coco1;
        index index.html;
        }
    }
}
[root@Nginx ~]# systemctl restart nginx
[root@Nginx ~]# curl http://192.168.1.1/Docker/
<h1>Coco 1</h1>

注意：当配置完 alias 路径时，它会把原有的 location 路径代替，但是只能使用 location 配置的路径来访问。

总结：root 是用来设置根目录的，而 alias 是用来重置当前文件的目录（也就是 location /目录）

3.获取用户真实 IP

添加一台机器名为 BeiDaiLi 并安装 Nginx，IP地址为：192.168.1.2

[root@BeiDaiLi ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
21     log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
22                       '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
23                       '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
24 
25     access_log  logs/access.log  main;
[root@BeiDaiLi ~]# echo "<h1>192.168.1.2</h1>" > /usr/local/nginx/html/index.html
[root@BeiDaiLi ~]# systemctl restart nginx

配置 Nginx 主机

[root@Nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  192.168.1.1;
        location / {
        root html;
        index index.html;
        proxy_pass http://192.168.1.2;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
    }
}
[root@Nginx ~]# echo "<h1>192.168.1.1</h1>" > /usr/local/nginx/html/index.html
[root@Nginx ~]# systemctl restart nginx

访问 http://192.168.1.1 验证：
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Web 基础——Nginx
 Nginx——Nginx启动报错Job for nginx.service failed because the control process exited with error code(代码片段
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一、Nginx 简介

1.Nginx 应用场景

2.I/O 模型介绍

1）同步/异步 与 阻塞/非阻塞

2）信号驱动型（异步半阻塞）Apache

3）异步 IO（异步非阻塞）Nginx

3.Nginx 高并发原理

4.CPU 亲和

5.零拷贝

二、部署 Nginx 网站服务

1.编译安装 Nginx

2.安装后优化调整

3.编写 Nginx 的启动脚本

三、Nginx 优化

1.配置 CPU 亲和

2.Nginx 常见问题

1）Server 优先级

2）Location 优先级

3）Try_Files 的使用

4）Alias 与 Root 区别

3.获取用户真实 IP

1）同步/异步与阻塞/非阻塞