nginx的优化

Posted 2021-03-24

nginx优化
大概内容：

1. nginx运行工作进程个数，一般设置cpu的核心或者核心数，最大是8

2. 事件处理模型epoll事件模型

3. 连接超时时间

4. Fastcgi调优

5. 开启gzip压缩

6. 开启缓存

7. 防盗链upsteam

8. 打开文件数默认是1024，可以大一点（ulimit -a 可以查看当前系统的所有限制值）

分布解析：
Nginx运行CPU亲和力
比如4核配置

 worker_processes  4;
 worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000

比如8核配置

 worker_processes 8;
 worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 0000100000010000 00100000 01000000 10000000;

worker_processes最多开启8个，8个以上性能提升不会再提升了，而且稳定性变得更低，所以8个进程够用了。
Nginx最多可以打开文件数
worker_rlimit_nofile 65535;
这个指令是指当一个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。
注：
文件资源限制的配置可以在/etc/security/limits.conf设置，针对root/user等各个用户或者*代表所有用户来设置。

*   soft   nofile   65535
 *   hard  nofile   65535

用户重新登录生效（ulimit -n）

（2）Nginx事件处理模型

 events {
 use epoll;
 worker_connections 65535;
 multi_accept on;
 }

nginx采用epoll事件模型，处理效率高
work_connections是单个worker进程允许客户端最大连接数，这个数值一般根据服务器性能和内存来制定，实际最大值就是worker进程数乘以work_connections
实际我们填入一个65535，足够了，这些都算并发值，一个网站的并发达到这么大的数量，也算一个大站了！
multi_accept 告诉nginx收到一个新连接通知后接受尽可能多的连接，默认是on，设置为on后，多个worker按串行方式来处理连接，也就是一个连接只有一个worker被唤醒，其他的处于休眠状态，设置为off后，多个worker按并行方式来处理连接，也就是一个连接会唤醒所有的worker，直到连接分配完毕，没有取得连接的继续休眠。当你的服务器连接数不多时，开启这个参数会让负载有一定的降低，但是当服务器的吞吐量很大时，为了效率，可以关闭这个参数。

（3）开启高效传输模式

 http {
 include mime.types;
 default_type application/octet-stream;
 ……
 sendfile on;
 tcp_nopush on;
 ……

Include mime.types; //媒体类型,include 只是一个在当前文件中包含另一个文件内容的指令
default_type application/octet-stream; //默认媒体类型足够
sendfile on；//开启高效文件传输模式，sendfile指令指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件，对于普通应用设为 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，降低系统的负载。
注意：如果图片显示不正常把这个改成off。
tcp_nopush on；必须在sendfile开启模式才有效，防止网路阻塞，积极的减少网络报文段的数量（将响应头和正文的开始部分一起发送，而不一个接一个的发送。）

（4）连接超时时间
主要目的是保护服务器资源，CPU，内存，控制连接数，因为建立连接也是需要消耗资源的

 keepalive_timeout 60;
 tcp_nodelay on;
 client_header_buffer_size 4k;
 open_file_cache max=102400 inactive=20s;
 open_file_cache_valid 30s;
 open_file_cache_min_uses 1;
 client_header_timeout 15;
 client_body_timeout 15;
 reset_timedout_connection on;
 send_timeout 15;
 server_tokens off;
 client_max_body_size 10m;

keepalived_timeout客户端连接保持会话超时时间，超过这个时间，服务器断开这个链接
tcp_nodelay；也是防止网络阻塞，不过要包涵在keepalived参数才有效
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，一般一个请求头的大小不会超过 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 时间内一次没被使用，它将被移除。
client_header_timeout设置请求头的超时时间。我们也可以把这个设置低些，如果超过这个时间没有发送任何数据，nginx将返回request time out的错误
client_body_timeout设置请求体的超时时间。我们也可以把这个设置低些，超过这个时间没有发送任何数据，和上面一样的错误提示
reset_timeout_connection 告诉nginx关闭不响应的客户端连接。这将会释放那个客户端所占有的内存空间。
send_timeout响应客户端超时时间，这个超时时间仅限于两个活动之间的时间，如果超过这个时间，客户端没有任何活动，nginx关闭连接
server_tokens 并不会让nginx执行的速度更快，但它可以关闭在错误页面中的nginx版本数字，这样对于安全性是有好处的。
client_max_body_size上传文件大小限制

（5）fastcgi调优

 fastcgi_connect_timeout    600;
 fastcgi_send_timeout 600;
 fastcgi_read_timeout 600;
 fastcgi_buffer_size 64k;
 fastcgi_buffers 4 64k;
 fastcgi_busy_buffers_size 128k;
 fastcgi_temp_file_write_size 128k;
 fastcgi_temp_path/usr/local/nginx1.10/nginx_tmp;
 fastcgi_intercept_errors on;
 fastcgi_cache_path/usr/local/nginx1.10/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g;

fastcgi_connect_timeout 600; #指定连接到后端FastCGI的超时时间。
fastcgi_send_timeout 600; #向FastCGI传送请求的超时时间。
fastcgi_read_timeout 600; #指定接收FastCGI应答的超时时间。
fastcgi_buffer_size 64k; #指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区，默认的缓冲区大小为fastcgi_buffers指令中的每块大小，可以将这个值设置更小。
fastcgi_buffers 4 64k; #指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答请求，如果一个php脚本所产生的页面大小为256KB，那么会分配4个64KB的缓冲区来缓存，如果页面大小大于256KB，那么大于256KB的部分会缓存到fastcgi_temp_path指定的路径中，但是这并不是好方法，因为内存中的数据处理速度要快于磁盘。一般这个值应该为站点中php脚本所产生的页面大小的中间值，如果站点大部分脚本所产生的页面大小为256KB，那么可以把这个值设置为“8 32K”、“4 64k”等。
fastcgi_busy_buffers_size 128k; #建议设置为fastcgi_buffers的两倍，繁忙时候的buffer
fastcgi_temp_file_write_size 128k; #在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers的两倍，该数值设置小时若负载上来时可能报502BadGateway
fastcgi_temp_path #缓存临时目录
fastcgi_intercept_errors on;#这个指令指定是否传递4xx和5xx错误信息到客户端，或者允许nginx使用error_page处理错误信息。
注：静态文件不存在会返回404页面，但是php页面则返回空白页！！
fastcgi_cache_path /usr/local/nginx1.10/fastcgi_cachelevels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g;# fastcgi_cache缓存目录，可以设置目录层级，比如1:2会生成16*256个子目录，cache_fastcgi是这个缓存空间的名字，cache是用多少内存（这样热门的内容nginx直接放内存，提高访问速度），inactive表示默认失效时间，如果缓存数据在失效时间内没有被访问,将被删除，max_size表示最多用多少硬盘空间。

fastcgi_cache cache_fastcgi; #表示开启FastCGI缓存并为其指定一个名称。开启缓存非常有用，可以有效降低CPU的负载，并且防止502的错误放生。cache_fastcgi为proxy_cache_path指令创建的缓存区名称
fastcgi_cache_valid 200 302 1h; #用来指定应答代码的缓存时间，实例中的值表示将200和302应答缓存一小时，要和fastcgi_cache配合使用
fastcgi_cache_valid 301 1d; #将301应答缓存一天
fastcgi_cache_valid any 1m; #将其他应答缓存为1分钟
fastcgi_cache_min_uses 1; #该指令用于设置经过多少次请求的相同URL将被缓存。
fastcgi_cache_key http://$host$request_uri; #该指令用来设置web缓存的Key值,nginx根据Key值md5哈希存储.一般根据$host(域名)、$request_uri(请求的路径)等变量组合成proxy_cache_key 。
fastcgi_pass #指定FastCGI服务器监听端口与地址，可以是本机或者其它
总结：
nginx的缓存功能有：proxy_cache / fastcgi_cache
proxy_cache的作用是缓存后端服务器的内容，可能是任何内容，包括静态的和动态。
fastcgi_cache的作用是缓存fastcgi生成的内容，很多情况是php生成的动态的内容。
proxy_cache缓存减少了nginx与后端通信的次数，节省了传输时间和后端宽带。
fastcgi_cache缓存减少了nginx与php的通信的次数，更减轻了php和数据库(mysql)的压力。
CGI是为了保证web server传递过来的数据是标准格式的，方便CGI程序的编写者。Fastcgi是用来提高CGI程序性能的。php-fpm是fastcgi进程的管理器，用来管理fastcgi进程的
（6）gzip调优
使用gzip压缩功能，可能为我们节约带宽，加快传输速度，有更好的体验，也为我们节约成本，所以说这是一个重点。
Nginx启用压缩功能需要你来ngx_http_gzip_module模块，apache使用的是mod_deflate
一般我们需要压缩的内容有：文本，js，html，css，对于图片，视频，flash什么的不压缩，同时也要注意，我们使用gzip的功能是需要消耗CPU的！

 gzip on;
 gzip_min_length 2k;
 gzip_buffers    4 32k;
 gzip_http_version 1.1;
 gzip_comp_level 6;
 gzip_typestext/plain text/css text/javascriptapplication/json application/javascript application/x-javascriptapplication/xml;
 gzip_vary on;
 gzip_proxied any;

gzip on; #开启压缩功能
gzip_min_length 1k; #设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头的Content-Length中获取，默认值是0，不管页面多大都进行压缩，建议设置成大于1K，如果小与1K可能会越压越大。
gzip_buffers 4 32k; #压缩缓冲区大小，表示申请4个单位为32K的内存作为压缩结果流缓存，默认值是申请与原始数据大小相同的内存空间来存储gzip压缩结果。
gzip_http_version 1.1; #压缩版本，用于设置识别HTTP协议版本，默认是1.1，目前大部分浏览器已经支持GZIP解压，使用默认即可
gzip_comp_level 6; #压缩比例，用来指定GZIP压缩比，1压缩比最小，处理速度最快，9压缩比最大，传输速度快，但是处理慢，也比较消耗CPU资源。
gzip_types text/css text/xml application/javascript; #用来指定压缩的类型，‘text/html’类型总是会被压缩。
默认值: gzip_types text/html (默认不对js/css文件进行压缩)
压缩类型，匹配MIME??型进行压缩
#不能用通配符 text/*
#(无论是否指定)text/html默认已经压缩
#设置哪压缩种文本文件可参考 conf/mime.types
gzip_vary on; #varyheader支持，改选项可以让前端的缓存服务器缓存经过GZIP压缩的页面，例如用Squid缓存经过nginx压缩的数据

（7）expires缓存调优
缓存，主要针对于图片，css，js等元素更改机会比较少的情况下使用，特别是图片，占用带宽大，我们完全可以设置图片在浏览器本地缓存365d，css，js，html可以缓存个10来天，这样用户第一次打开加载慢一点，第二次，就非常快了！缓存的时候，我们需要将需要缓存的拓展名列出来， Expires缓存配置在server字段里面

 location ~* .(ico|jpe?g|gif|png|bmp|swf|flv)$ {
   expires 30d;
   #log_not_found off;
   access_log off;
 }
 location ~* .(js|css)$ {
   expires 7d;
   log_not_found off;
   access_log off;
 } 

注：log_not_found off;是否在error_log中记录不存在的错误。默认是。
总结：
expire功能优点 （1）expires可以降低网站购买的带宽，节约成本（2）同时提升用户访问体验（3）减轻服务的压力，节约服务器成本，是web服务非常重要的功能。 expire功能缺点：被缓存的页面或数据更新了，用户看到的可能还是旧的内容，反而影响用户体验。解决办法：第一个缩短缓存时间，例如：1天，但不彻底，除非更新频率大于1天；第二个对缓存的对象改名。
网站不希望被缓存的内容 1）网站流量统计工具2）更新频繁的文件（google的logo）

（8）防盗链
防止别人直接从你网站引用图片等链接，消耗了你的资源和网络流量，那么我们的解决办法由几种： 1：水印，品牌宣传，你的带宽，服务器足够 2：防火墙，直接控制，前提是你知道IP来源 3：防盗链策略下面的方法是直接给予404的错误提示

 location ~*^.+.(jpg|gif|png|swf|flv|wma|wmv|asf|mp3|mmf|zip|rar)$ {
     valid_referers noneblocked  www.benet.com benet.com;
     if($invalid_referer) {
       #return 302  http://www.benet.com/img/nolink.jpg;
       return 404;
         break;
     }
     access_log off;
  }

参数可以使如下形式：
none 意思是不存在的Referer头(表示空的，也就是直接访问，比如直接在浏览器打开一个图片)
blocked 意为根据防火墙伪装Referer头，如：“Referer:XXXXXXX”。
server_names 为一个或多个服务器的列表，0.5.33版本以后可以在名称中使用“*”通配符。

（9）内核参数优化
fs.file-max = 999999：这个参数表示进程（比如一个worker进程）可以同时打开的最大句柄数，这个参数直线限制最大并发连接数，需根据实际情况配置。
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000 #这个参数表示操作系统允许TIME_WAIT套接字数量的最大值，如果超过这个数字，TIME_WAIT套接字将立刻被清除并打印警告信息。该参数默认为180000，过多的TIME_WAIT套接字会使Web服务器变慢。
注：主动关闭连接的服务端会产生TIME_WAIT状态的连接
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000 #允许系统打开的端口范围。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1#启用timewait快速回收。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1#开启重用。允许将TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP连接。这对于服务器来说很有意义，因为服务器上总会有大量TIME-WAIT状态的连接。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30：这个参数表示当keepalive启用时，TCP发送keepalive消息的频度。默认是2小时，若将其设置的小一些，可以更快地清理无效的连接。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1#开启SYN Cookies，当出现SYN等待队列溢出时，启用cookies来处理。
net.core.somaxconn = 40960 #web 应用中 listen 函数的 backlog 默认会给我们内核参数的 net.core.somaxconn 限制到128，而nginx定义的NGX_LISTEN_BACKLOG 默认为511，所以有必要调整这个值。
注：对于一个TCP连接，Server与Client需要通过三次握手来建立网络连接.当三次握手成功后,我们可以看到端口的状态由LISTEN转变为ESTABLISHED,接着这条链路上就可以开始传送数据了.每一个处于监听(Listen)状态的端口,都有自己的监听队列.监听队列的长度与如somaxconn参数和使用该端口的程序中listen()函数有关
somaxconn参数:定义了系统中每一个端口最大的监听队列的长度,这是个全局的参数,默认值为128，对于一个经常处理新连接的高负载 web服务环境来说，默认的 128 太小了。大多数环境这个值建议增加到 1024 或者更多。大的侦听队列对防止拒绝服务 DoS ***也会有所帮助。
net.core.netdev_max_backlog = 262144 #每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144 #这个参数标示TCP三次握手建立阶段接受SYN请求队列的最大长度，默认为1024，将其设置得大一些可以使出现Nginx繁忙来不及accept新连接的情况时，Linux不至于丢失客户端发起的连接请求。
net.ipv4.tcp_rmem = 10240 87380 12582912#这个参数定义了TCP接受缓存（用于TCP接受滑动窗口）的最小值、默认值、最大值。
net.ipv4.tcp_wmem = 10240 87380 12582912：这个参数定义了TCP发送缓存（用于TCP发送滑动窗口）的最小值、默认值、最大值。
net.core.rmem_default = 6291456：这个参数表示内核套接字接受缓存区默认的大小。
net.core.wmem_default = 6291456：这个参数表示内核套接字发送缓存区默认的大小。
net.core.rmem_max = 12582912：这个参数表示内核套接字接受缓存区的最大大小。
net.core.wmem_max = 12582912：这个参数表示内核套接字发送缓存区的最大大小。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1：该参数与性能无关，用于解决TCP的SYN***。

下面贴一个完整的内核优化设置：

 fs.file-max = 999999
 net.ipv4.ip_forward = 0
 net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
 net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
 kernel.sysrq = 0
 kernel.core_uses_pid = 1
 net.ipv4.tcp_syncookies = 1
 kernel.msgmnb = 65536
 kernel.msgmax = 65536
 kernel.shmmax = 68719476736
 kernel.shmall = 4294967296
 net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
 net.ipv4.tcp_sack = 1
 net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
 net.ipv4.tcp_rmem = 10240 87380 12582912
 net.ipv4.tcp_wmem = 10240 87380 12582912
 net.core.wmem_default = 8388608
 net.core.rmem_default = 8388608
 net.core.rmem_max = 16777216
 net.core.wmem_max = 16777216
 net.core.netdev_max_backlog = 262144
 net.core.somaxconn = 40960
 net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
 net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
 net.ipv4.tcp_timestamps = 0
 net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
 net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
 net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
 net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
 net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000
 net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
 net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
 net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000

执行sysctl -p使内核修改生效

（10）关于系统连接数的优化：
linux 默认值 open files为1024
#ulimit -n
1024
说明server只允许同时打开1024个文件
使用ulimit -a 可以查看当前系统的所有限制值，使用ulimit -n 可以查看当前的最大打开文件数。
新装的linux 默认只有1024 ，当作负载较大的服务器时，很容易遇到error: too many open files。因此，需要将其改大
在/etc/security/limits.conf最后增加：

 *               soft    nofile          65535
 *               hard    nofile          65535
 *               soft    noproc          65535
 *                hard    noproc          65535