Nginx的功能与特性

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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Nginx的功能与特性相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

参考技术A nginx在过去的10年里，作为Web服务器行业里的新生代迅速崛起。Nginx由俄罗斯工程师Igor Sysoev编写，2004年10月4日发布了第一个公众版本：1.0.1。Apache一直占据Web服务器行业的第一，但自2008年开始，它的市场份额在潜移默化的转移到Nginx身上。直至今日，据Netcraft的统计显示，全世界排名前100万的网站中有超过27%的网站在使用Nginx作为Web服务器。Nginx迅速在一向稳定的Web服务器行业崛起并站稳跟脚.

1 、静态HTTP服务器

Nginx是一个HTTP服务器，可以将服务器上的静态文件（如html、图片）通过HTTP协议展现给客户端。

2、反向代理服务器

客户端请求Nginx，Nginx请求应用服务器，然后将结果返回给客户端，此时Nginx就是反向代理服务器。

3、负载均衡

当网站访问量非常大，将同一个应用部署在多台服务器上，将大量用户的请求分配给多台机器处理。同时带来的好处是，其中一台服务器万一挂了，只要还有其他服务器正常运行，就不会影响用户使用。Nginx可以通过反向代理来实现负载均衡，并能使用3种自带策略及2种第三方策略。

（1）RR（默认，每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器）

（2）权重（指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况）

（3）ip-hash（以上配置会将请求轮询分配到应用服务器，也就是一个客户端的多次请求，有可能会由多台不同的服务器处理（若存在登录session时则需要重复登录）。ip-hash根据客户端ip地址的hash值将请求分配给固定的某一个服务器处理）

（4）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）

（5）url_hash（第三方 按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。 在upstream中加入hash语句，server语句中不能写入weight等其他的参数，hash_method是使用的hash算法）

4、虚拟主机

有的网站访问量大，需要负载均衡。有的网站，由于访问量太小，需要节省成本，将多个网站部署在同一台服务器上。例如将www.a.com和www.b.com两个网站部署在同一台服务器上，两个域名解析到同一个IP地址，但是用户通过两个域名却可以打开两个完全不同的网站，互相不影响，就像访问两个服务器一样，所以叫两个虚拟主机。

在服务器8080和8081分别开了一个应用，客户端通过不同的域名访问，根据server_name可以反向代理到对应的应用服务器。虚拟主机的原理是通过HTTP请求头中的Host是否匹配server_name来实现的，另外，server_name配置还可以过滤有人恶意将某些域名指向你的主机服务器。

1、IO多路复用epoll

2、轻量级

3、CPU亲和（affinity）

4、sendfile

nginx

文章目录

nginx

nginx简介

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，并在一个BSD-like协议下发行。
nginx由俄罗斯的程序设计师lgor Sysoev所开发，最初供俄国大型入口网站及搜寻引擎Rambler使用。
第一公开版本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。2001年6月1日，nginx1.0.4发布。
nginx的特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好。

nginx的特性与优点

nginx的特性

nginx是一个很牛的高性能Web和反向代理服务器，它具有很多非常优越的特性：

  • 在高连接并发的情况下，nginx是Apache服务器不错的替代品，能够支持高达50000个并发连接数的响应。
  • 使用epoll and kqueue作为开发模型
  • nginx作为负载均衡服务器：nginx既可在内部直接支持和PHP程序对外进行服务，也可支持作为HTTP代理服务器对外进行服务。
  • nginx采用C进行编写，不论系统资源开销还是CPU使用效率都比Perlval要好很多。

nginx的优点

  • 高并发连接：官方测试能够支持50000并发连接，在实际生产环境中跑到20000-30000并发连接数。
  • 内存消耗少：在30000并发连接下，开启10个nginx进程才消耗150M内存（15M10=150M）
  • 配置文件非常简单：风格跟程序一样通俗易懂。
  • 成本低廉：nginx为开源软件，可以免费试用。而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币。
  • 支持Rewrite重写规则：能够根据域名、URL的不同，将HTTP请求分到不同的后端服务器集群。
  • 内置的健康检查功能：如果nginx Proxy后端的某台Web服务器宕机了，不会影响前端访问。
  • 节省带宽：支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存的Header头。
  • 稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微。
  • 模块化设计：模块可以动态编译。
  • 外围支持好：文档全，二次开发和模块较多。
  • 支持热部署：可以不停机重载配置文件。
  • 支持事件驱动、AIO（AsyncIO，异步IO）、mmap（Memory Map，内存映射）等性能优化。

nginx的功能及应用类别

nginx的扩展功能

  • 基于域名和IP的虚拟主机。
  • 支持keepalive。
  • 支持平滑升级。
  • 定制访问日志、支持使用日志缓冲区提高日志存储性能。
  • 支持URL重写。
  • 迟滞路径别名。
  • 支持基于IP及用户的访问控制。
  • 支持速率限制，支持并发数限制。

nginx的应用类别

  • 使用nginx结果FastCGI运行PHP、JSP、Prel等程序。
  • 使用nginx做反向代理、均衡负载、规则过滤。
  • 使用nginx运行静态HTML网页、图片。
  • nginx与其他新技术的结合应用。

nginx的模块与工作原理

nginx由内核模块组成。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请求映射到一个location block（location是nginx配置中的一个指令，用于URL匹配），而在这个location中所配置的没个指令将会启动不同的模块去完成响应的工作。

nginx的模块分类

nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块：

  • HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块等属于核模块。
  • HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块属于基本模块。
  • HTTO Upstream模块、Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块属于第三方模块。

用户根据自己的需要开发的模块都属于第三方模块。正是有了如此多模块的支撑，nginx的功能才会如此强大。

nginx模块从功能上分为三类：

  • 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模块输出的内容进行修改操作，最后由nginx输出。
  • Proxies（代理器模块）。就是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等操作交互，实现服务代理和负载均衡等功能。

nginx模块分为：核心模块、事件模块、标准HTTP模块、可选HTTP模块、邮件模块、第三方模块和补丁等。

  • nginx基本模块：所谓基本模块，指的是nginx默认的功能模块，它们提供的指令，允许你使用定义nginx基本功能的变量，在编译时不能被禁用，包括：
    • 核心模块：基本功能和指令，如进程管理和安全。常见的核心模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部。
    • 事件模块：在nginx内配置网络使用的能力。常见的events（事件）模块指令，大部分是放置在文件的顶部
    • 配置模块：提供包含机制。

nginx的工作原理

nginx的模块直接被编译进nginx，因此属于静态编译方式。
启动nginx后，nginx的模块被自动加载，与Apache不一样，首先将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中指定是否进行加载。在解析配置文件时，nginx的没个模块都有可能去处理某个请求，但是同一个处理请求只能由一个模块来完成。
nginx的进程架构：
启动nginx时，会启动一个master进程，这个进程不处理任何客户端的请求，主要用来产生worker线程，一个worker线程用来处理n个request。

下图展示了nginx模块一次常规的HTTP请求和响应的过程。

下图展示了基本的WEB服务请求步骤

  1. 客户端发起建立连接请求。
  2. 服务端Master进程接收客户端发起的请求。
  3. Master进程将请求交给worker进程中的模块处理。
  4. worker去内核空间申请访问资源。
  5. 然后由worker构建响应。
  6. 将资源返回给客户端
  7. 最后将此次请求的信息存入日志文件。

nginx的安装与配置

nginx的安装

创建用户

[root@localhost ~]# useradd -r -M -s /sbin/nologin nginx

安装依赖

[root@localhost ~]# yum -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make
[root@localhost ~]# yum -y groups mark install 'Development Tools'

创建日志存放目录

[root@localhost ~]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@localhost ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx

下载nginx

[root@localhost ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.1.tar.gz

编译安装

[root@localhost ~]# tar xf nginx-1.20.1.tar.gz 
[root@localhost ~]# cd nginx-1.20.1
[root@localhost nginx-1.20.1]#  ./configure \\
> --prefix=/usr/local/nginx \\
> --user=nginx \\
> --group=nginx \\
> --with-debug \\
> --with-http_ssl_module \\
> --with-http_realip_module \\
> --with-http_image_filter_module \\
> --with-http_gunzip_module \\
> --with-http_gzip_static_module \\
> --with-http_stub_status_module \\
> --http-log-path=/var/log/nginx/access.log \\
> --error-log-path=/var/log/nginx/error.log
[root@localhost nginx-1.20.1]# make -j 4 
[root@localhost nginx-1.20.1]# make install

nginx安装后配置

配置环境变量

[root@localhost nginx-1.20.1]# echo "export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH" >/etc/profile.d/nginx.sh
[root@localhost nginx-1.20.1]# . /etc/profile.d/nginx.sh

启动

[root@localhost nginx-1.20.1]# nginx
[root@localhost nginx-1.20.1]# ss -anlt
State    Recv-Q   Send-Q     Local Address:Port     Peer Address:Port  Process  
LISTEN   0        128              0.0.0.0:80            0.0.0.0:*              
LISTEN   0        128              0.0.0.0:22            0.0.0.0:*              
LISTEN   0        128                 [::]:22               [::]:*

nginx的配置文件详解

主配置文件：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

  • 默认启动nginx时，使用的配置文件是：安装路径/conf/nginx.conf文件。
  • 可以在启动nginx时通过-c选项来指定要读取的配置文件。

nginx配件的配置文件及作用

配置文件作用
nginx.confnginx的基本配置文件
mime.typesMiME类型关联的扩展文件
fastcgi.conffastcgi相关的配置
proxy.conf与proxy相关的配置
sites.conf配置nginx提供的网站，包括虚拟主机

nginx.conf配置详解

nginx.conf的内容分为以下几段：

  • main配置段：全局配置段。其中main配置段中可能含event配置段。
  • event :定义event模型工作特性。
  • http :定义http协议相关的配置。

配置指令：要以分号结尾，语法格式如下：

derective value1 [value2 ...];

支持使用变量：

  • 内置变量：模块会提供内建变量定义
  • 自定义变量：set var_name value

用于调试、定位问题的配置参数

daemon on | off;		//是否以守护进程方式运行nginx，调式时应设置为off
master_process on | off;		//是否以master/worker模型来运行nginx，调试时可以设置为off
error_log 位置 级别；		//配置错误日志

error_log里的位置和级别能有以下可选项：

位置级别
file
stderr
syslog:server=address[,parameter=value]
memory:size
debug：若要使用debug级别，需要在编译nginx时使用–with-debug选项
info
notice
warn
error
crit
alert
emerg

不以守护进程方式运行ngix

[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#user  nobody;
worker_processes  1;
daemon off;
[root@localhost ~]# nginx


[root@localhost ~]# ss -anlt
State    Recv-Q   Send-Q     Local Address:Port     Peer Address:Port  Process  
LISTEN   0        128              0.0.0.0:80            0.0.0.0:*              
LISTEN   0        128              0.0.0.0:22            0.0.0.0:*              
LISTEN   0        128                 [::]:22               [::]:*

不以master/worker模型运行ngix

[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#user  nobody;
worker_processes  1;
master_process off;

[root@localhost ~]# nginx 
[root@localhost ~]# ps -elf |grep nginx
1 S root       24727       1  0  80   0 - 20520 do_epo 06:31 ?        00:00:00 nginx
0 S root       24731    1682  0  80   0 -  3034 -      06:31 pts/1    00:00:00 grep --color=auto nginx

设置日志位置和级别

[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#user  nobody;
worker_processes  1;
error_log  logs/error.log info;
[root@localhost ~]# nginx -s reload
[root@localhost ~]# tail -f /usr/local/nginx/logs/error.log 
2021/06/23 06:40:13 [notice] 24747#0: start worker processes
2021/06/23 06:40:13 [notice] 24747#0: start worker process 24790
2021/06/23 06:40:13 [notice] 24752#0: gracefully shutting down
2021/06/23 06:40:42 [info] 24752#0: *2 client timed out (110: Connection timed out) while waiting for request, client: 192.168.74.1, server: 0.0.0.0:80
2021/06/23 06:40:42 [info] 24752#0: *3 client timed out (110: Connection timed out) while waiting for request, client: 192.168.74.1, server: 0.0.0.0:80
2021/06/23 06:40:42 [notice] 24752#0: exiting
2021/06/23 06:40:42 [notice] 24752#0: exit
2021/06/23 06:40:42 [notice] 24747#0: signal 17 (SIGCHLD) received from 24752
2021/06/23 06:40:42 [notice] 24747#0: worker process 24752 exited with code 0
2021/06/23 06:40:42 [notice] 24747#0: signal 29 (SIGIO) received

正常运行必备的配置参数

user USERNAME [GROUPNAME];		//指定运行worker进程的用户和组。
pid /path/to/pid_file;			//指定nginx守护进程的pid文件
worker_rlimit_nofile number;		//设置所有worker进程最大可以打开的文件数，默认为1024.
worker_rlimit_core size;		//指明所有worker进程所能够使用的总体的最大核心文件大小，保持默认即可

指定nginx用户运行worker进程

[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#user  nobody;
worker_processes  1;
user nginx;
[root@localhost ~]# nginx -s reload
[root@localhost ~]# ps -elf | grep nginx
1 S root       24814       1  0  80   0 - 20407 -      06:47 ?        00:00:00 nginx: master process nginx
5 S nginx      24815   24814  0  80   0 - 28553 do_epo 06:47 ?        00:00:00 nginx: worker process
0 R root       24817    1682  0  80   0 -  3034 -      06:47 pts/1    00:00:00 grep --color=auto nginx

指定nginx守护进程的pid文件

[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
#user  nobody;
worker_processes  1;
#error_log  logs/error.log info;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;
pid        logs/nginx.pid;
[root@localhost ~]# nginx -s reload
[root@localhost ~]# ls /usr/local/nginx/logs/
error.log  nginx.pid

以上是关于Nginx的功能与特性的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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