Nginx 基础

Nginx

@Author:hanguixian

@Email:hn_hanguixian@163.com

一 Nginx 概述

Nginx ("engine x") 是一个高性能的HTTP和反向代理服务器,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,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 n

Nginx 是一个高性能的 Web 和反向代理服务器, 它具有有很多非常优越的特性:

  • 作为 Web 服务器:相比 Apache,Nginx 使用更少的资源,支持更多的并发连接,体现更高的效率,这点使 Nginx 尤其受到虚拟主机提供商的欢迎。能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应,感谢 Nginx 为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型.
  • 作为负载均衡服务器:Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP,也可以支持作为 HTTP代理服务器 对外进行服务。Nginx 用 C 编写, 不论是系统资源开销还是 CPU 使用效率都比 Perlbal 要好的多。
  • 作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器(最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器),Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验。
  • Nginx 安装非常的简单,配置文件 非常简洁(还能够支持perl语法),Bugs非常少的服务器: Nginx 启动特别容易,并且几乎可以做到7*24不间断运行,即使运行数个月也不需要重新启动。你还能够在 不间断服务的情况下进行软件版本的升级。

二 什么是反向代理

2.1 正向代理

  • 什么是正向代理?
    • 是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器,为了从原始服务器取得内容,客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器),然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。
    • 通俗的说:就是你要访问一个网站,但是你可能无法直接访问或者是你不想要这个网站知道是谁访问的,这个时候就可以通过代理服务器的方式,你将请求发到代理服务器,代理服务器去访问真正的网站,前提是这个代理服务器能够访问到该网站。

正向代理

2.2 反向代理

  • 反向代理(Reverse Proxy)实际运行方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求,然后将请求转发给内部网络上的服务器,并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端,此时代理服务器对外就表现为一个服务器。
  • 反向代理的作用:
    • (1)保证内网的安全,可以使用反向代理提供WAF功能,阻止web攻击大型网站,通常将反向代理作为公网访问地址,Web服务器是内网。
    • (2)负载均衡,通过反向代理服务器来优化网站的负载

反向代理

2.3 两者区别(来自知乎)

正向代理和反向代理的区别

三 安装Nginx

3.1 安装编译工具及库文件

yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool  openssl openssl-devel

3.2 首先要安装 PCRE

PCRE 作用是让 Nginx 支持 Rewrite 功能。

1、下载 PCRE 安装包,下载地址: http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.35/pcre-8.35.tar.gz

[root@bogon src]# wget http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.35/pcre-8.35.tar.gz

2、解压安装包:

[root@bogon src]# tar zxvf pcre-8.35.tar.gz

3、进入安装包目录

[root@bogon src]# cd pcre-8.35

4、编译安装

[root@bogon pcre-8.35]# ./configure
[root@bogon pcre-8.35]# make && make install

5、查看pcre版本

[root@bogon pcre-8.35]# pcre-config --version

3.3 安装 Nginx

1、下载 Nginx,下载地址:http://nginx.org/download/nginx-1.6.2.tar.gz

[root@bogon src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.6.2.tar.gz

nginx安装

2、解压安装包

[root@bogon src]# tar zxvf nginx-1.6.2.tar.gz

3、进入安装包目录

[root@bogon src]# cd nginx-1.6.2

4、编译安装

[root@bogon nginx-1.6.2]# ./configure --prefix=/usr/local/webserver/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-pcre=/usr/local/src/pcre-8.35
[root@bogon nginx-1.6.2]# make
[root@bogon nginx-1.6.2]# make install

5、查看nginx版本

[root@bogon nginx-1.6.2]# /usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx -v

到此,nginx安装完成。

四 启动nginx

  • 启动命令

    • 在/usr/local/nginx/sbin目录下执行
 ./nginx
  • 关闭命令
    • 在/usr/local/nginx/sbin目录下执行
./nginx  -s stop 
  • 重新加载命令
    • 在/usr/local/nginx/sbin目录下执行
./nginx   -s reload 

五 结合redis配置负载均衡

5.1 springboot项目

  • build.gradle
buildscript {
    ext {
        springBootVersion = '2.1.1.RELEASE'
    }
    repositories {
        mavenCentral()
    }
    dependencies {
        classpath("org.springframework.boot:spring-boot-gradle-plugin:${springBootVersion}")
    }
}

apply plugin: 'java'
apply plugin: 'eclipse'
apply plugin: 'org.springframework.boot'
apply plugin: 'io.spring.dependency-management'

group = 'com.hgx.nginx'
version = '0.0.1-SNAPSHOT'
sourceCompatibility = 1.8

repositories {
    mavenCentral()
}


dependencies {
    implementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-redis')
    implementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-web')
    // https://mvnrepository.com/artifact/org.springframework.session/spring-session-data-redis
    compile group: 'org.springframework.session', name: 'spring-session-data-redis', version: '2.1.2.RELEASE'
    testImplementation('org.springframework.boot:spring-boot-starter-test')
}
  • application.properties
server.port= 10091
spring.redis.host=192.168.118.155
spring.redis.port=6379
spring.redis.password=123456
  • 启动类:SwarmredisApplication
import org.springframework.boot.SpringApplication;
import org.springframework.boot.autoconfigure.SpringBootApplication;
import org.springframework.boot.web.servlet.ServletComponentScan;

@SpringBootApplication
@ServletComponentScan
public class SwarmredisApplication {
    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(SwarmredisApplication.class, args);
    }
}
  • controller: HelloWorldServlet
package com.hgx.nginx.swarmredis.controller;

import javax.servlet.ServletException;
import javax.servlet.annotation.WebServlet;
import javax.servlet.http.HttpServlet;
import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import javax.servlet.http.HttpSession;
import java.io.IOException;
import java.util.Random;

@WebServlet(name = "/hello", urlPatterns = "/hello")
public class HelloWorldServlet extends HttpServlet {
    protected void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) throws ServletException, IOException {
        HttpSession session = request.getSession();
        int port2 = request.getLocalPort();
        if (session.getAttribute("userid") == null) {
            String userid = String.valueOf(new Random().nextInt(100));
            session.setAttribute("userid", userid);
            System.out.println("userId:" + userid + " port:" + port2);
            response.getWriter().append("Hello, " + userid + ",this is " + port2 + " port");
        } else {
            String userid = (String) session.getAttribute("userid");
            System.out.println("userId:" + userid + " port:" + port2);
            response.getWriter().append("Welcome back, " + userid + ", this is " + port2 + " port");
        }

    }
}
  • HttpSessionConfig
@Configuration
@EnableRedisHttpSession
public class HttpSessionConfig {
}
  • 编译打包后,部署运行

5.2 nginx配置

  • nginx.conf
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    upstream myserver {
      #ip_hash ;
      server 127.0.0.1:10090 ;
      server 127.0.0.1:10091 ;


    }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        location /myserver/ {

            proxy_pass http://myserver/ ;

            proxy_connect_timeout 10;

            proxy_redirect default;  
}
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}

六 nginx的原理与配置

6.1 master&worker

  • master-workers的机制的好处

    • 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 。
  • 需要设置多少个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_processes   4
    #work绑定cpu(4 work绑定4cpu)。
    worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
    #work绑定cpu (4 work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。

6.2 nginx.conf 结构

nginx.conf

6.3 详情见配置文件 nginx.conf

#安全问题,建议用nobody,不要用root.
#user  nobody;

#worker数和服务器的cpu数相等是最为适宜
worker_processes  2;

#work绑定cpu(4 work绑定4cpu)
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000

#work绑定cpu (4 work绑定8cpu中的4个) 。
worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000  



#error_log path(存放路径) level(日志等级)path表示日志路径,level表示日志等级,
#具体如下:[ debug | info | notice | warn | error | crit ]
#从左至右,日志详细程度逐级递减,即debug最详细,crit最少,默认为crit。 

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    #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。

    worker_connections  1024;  

    #这个值是表示nginx要支持哪种多路io复用。
    #一般的Linux选择epoll, 如果是(*BSD)系列的Linux使用kquene。
    #windows版本的nginx不支持多路IO复用,这个值不用配。
    use epoll;

    # 当一个worker抢占到一个链接时,是否尽可能的让其获得更多的连接,默认是off 。
    multi_accept on;

    # 默认是on ,开启nginx的抢占锁机制。
    accept_mutex  on;
}


http {
    #当web服务器收到静态的资源文件请求时,依据请求文件的后缀名在服务器的MIME配置文件中找到对应的MIME Type,再根据MIME Type设置HTTP Response的Content-Type,然后浏览器根据Content-Type的值处理文件。

    include       mime.types;

    #如果 不能从mime.types找到映射的话,用以下作为默认值
    default_type  application/octet-stream;



     #日志位置
     access_log  logs/host.access.log  main;

     #一条典型的accesslog:
     #101.226.166.254 - - [21/Oct/2013:20:34:28 +0800] "GET /movie_cat.php?year=2013 HTTP/1.1" 200 5209 "http://www.baidu.com" "Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 6.1; Trident/4.0; SLCC2; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.5.30729; .NET CLR 3.0.30729; Media Center PC 6.0; MDDR; .NET4.0C; .NET4.0E; .NET CLR 1.1.4322; Tablet PC 2.0); 360Spider"

     #1)101.226.166.254:(用户IP)
     #2)[21/Oct/2013:20:34:28 +0800]:(访问时间) 
     #3)GET:http请求方式,有GET和POST两种
     #4)/movie_cat.php?year=2013:当前访问的网页是动态网页,movie_cat.php即请求的后台接口,year=2013为具体接口的参数
     #5)200:服务状态,200表示正常,常见的还有,301永久重定向、4XX表示请求出错、5XX服务器内部错误
     #6)5209:传送字节数为5209,单位为byte
     #7)"http://www.baidu.com":refer:即当前页面的上一个网页
     #8)"Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 8.0; Windows NT 6.1; Trident/4.0; SLCC2; .NET CLR 2.0.50727; .NET CLR 3.5.30729; #.NET CLR 3.0.30729; Media Center PC 6.0; MDDR; .NET4.0C; .NET4.0E; .NET CLR 1.1.4322; Tablet PC 2.0); 360Spider": agent字段:通常用来记录操作系统、浏览器版本、浏览器内核等信息

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                       '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';



    #开启从磁盘直接到网络的文件传输,适用于有大文件上传下载的情况,提高IO效率。
    sendfile        on;


    #一个请求完成之后还要保持连接多久, 默认为0,表示完成请求后直接关闭连接。
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;



    #开启或者关闭gzip模块
    #gzip  on ;

    #设置允许压缩的页面最小字节数,页面字节数从header头中的Content-Length中进行获取。
    #gzip_min_lenth 1k;

    # gzip压缩比,1 压缩比最小处理速度最快,9 压缩比最大但处理最慢(传输快但比较消耗cpu)
    #gzip_comp_level 4;

    #匹配MIME类型进行压缩,(无论是否指定)"text/html"类型总是会被压缩的。
    #gzip_types types text/plain text/css application/json  application/x-javascript text/xml  



    #动静分离
    #服务器端静态资源缓存,最大缓存到内存中的文件,不活跃期限
    open_file_cache max=655350 inactive=20s;   

    #活跃期限内最少使用的次数,否则视为不活跃。
    open_file_cache_min_uses 2;

    #验证缓存是否活跃的时间间隔
    open_file_cache_valid 30s;



    upstream myserver{

    # 1、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。
    # 2、指定权重
    # 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绑定 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,可以解决session的问题。
    #4、备机方式 backup
    # 正常情况不访问设定为backup的备机,只有当所有非备机全都宕机的情况下,服务才会进备机。
    #5、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。   
    #6、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。


      # ip_hash;
             server 192.168.161.132:8080 weight=1;
             server 192.168.161.132:8081 weight=1;

      #fair

      #hash $request_uri
      #hash_method crc32

      }

    server {
        #监听端口号
        listen       80;

        #服务名
        server_name  192.168.161.130;

        #字符集
        #charset utf-8;




    #location [=|~|~*|^~] /uri/ { … }   
    # = 精确匹配
    # ~ 正则匹配,区分大小写
    # ~* 正则匹配,不区分大小写
    # ^~  关闭正则匹配

    #匹配原则:

    # 1、所有匹配分两个阶段,第一个叫普通匹配,第二个叫正则匹配。
    # 2、普通匹配,首先通过“=”来匹配完全精确的location
        #   2.1、 如果没有精确匹配到, 那么按照最大前缀匹配的原则,来匹配location
        #   2.2、 如果匹配到的location有^~,则以此location为匹配最终结果,如果没有那么会把匹配的结果暂存,继续进行正则匹配。
        # 3、正则匹配,依次从上到下匹配前缀是~或~*的location, 一旦匹配成功一次,则立刻以此location为准,不再向下继续进行正则匹配。
        # 4、如果正则匹配都不成功,则继续使用之前暂存的普通匹配成功的location.


        location / {   # 匹配任何查询,因为所有请求都已 / 开头。但是正则表达式规则和长的块规则将被优先和查询匹配。

        #定义服务器的默认网站根目录位置
            root   html;

        #默认访问首页索引文件的名称
        index  index.html index.htm;

        #反向代理路径
            proxy_pass http://myserver;

        #反向代理的超时时间
            proxy_connect_timeout 10;

            proxy_redirect default;       

         }

         location  /images/ {    
        root images ;
     }

     location ^~ /images/jpg/ {  # 匹配任何已 /images/jpg/ 开头的任何查询并且停止搜索。任何正则表达式将不会被测试。 
        root images/jpg/ ;


     }
         location ~*.(gif|jpg|jpeg)$ { 

          #所有静态文件直接读取硬盘
              root pic ;

          #expires定义用户浏览器缓存的时间为3天,如果静态页面不常更新,可以设置更长,这样可以节省带宽和缓解服务器的压力
              expires 3d; #缓存3天
         }


        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

    }



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