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2020
10-12

Nginx 入門知識點詳解

NGINX聯(lián)合創(chuàng)始人安德魯·阿列克謝夫（Andrew Alexeev）曾說：NGINX是為對Apache性能不滿意的人而構(gòu)建的。隨著Internet需求的變化，Web服務(wù)器的工作也在變化。NGINX的構(gòu)建比以往任何時候都更有效率，更可擴(kuò)展，更安全，更強(qiáng)大。本文提供了Nginx的基本概念及知識。以開發(fā)者必備的Nginx基礎(chǔ)知識為主，羅列了一些Nginx教程，希望對大家有所幫助。


一.環(huán)境


服務(wù)器版本：CentOS 7.2

為了保證學(xué)習(xí)階段不遇到奇怪的事情，請保證以下四點：

  1. 確認(rèn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

  2. 確認(rèn)yum可用

  3. 確認(rèn)關(guān)閉iptables

  4. 確認(rèn)停用selinux 

#查看iptables狀態(tài) systemctl status firewalld.service #關(guān)閉防火墻（臨時關(guān)閉） systemctl stop firewalld.service #查看SELinux狀態(tài)   


	getenforce#臨時關(guān)閉SELinux  


setenforce 0

安裝一些系統(tǒng)基本工具，正常情況系統(tǒng)都會自帶 

yum -y install gcc gcc-c++ autoconf pcre pcre-devel make automake
yum -y install wget httpd-tools vim

二.基本概念


2.1Nginx是什么？

Nginx是一個高性能的http和反向代理服務(wù)器，其特點是占用內(nèi)存小，并發(fā)能力強(qiáng)。Nginx專為性能優(yōu)化而開發(fā)，性能是其最重要的考量，能經(jīng)受高負(fù)載的考驗，有報告表明能支持高達(dá)50000個并發(fā)連接數(shù)。


2.2正向代理與反向代理


為了便于理解，首先先來了解一下一些基礎(chǔ)知識，nginx是一個高性能的反向代理服務(wù)器那么什么是反向代理呢？

代理是在服務(wù)器和客戶端之間假設(shè)的一層服務(wù)器，代理將接收客戶端的請求并將它轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器，然后將服務(wù)端的響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)給客戶端。

不管是正向代理還是反向代理，實現(xiàn)的都是上面的功能。如果你對OSI 七層模型與 TCP/IP 四層模型不是很熟悉可以再回顧下。

正向代理

正向代理（forward）意思是一個位于客戶端和原始服務(wù)器 (origin server) 之間的服務(wù)器，為了從原始服務(wù)器取得內(nèi)容，客戶端向代理發(fā)送一個請求并指定目標(biāo) (原始服務(wù)器)，然后代理向原始服務(wù)器轉(zhuǎn)交請求并將獲得的內(nèi)容返回給客戶端。

正向代理是為我們服務(wù)的，即為客戶端服務(wù)的，客戶端可以根據(jù)正向代理訪問到它本身無法訪問到的服務(wù)器資源。

正向代理對我們是透明的，對服務(wù)端是非透明的，即服務(wù)端并不知道自己收到的是來自代理的訪問還是來自真實客戶端的訪問。


反向代理

反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服務(wù)器來接受 internet 上的連接請求，然后將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器，并將從服務(wù)器上得到的結(jié)果返回給 internet 上請求連接的客戶端，此時代理服務(wù)器對外就表現(xiàn)為一個反向代理服務(wù)器。

反向代理是為服務(wù)端服務(wù)的，反向代理可以幫助服務(wù)器接收來自客戶端的請求，幫助服務(wù)器做請求轉(zhuǎn)發(fā)，負(fù)載均衡等。

反向代理對服務(wù)端是透明的，對我們是非透明的，即我們并不知道自己訪問的是代理服務(wù)器，而服務(wù)器知道反向代理在為他服務(wù)。


2.3負(fù)載均衡


如果請求數(shù)過大，單個服務(wù)器解決不了，我們增加服務(wù)器的數(shù)量，然后將請求分發(fā)到各個服務(wù)器上，將原先請求集中到單個服務(wù)器的情況改為請求分發(fā)到多個服務(wù)器上，就是負(fù)載均衡。

Upstream 指定后端服務(wù)器地址列表，在 server 中攔截響應(yīng)請求，并將請求轉(zhuǎn)發(fā)到 Upstream 中配置的服務(wù)器列表 


	upstream balanceServer {
    server 10.1.22.33:12345;
    server 10.1.22.34:12345; 





	    server 10.1.22.35:12345;
}

server { 
    server_name  fe.server.com;
    listen 80;
    location /api {
        proxy_pass http://balanceServer;
  }
}

上面的配置只是指定了 nginx 需要轉(zhuǎn)發(fā)的服務(wù)端列表，并沒有指定分配策略。

默認(rèn)情況下采用的是輪詢策略，將所有客戶端請求輪詢分配給服務(wù)端。這種策略是可以正常工作的，但是如果其中某一臺服務(wù)器壓力太大，出現(xiàn)延遲，會影響所有分配在這臺服務(wù)器下的用戶。


Nginx支持的負(fù)載均衡調(diào)度算法方式如下：


weight輪詢(默認(rèn)，常用)：接收到的請求按照權(quán)重分配到不同的后端服務(wù)器，即使在使用過程中，某一臺后端服務(wù)器宕機(jī)，Nginx會自動將該服務(wù)器剔除出隊列，請求受理情況不會受到任何影響。這種方式下，可以給不同的后端服務(wù)器設(shè)置一個權(quán)重值(weight)，用于調(diào)整不同的服務(wù)器上請求的分配率；權(quán)重數(shù)據(jù)越大，被分配到請求的幾率越大；該權(quán)重值，主要是針對實際工作環(huán)境中不同的后端服務(wù)器硬件配置進(jìn)行調(diào)整的。ip_hash（常用）：每個請求按照發(fā)起客戶端的ip的hash結(jié)果進(jìn)行匹配，這樣的算法下一個固定ip地址的客戶端總會訪問到同一個后端服務(wù)器，這也在一定程度上解決了集群部署環(huán)境下session共享的問題。


fair：智能調(diào)整調(diào)度算法，動態(tài)的根據(jù)后端服務(wù)器的請求處理到響應(yīng)的時間進(jìn)行均衡分配，響應(yīng)時間短處理效率高的服務(wù)器分配到請求的概率高，響應(yīng)時間長處理效率低的服務(wù)器分配到的請求少；結(jié)合了前兩者的優(yōu)點的一種調(diào)度算法。但是需要注意的是Nginx默認(rèn)不支持fair算法，如果要使用這種調(diào)度算法，請安裝upstream_fair模塊。url_hash：按照訪問的url的hash結(jié)果分配請求，每個請求的url會指向后端固定的某個服務(wù)器，可以在Nginx作為靜態(tài)服務(wù)器的情況下提高緩存效率。同樣要注意Nginx默認(rèn)不支持這種調(diào)度算法，要使用的話需要安裝Nginx的hash軟件包。


2.4動靜分離


為了加快服務(wù)器的解析速度，可以把動態(tài)頁面和靜態(tài)頁面交給不同的服務(wù)器來解析，加快解析速度，降低原來單個服務(wù)器的壓力。


2.5Nginx常用命令 


# 快速關(guān)閉Nginx，可能不保存相關(guān)信息，并迅速終止web服務(wù) nginx -s stop # 平穩(wěn)關(guān)閉Nginx，保存相關(guān)信息，有安排的結(jié)束web服務(wù) nginx -s quit # 因改變了Nginx相關(guān)配置，需要重新加載配置而重載 nginx -s reload # 重新打開日志文件 nginx -s reopen # 為 Nginx 指定一個配置文件，來代替缺省的 nginx -c filename # 不運行，而僅僅測試配置文件。nginx 將檢查配置文件的語法的正確性，并嘗試打開配置文件中所引用到的文件 nginx -t #  顯示 nginx 的版本 nginx -v # 顯示 nginx 的版本，編譯器版本和配置參數(shù) nginx -V # 格式換顯示 nginx 配置參數(shù) 2>&1 nginx -V | xargs -n1  


	2>&1 nginx -V | xargs -n1 | grep lua


三.為什么選擇Nginx？


Nginx是一款自由的、開源的、高性能的HTTP服務(wù)器和反向代理服務(wù)器；同時也是一個IMAP、POP3、SMTP代理服務(wù)器；Nginx可以作為一個HTTP服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)站的發(fā)布處理，另外Nginx可以作為反向代理進(jìn)行負(fù)載均衡的實現(xiàn)。在Nginx網(wǎng)站上，其功能包括：

  • HTTP和HTTPS（TLS / SSL / SNI）
  • 超快速的Web服務(wù)器用于靜態(tài)內(nèi)容
  • FastCGI，WSGI，SCGI用于動態(tài)內(nèi)容
  • 具有負(fù)載平衡和緩存功能的加速Web代理
  • 不間斷實時二進(jìn)制升級和配置
  • 壓縮和內(nèi)容過濾器
  • 虛擬主機(jī)
  • FLV和MP4的媒體流
  • 帶寬和連接策略
  • 全面的訪問控制
  • 自定義日志
  • 嵌入式腳本
  • 帶有TLS的SMTP / IMAP / POP3的郵件代理
  • 邏輯，靈活，可擴(kuò)展的配置


  • 在Linux，F(xiàn)reeBSD，Mac OS X，Solaris和Windows上運行


nginx有如下優(yōu)勢：


1. IO多路復(fù)用epoll（IO復(fù)用）


如何理解呢？舉個例子吧！
有A、B、C三個老師，他們都遇到一個難題，要幫助一個班級的學(xué)生解決課堂作業(yè)。
老師A采用從第一排開始一個學(xué)生一個學(xué)生輪流解答的方式去回答問題，老師A浪費了很多時間，并且有的學(xué)生作業(yè)還沒有完成呢，老師就來了，反反復(fù)復(fù)效率極慢。
老師B是一個忍者，他發(fā)現(xiàn)老師A的方法行不通，于是他使用了影分身術(shù)，分身出好幾個自己同一時間去幫好幾個同學(xué)回答問題，最后還沒回答完，老師B消耗光了能量累倒了。
老師C比較精明，他告訴學(xué)生，誰完成了作業(yè)舉手，有舉手的同學(xué)他才去指導(dǎo)問題，他讓學(xué)生主動發(fā)聲，分開了“并發(fā)”。
這個老師C就是Nginx。


2. 輕量級


  • 功能模塊少 - Nginx僅保留了HTTP需要的模塊，其他都用插件的方式，后天添加

  • 代碼模塊化 - 更適合二次開發(fā)，如阿里巴巴Tengine


3. CPU親和


把CPU核心和Nginx工作進(jìn)程綁定，把每個worker進(jìn)程固定在一個CPU上執(zhí)行，減少切換CPU的cache miss，從而提高性能。


四.Nginx的安裝

1.本地安裝

  • windows系統(tǒng)：

直接去官網(wǎng)：https://nginx.org/en/download... 下載相應(yīng)版本即可。

  • mac系統(tǒng)： 

$ brew install nginx

2.Linux安裝：

以centOS系統(tǒng)為例，有下面兩種安裝方式(推薦1)

1.) 通過rpm鏡像源安裝 

$ rpm -ivh http://nginx.org/packages/centos/7/noarch/RPMS/nginx-release-centos-7-0.el7.ngx.noarch.rpm
$ yum install -y nginx

2.) 通過依賴包詳細(xì)安裝

安裝nginx依賴庫pcre、zlib 
$ yum install pcre pcre-devel
$ yum install zlib zlib-devel
如有必要，可以安裝c++編譯環(huán)境和openssl 
$ yum install gcc-c++
$ yum install openssl openssl-devel
下載/編譯nginx 
$ wget -c https://nginx.org/download/nginx-1.16.0.tar.gz
$ tar -zxvf nginx-1.16.0.tar.gz # 編譯安裝 $ cd nginx-1.16.0
$ ./configure # 默認(rèn)安裝在/usr/local/nginx $ make && make install # 創(chuàng)建軟鏈 $ ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/nginx
$ nginx -v

五.Nginx配置 


#打開主配置文件，若你是用lnmp環(huán)境安裝 vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

----------------------------------------

user #設(shè)置nginx服務(wù)的系統(tǒng)使用用戶 worker_processes #工作進(jìn)程數(shù) 一般情況與CPU核數(shù)保持一致 error_log #nginx的錯誤日志 pid #nginx啟動時的pid events {
    worker_connections #每個進(jìn)程允許最大連接數(shù) use #nginx使用的內(nèi)核模型 }

我們使用 nginx 的 http 服務(wù)，在配置文件 nginx.conf 中的 http 區(qū)域內(nèi)，配置無數(shù)個 server ，每一個 server 對應(yīng)這一個虛擬主機(jī)或者域名。 


http { ... ... #后面再詳細(xì)介紹 http 配置項目 server { listen 80 #監(jiān)聽端口; server_name localhost #地址 location / { #訪問首頁路徑 root /xxx/xxx/index.html #默認(rèn)目錄 index index.html index.htm #默認(rèn)文件 } error_page 500 504 /50x.html #當(dāng)出現(xiàn)以上狀態(tài)碼時從新定義到50x.html location = /50x.html { #當(dāng)訪問50x.html時 root /xxx/xxx/html #50x.html 頁面所在位置 } } server { ... ... } }

一個 server 可以出現(xiàn)多個 location ，我們對不同的訪問路徑進(jìn)行不同情況的配置
我們再來看看 http 的配置詳情。 


http { sendfile on #高效傳輸文件的模式 一定要開啟 keepalive_timeout 65 #客戶端服務(wù)端請求超時時間 log_format  main   XXX #定義日志格式 代號為main access_log  /usr/local/access.log  main #日志保存地址 格式代碼 main }

下面是 nginx 一些配置中常用的內(nèi)置全局變量，你可以在配置的任何位置使用它們。



六.Nginx實戰(zhàn)


各種開發(fā)工具的配置結(jié)合實戰(zhàn)來講述，會讓人更易理解。

我們先實現(xiàn)一個小目標(biāo)：不考慮復(fù)雜的配置，僅僅是完成一個 http 反向代理。


nginx.conf 配置文件如下：

注：conf/nginx.conf 是 nginx 的默認(rèn)配置文件。你也可以使用 nginx -c 指定你的配置文件 

#運行用戶 #user somebody; #啟動進(jìn)程,通常設(shè)置成和cpu的數(shù)量相等 worker_processes 1; #全局錯誤日志 error_log D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/error.log; error_log D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/notice.log  notice; error_log D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/info.log  info; #PID文件，記錄當(dāng)前啟動的nginx的進(jìn)程ID pid D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/nginx.pid; #工作模式及連接數(shù)上限 events { worker_connections 1024; #單個后臺worker process進(jìn)程的最大并發(fā)鏈接數(shù) } #設(shè)定http服務(wù)器，利用它的反向代理功能提供負(fù)載均衡支持 http { #設(shè)定mime類型(郵件支持類型),類型由mime.types文件定義 include D:/Tools/nginx-1.10.1/conf/mime.types; default_type application/octet-stream; #設(shè)定日志 log_format  main '[$remote_addr] - [$remote_user] [$time_local] "$request" ' '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'; access_log D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/access.log main; rewrite_log  on; #sendfile 指令指定 nginx 是否調(diào)用 sendfile 函數(shù)（zero copy 方式）來輸出文件，對于普通應(yīng)用， #必須設(shè)為 on,如果用來進(jìn)行下載等應(yīng)用磁盤IO重負(fù)載應(yīng)用，可設(shè)置為 off，以平衡磁盤與網(wǎng)絡(luò)I/O處理速度，降低系統(tǒng)的uptime. sendfile  on; #tcp_nopush     on; #連接超時時間 keepalive_timeout 120; tcp_nodelay  on; #gzip壓縮開關(guān) #gzip  on; #設(shè)定實際的服務(wù)器列表 upstream zp_server1{ server 127.0.0.1:8089;
    } #HTTP服務(wù)器 server { #監(jiān)聽80端口，80端口是知名端口號，用于HTTP協(xié)議 listen 80; #定義使用www.xx.com訪問 server_name www.helloworld.com; #首頁 index index.html

		#指向webapp的目錄
		root D:\01_Workspace\Project\github\zp\SpringNotes\spring-security\spring-shiro\src\main\webapp; #編碼格式 charset utf-8; #代理配置參數(shù) proxy_connect_timeout 180; proxy_send_timeout 180; proxy_read_timeout 180; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarder-For $remote_addr; #反向代理的路徑（和upstream綁定），location 后面設(shè)置映射的路徑 location / { proxy_pass http://zp_server1;
        } #靜態(tài)文件，nginx自己處理 location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ { root D:\01_Workspace\Project\github\zp\SpringNotes\spring-security\spring-shiro\src\main\webapp\views; #過期30天，靜態(tài)文件不怎么更新，過期可以設(shè)大一點，如果頻繁更新，則可以設(shè)置得小一點。 expires 30d;
        } #設(shè)定查看Nginx狀態(tài)的地址 location /NginxStatus { stub_status on; access_log  on; auth_basic "NginxStatus"; auth_basic_user_file conf/htpasswd;
        } #禁止訪問 .htxxx 文件 location ~ /\.ht { deny all;
        } #錯誤處理頁面（可選擇性配置） #error_page   404              /404.html; #error_page   500 502 503 504  /50x.html; #location = /50x.html { #    root   html; #} }
}


好了，讓我們來試試吧：

  1. 啟動 webapp，注意啟動綁定的端口要和 nginx 中的 upstream 設(shè)置的端口保持一致。

  2. 更改 host：在 C:\Windows\System32\drivers\etc 目錄下的 host 文件中添加一條 DNS 記錄 

127.0.0.1 www.helloworld.com

  1. 啟動前文中 startup.bat 的命令

  2. 在瀏覽器中訪問 www.helloworld.com，不出意外，已經(jīng)可以訪問了。


搭建文件服務(wù)器


有時候，團(tuán)隊需要歸檔一些數(shù)據(jù)或資料，那么文件服務(wù)器必不可少。使用 Nginx 可以非?？焖俦憬莸拇罱ㄒ粋€簡易的文件服務(wù)。

Nginx 中的配置要點：

  • 將 autoindex 開啟可以顯示目錄，默認(rèn)不開啟。
  • 將 autoindex_exact_size 開啟可以顯示文件的大小。
  • 將 autoindex_localtime 開啟可以顯示文件的修改時間。
  • root 用來設(shè)置開放為文件服務(wù)的根路徑。
  • charset 設(shè)置為 charset utf-8,gbk;，可以避免中文亂碼問題


一個最簡化的配置如下： 

autoindex on;# 顯示目錄 autoindex_exact_size on;# 顯示文件大小 autoindex_localtime on;# 顯示文件時間 server { charset utf-8,gbk; # windows 服務(wù)器下設(shè)置后，依然亂碼，暫時無解 listen 9050 default_server; listen [::]:9050 default_server; server_name _; root /share/fs;
}


七.總結(jié)


以上內(nèi)容只是nginx的冰山一角，做為一個nginx入門，到這里就基本完結(jié)了。希望對大家有所幫助。

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