Nginx

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日期:2021-01-29

1. Nginx 简介

1.1 什么是nginx

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
Nginx专为性能优化而开发,性能是其最重要的考量,实现上非常注重效率,能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达50000个并发连接数。

1.2 反向代理

a. 正向代理

在客户端(浏览器)配置代理服务器,通过代理服务器进行互联网访问

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b. 反向代理

反向代理,其实客户端对代理是无感知的,因为客户端不需要任何配置就可以访问,我们只  需要将请求发送到反向代理服务器,由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后,在返回给客户端,此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器,暴露的是代理服务器地址,隐藏了真实服务器IP地址。

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1.3 负载均衡

单个服务器解决不了,我们增加服务器的数量,然后将请求分发到各个服务器上,将原先请求集中到单个服务器上的情况改为将请求分发到多个服务器上,将负载分发到不同的服务器,也就是我们所说的负载均衡

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1.4 动静分离

为了加快网站的解析速度,可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析,加快解析速度。降低原来单个服务器的压力。

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2. Nginx 安装

下面的操作是以Centos7为例

(1)使用远程连接工具连接Centos7操作系统
(2)安装nginx相关依赖
【gcc、pcre、openssl、zlib】

① 安装 nginx 需要先将官网下载的源码进行编译,编译依赖 gcc 环境,如果没有 gcc 环境,则需要安装:

$ yum install gcc-c++

② PCRE(Perl Compatible Regular Expressions) 是一个Perl库,包括 perl 兼容的正则表达式库。nginx 的 http 模块使用 pcre 来解析正则表达式,所以需要在 linux 上安装 pcre 库,pcre-devel 是使用 pcre 开发的一个二次开发库。nginx也需要此库。命令:

$ yum install -y pcre pcre-devel

③ zlib 库提供了很多种压缩和解压缩的方式, nginx 使用 zlib 对 http 包的内容进行 gzip ,所以需要在 Centos 上安装 zlib 库。

$ yum install -y zlib zlib-devel

④ OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库,囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及 SSL 协议,并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。
nginx 不仅支持 http 协议,还支持 https(即在ssl协议上传输http),所以需要在 Centos 安装 OpenSSL 库。

$ yum install -y openssl openssl-devel

(3) 安装Nginx

① 下载nginx,两种方式

  1. 直接下载.tar.gz安装包,地址:https://nginx.org/en/download.html
  2. 使用wget命令下载(推荐)。确保系统已经安装了wget,如果没有安装,执行 yum install wget 安装。
$ wget -c https://nginx.org/download/nginx-1.19.0.tar.gz #这是b的方式一步到位,下边演示用a的方式

② 使用a方法进行安装,执行以下命令:

$ tar -zxvf nginx-1.19.0.tar.gz
$ cd nginx-1.19.0

③ 配置:

其实在 nginx-1.12.0 版本中你就不需要去配置相关东西,默认就可以了。当然,如果你要自己配置目录也是可以的。

  • 使用默认配置
$ ./configure
  • 自定义配置(不推荐)
$ ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--conf-path=/usr/local/nginx/conf/nginx.conf \
--pid-path=/usr/local/nginx/conf/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--with-http_gzip_static_module \
--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \
--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \
--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \
--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \
--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi

注:将临时文件目录指定为/var/temp/nginx,需要在/var下创建temp及nginx目录

④ 编辑安装

$ make && make install

查看版本号(使用nginx操作命令前提条件:必须进入nginx的目录/usr/local/nginx/sbin.)

$ ./nginx -v

查找安装路径:

$ whereis nginx

⑤ 启动,停止,重新加载nginx

$ cd /usr/local/nginx/sbin/ #进入这个文件夹内
$ ./nginx #启动nginx
$ ./nginx -s stop #停止nginx
$ ./nginx -s reload #重新加载nginx(修改了nginx.conf中的内容后不想重启服务器还生效就用重新加载)

查询nginx进程:

$ ps aux|grep nginx

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⑥Nginx的配置文件

进入/usr/local/nginx/conf/nginx.cof找到配置文件

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⑦访问一下Nginx试试(如果是阿里云别忘了开放端口)

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3. Nginx 的常用的命令

进入 nginx 目录中
cd /usr/local/nginx/sbin

(1)查看 nginx 版本号
./nginx -v

(2)启动 nginx
./nginx

(3)停止 nginx
./nginx -s stop

(4)重新加载 nginx
./nginx -s reload

4. Nginx 的配置文件

(1)Nginx配置文件所在的位置是/usr/local/nginx/conf/nginx.cof

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(2)Nginx配置文件有三部分组成:

1、全局块:配置服务器整体运行的配置指令(从配置文件开始到event块之间的内容)

比如 worker_processes 1; 值越大,处理的并发量也就越多

2、events 块:影响 Nginx 服务器与用户的网络连接

比如 worker_connections 1024; 支持的最大连接数为 1024,该配置对nginx性能影响较大,建议灵活配置

3、http 块:配置最频繁的部分
http 块也可以包括(http 全局块,server 块)

5. Nginx 配置实例-反向代理实例

(1)实现效果

使用nginx反向代理,根据访问的路径跳转到不同端口的服务中。
nginx.监听端口为9001, 访问以下的地址时,虽然访问的是9001端口,但会根据配置自动到8080或8081,但是地址栏看上去没有变化。
访问http://ip:9001/edu/a.jsp 直接转发到 配置了tomcat服务器的ip:8080/edu/a.jsp
访问http://ip:9001/vod/a.jsp 直接转发到 配置了tomcat服务器的ip:8081/vod/a.jsp

(2)准备工作

1、在Linux上准备两个tomcat服务器,一个8080端口,一个8081端口

2、Linux如何启动两个tomcat

3、 创建文件夹和测试页面。

(3)8080端口的tomcat创建文件夹和测试页面

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8081端口的则是创建vod文件夹和对应的测试页面。

(4)具体nginx配置

$ vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

下图打码 部分的ip为要去到的ip,我是只有一台服务器所以只能用同一个ip不同的端口来模拟有多台服务器。实际上ip也可以不同。

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1、找到nginx配置文件,进行反向代理配置。

2、 开放对外访问的端口号9001

3、 重启nginx服务器,使配置文件生效

(5)最终测试

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(6)补充location部分

location指令说明。

    该指令用于匹配URL。。

语法如下:

location [ = | ~ | ~* | ^~] uri {

}
1、=: 用于不含正则表达式的uri前,要求请求字符串与uri严格匹配,如果匹配成功,
    就停止继续向下搜索并立即处理该请求
2、~: 用于表示uri包含正则表达式,并且区分大小写
3、~*: 用于表示uri包含正则表达式,并且不区分大小写
4、^~: 用于不含正则表达式的uri前,要求Nginx服务器找到标识uri和请求字
    符串匹配度最高的location后,立即使用此location处理请求,而不再使用location
    块中的正则uri和请求字符串做匹配
注意: 如果uri包含正则表达式,则必须要有~或者~*标识。

6. Nginx 配置实例-负载均衡

(1)实现效果

1、浏览器地址栏输入地址http://xxx.xxx.xxx.xxx/edu/a.jsp, 负载均衡效果,平均到8080和8081端口中,

(2)准备工作

1、准备两台tomcat服务器,一 台8080, 一台8081

2、 在两台tomcat里面webapps目录中,创建名称是edu文件夹,在edu文件夹中创建页面a.jsp,用于测试。

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(3)在nginx的配置文件中进行负载均衡的配置

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(4)效果

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6.1 负载分配策略

在linux下有Nginx、LVS、 Haproxy 等等服务可以提供负载均衡服务,而且Nginx提供了几种分配方式(策略):。

  • 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(例如8080这个服务器down了,会自动剔掉不再访问)

  • weight
    weight代表权重默认为1,权重越高被分配的客户端越多。

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。例如:

upstream server pool{
  server 127.0.0.1:80 weight=10; //这里的ip和端口是例子,根据实际情况自己填写
  server 127.0.0.1:80 weight=5;
}
  • 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,可以解诀session的问题。例如:

upstream server pool{
  ip_ hash;
  server 127.0.0.1:80;
  server 127.0.0.1:80;
}
  • 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
upstream server_pool 
  server 127.0.0.1:80;
  server 127.0.0.1:80;
    fair;
}

7. Nginx 配置实例-动静分离

(1)什么是动静分离(其实本质就是反向代理的一种用法)

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通过location指定不同的后缀名实现不同的请求转发。通过expires参数设置,可以使浏览器缓存过期时间,减少与服务器之前的请求和流量。具体Expires定义: 是给一个资源设定一个过期时间,也就是说无需去服务端验证,直接通过浏览器自身确认是否过期即可,所以不会产生额外的流量。此种方法非常适合不经常变动的资源。(如果经常更新的文件,不建议使用Expires来缓存),如果设置3d, 表示在这3天之内访问这个URL, 发送一个请求,比对服务器该文件最后更新时间没有变化,则不会从服务器抓取,返回状态码304,如果有修改,则直接从服务器重新下载,返回状态码200。。

(2)准备工作

1、在liunx系统中准备静态资源,用于进行访问

/data/image 图片文件夹

/data/www html文件夹

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(3)具体配置

1、在nginx配置文件中进行配置

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(4)实际测试

http://tomcat ip/www/index.jsp
http://tomcat ip/image/1.jpg

测试autoindex on的效果

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8. Nginx 配置实例-高可用集群

(1)什么是nginx高可用(也就是nginx宕机了还能进行正常的使用)

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1、需要两台nginx服务器。
2、 需要keepalived
3、 需要虚拟ip

(2)配置高可用的准备工作

1、需要两台服务器192.168.17.129 和192.168.17.131
2、 在两台服务器安装nginx.
3、在两合服务器安装keepalived.

(3)在两台服务器安装keepalived
使用yum命令进行安装

$ yum install keepalived
$ rpm -q -a keepalived    #查看是否已经安装上

默认安装路径: /etc/keepalived

安装之后,在etc里面生成目录keepalived, 有配置文件keepalived.conf

(4)完成高可用配置(主从配置)

1、修改keepalived的配置文件keepalived.conf为:

两台服务器的配置文件都需要配置,state MASTER # 备份服务器上将MASTER 改为BACKUP

global_defs { #全局定义
    notification_email {
      acassen@firewall.loc
      failover@firewall.loc
      sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
    smtp_ server 192.168.17.129 #192.168.17.131
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL    # LVS_DEVEL这字段在/etc/hosts文件中看;通过它访问到主机
}

vrrp_script chk_http_ port { #检测脚本(服务器目前是否还活着)和一些权重的参数
    script "/usr/local/src/nginx_check.sh" #指定脚本的位置
    interval 2   # (检测脚本执行的间隔)2s
    weight 2  #权重,如果这个脚本检测为真,服务器权重+2
    #weight -20 如果是-20的话代表如果脚本中的条件成立,把当前主机的权重-20。
}

vrrp_instance VI_1 { #虚拟ip的配置
    state MASTER   # 备份服务器上将MASTER 改为BACKUP
    interface ens33 # 网卡名称
    virtual_router_id 51 # 主、备机的virtual_router_id必须相同
    priority 100   #主、备机取不同的优先级,主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1    #每隔1s发送一次心跳(检测服务器是否还或者)
    authentication {    # 校验方式, 类型是密码,密码1111
        auth type PASS
        auth pass 1111
    }
    virtual_ipaddress { # 虛拟ip,可以绑定多个
        192.168.17.50 # VRRP H虛拟ip地址
    }
}

2、在路径/usr/local/src/ 下新建检测脚本 nginx_check.sh

#! /bin/bash
A=`ps -C nginx -no-header | wc - 1`
if [ $A -eq 0];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx #nginx启动脚本的位置
    sleep 2
    #如果nginx挂掉了,把keepalived也杀掉,防止nginx挂掉keepalived活着的情况
    if [`ps -C nginx --no-header| wc -1` -eq 0 ];then 
        killall keepalived
    fi
fi

3、把两台服务器上nginx和keepalived启动

$ systemctl start keepalived.service        #keepalived启动
$ ps -ef|grep keepalived        #查看keepalived是否启动

(5)最终测试

1、在浏览器地址栏输入虚拟ip地址192.168.17.50

2、 把主服务器(192.168.17.129) nginx和keepalived停止,再输入192.168.17.50

$ systemctl stop keepalived.service  #keepalived停止

9. Nginx原理解析

(1)master和worker

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(2)worker如何进行工作的

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(3)一个master和多个woker的好处
1、 可以使用nginx -s reload热部署。

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。

(4)设置多少个woker合适

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

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

(5)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_proceses/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.

第一个: 发送请求,占用了woker的几个连接数?
答案: 2或者4个。

第二个: nginx有一个master,有四个woker,每个woker支持最大的连接数1024,支持的最大并发数是多少?
答案: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

最后修改:2021 年 01 月 30 日 11 : 00 PM
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