Nginx系列讲解

Nginx系列

一信号与配置

一、Nginx与信号

Nginx支持平滑重启，相比于Apache，修改了配置文件后可以不需要先停止程序，再重新启动。

1、启动

nginx –c nginx.conf

其中，-c nginx.conf可以省略不写。如果省略，则默认加载安装目录下的conf子目录中的nginx.conf。

2、停止

停止的方式有很多种，kill时传入不同的信号来结束或者平滑重启。Nginx的进程号记录在Pid文件中，Pid文件的位置可以在conf/nginx.conf中找到。如下图：

当然，也可以根据

ps –ef | grep nginx

来查找Nginx的进程号。我们可以通过kill命令来结束Nginx。

从容停止Nginx：

kill –QUIT Nginx进程ID

或

kill – QUIT /usr/local/nginx/logs/nginx.pid

快速停止Nginx：

kill –TERM Nginx进程ID

或

kill – TERM /usr/local/nginx/logs/nginx.pid

或

kill –INT Nginx进程ID

或

kill – INT /usr/local/nginx/logs/nginx.pid

强制停止Nginx：

kill –9 Nginx进程ID

或

kill -9 /usr/local/nginx/logs/nginx.pid

或

pkill -9 nginx

3、重启

如果修改了Nginx的配置文件，想要重启Nginx。同样可以使用kill命令来传递信号。不过，在此之前，我强烈建议先检查并测试配置文件是否正确。

测试配置文件：

nginx –t –c conf/nginx.conf

若提示unknow directive *** in conf/nginx.conf:55. Configuration file conf/nginx.conf test failed，则证明在第55行的***是非法的，需要修改。

若提示the configuration file conf/nginx.conf syntax is ok. Configuration file conf/nginx.conf test is successful，则证明配置文件测试通过，可以重启Nginx了。

平滑重启Nginx：

kill –HUP Nginx进程ID

或

kill – HUP /usr/local/nginx/logs/nginx.pid

当Nginx收到HUP信号的时候，首先会尝试解析配置文件，如果成功，则应用新的配置文件并完成重启。

4、Nginx升级

Nginx可以平滑升级，在我们重新便利Nginx、添加或删除服务器模块等操作后，通过kill命令并传递USR2信号进行升级。在此之前，请备份旧的可执行文件。

1）、新的版本仍旧会安装在旧目录当中。

2）、旧Pid文件被重命名为.oldbin

3）、执行新版本的Nginx，启动主进程和子进程。

4）、此时新旧版本同时在运行，需要使用kill命令并发送WINCH信号给旧的进程ID，是它从容关闭。

5、Nginx的信号

1）、TERM、INT 快速关闭

2）、QUIT从容关闭

3）、HUP平滑重启，重新加载配置文件

4）、USR1 重新打开日志文件

5）、USR2 平滑升级可执行程序

6）、WINCH 从容关闭工作进程

二、基本配置

1、主配置文件

主配置文件默认位于Nginx安装目录下的conf/nginx.conf。下面我们将逐行解读Nginx 的主配置文件。

#使用的用户和用户组

user www www;

#子进程个数,一般等于CPU的总核心数,如4核CPU则为4

worker_processes 4 ;

#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。现在在linux 2.6内核下开启文件打开数为65535，worker_rlimit_nofile就相应应该填写65535。

worker_rlimit_nofile 65535;

#错误日志的路径,可选级别为debug\info\notice\warn\error\crit

#error_log logs/error.log;

#error_log logs/error.log notice;

error_log logs/error.log crit;

#pid文件的路径,该文件中记录了当前正在运行的Nginx的主进程ID

pid logs/nginx.pid;

#事件相关

events {

#使用的网络IO模型,Linux推荐epoll, FreeBSD推荐kqueue. Apache的select是非常低

效的

use epoll;

#允许的连接数

worker_connections 10240;

}

#http相关

http {

#文件扩展名与文件类型映射表

include mime.types;

#默认文件类型

default_type application/octet-stream;

#日志格式ip - 用户[时间] 请求状态发送的字节

log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_iso8601] "$request" '

'$status $body_bytes_sent ';

#接受请求的日志路径

access_log logs/$server_name.log main;

#客户端所发请求的最大值

client_max_body_size 128m;

#开启目录列表访问，合适下载服务器，默认关闭

autoindex off;

#开启高效文件传输模式，是否调用sendfile函数来输出文件，通常为on，如果用来下载等磁盘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。

sendfile on;

#防止网络阻塞

tcp_nopush on;

#长连接超时时间，单位是秒

keepalive_timeout 65;

#是否开启Gzip压缩

gzip on;

#引入其他的配置文件.我配置了多个虚拟主机,每个应用一个配置文件,所以这里需要引入多个配置文件

include vhost/vhost-*.conf;

#服务相关

server {

#监听80端口,

listen 80 default backlog=20480;

#域名,多个用空格隔开

server_name localhost;

location /nginx_status {

allow all;

stub_status on;

access_log off;

}

}

}

2、配置虚拟主机

利用虚拟主机技术，可以不用为每个应用单独的提供一组Nginx进程。在同一台服务器，同一组Nginx进程，可以运行多个网站。

我在Nginx的安装目录下的conf子目录下新建了一个目录为vhost（在这个目录下放置所有的虚拟主机配置文件），在vhost目录中新建了一个文件，名为vhost-blog.conf。在Nginx的主配置文件conf/nginx.conf中的http模块下添加了一行include vhost/vhost-*.conf; 那么在Nginx启动时加载conf/nginx.conf，同时也会加载conf/vhost/目录下的所有配置文件。

下面，我们来看看blog这个虚拟主机的配置文件vhost-blog.conf吧：

#server模块,每个server都是一个虚拟主机，建议一个配置文件只放一个server {

#监听80端口

listen 80;

#域名,多个用空格分割

server_name https://www.360docs.net/doc/405439652.html,;

#location模块

location / {

#代码根目录

root /var/www/blog;

#首页文件

index index.html index.php;

#REWRITE规则

if (!-e $request_filename) {

rewrite ^(.*)$ /index.php?s=$1 last;

break;

}

}

#解析PHP,使用FastCGI的方式.

location ~ .php

{

set $path_info "";

set $real_script_name $fastcgi_script_name;

if ($fastcgi_script_name ~ "^(.+?\.php)(/.+)$") {

set $real_script_name $1;

set $path_info $2;

}

fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$real_script_name;

fastcgi_param SCRIPT_NAME $real_script_name;

fastcgi_param PA TH_INFO $path_info;

root /var/www/blog;

fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;

fastcgi_index index.php;

#FastCGI的配置文件.默认和nginx同目录(conf/目录下)

include fastcgi.conf;

}

}

三、Nginx压缩输出

Gzip是Nginx压缩输出的模块。Gzip是Gun ZIP，使用压缩技术，经过Gzip的压缩可以使得页面只有原来30%甚至更小。减少传输带宽。在服务器，Nginx调用Gzip模块进行压缩，然后消耗网络资源，将压缩数据发送给客户端的浏览器。客户端的浏览器进行解

压，最终显示出来。

Nginx的Gzip配置在配置文件的http{}中。示例如下：

http{

#gzip模块设置

#开启gzip压缩输出

gzip on;

#最小压缩文件大小

gzip_min_length 1k;

#压缩缓冲区

gzip_buffers 4 16k;

#压缩版本（默认1.1，前端如果是squid2.5请使用1.0）

gzip_http_version 1.0;

#压缩等级

gzip_comp_level 2;

#压缩类型，默认就已经包含text/html，所以下面就不用再写

gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;

gzip_vary on;

}

四、Nginx缓存设置

设置Nginx缓存，可以让Nginx告诉浏览器，本次响应的内容请保存起来，下次直

接给用户看，别再来烦我了。

缓存的方式有效的节省了服务器请求次数、带宽消耗。

浏览器缓存可以通过expires指令输出Header头来实现。

语法：expires [time|epoch|max|off]

默认值：expires off

在配置文件中，可以卸载http{}、server{}、location{}中。

示例：

#图片缓存时间设置，缓存时间为30天

location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$

{

expires 30d;

}

#JS和CSS缓存时间设置，缓存时间为1小时

location ~ .*\.(js|css)?$

{

expires 1h;

}

二负载均衡与反向代理

一、负载均衡

1、什么是负载均衡

随着请求数的快速增长，单服务器已经无法承担大量用户的并发访问，这个时候，就需要建

立服务器集群，来让多台服务器协同工作，提高整体项目的吞吐量和QPS。假设一台设备资源占有率已经饱和，而另一台服务器缺只有零星几个请求处理，这显然是不合理的。我们期望多台服务器需要平均承担客户端发来的请求，使每台机器都充分利用。这时，我们就需要用到一种技术，叫做负载均衡。

负载均衡是多台服务器组合为一个集群，其中每台机器可以单独运行，服务器之间地位相同，通过负载均衡技术，将客户端发来的请求平均分配到每台服务器中，使得项目的负载能够均衡的分布，每台服务器的资源使用量也基本相同。直白的说，通过负载均衡技术，使得项目巨额访问量从单台服务器均匀的分摊到每台服务器上。这种思想，也是高性能网站结构的核心思想：分！

2、负载均衡之DNS轮询

我们对同一个域名添加多个A记录解析。DNS服务器会将请求随机分配到其中一条记录中。DNS轮询是否支持需要询问域名注册商。比如，我对博客https://www.360docs.net/doc/405439652.html,添加了一个二级域名https://www.360docs.net/doc/405439652.html,。在万网的操作后台，对这个域名添加了4条A记录解析，分别为10.10.10.1、10.10.10.2、10.10.10.3、10.10.10.4。如果有请求来访问https://www.360docs.net/doc/405439652.html,，域名会随机被解析到10.10.10.1 –10.10.10.4中的其中一台。这就是用DNS轮询的方式来做负载均衡。

优点：DNS轮询的成本非常低。

缺点：1）分配不均匀。首先本地浏览器缓存问题会使下次请求根本不会去查询域名解析的IP，其次最简单的随机分配算法，不能根据服务器的性能差异来为某台高配机器多分，低配机器少分。这使得低配机器已经高负荷运行了，而高配机器只有10%的资源消耗。2）不可靠。DNS轮询没有心跳检测，假设其中一台服务器宕机，域名供应商是不可知的。其次DNS 生效时间过长，而且各级都有缓存。

应用：在可靠性要求不高的服务器集群可以使用DNS轮询

3、负载均衡之四\七层负载均衡设备

在可靠性要求高的应用场景，硬件层面通常采用四\七层负载均衡设备。鼎鼎大名的就是F5负载均衡设备。

在网络中，有一个叫做开放系统互联模型，也就是OSI七层模型。一到四层和数据传输相关，五到七层是和应用程序数据相关，数据一层层的传输。从第一层到第七层名称依次为：物理层，数据链路层，网络层，传输层，会话层，表示层，应用层。其中，我们熟知的IP协议位于第三层网络层，TCP协议位于第四层传输层，HTTP/FTP等协议位于最高的一层第七层应用层。

常见的负载均衡交换机有F5 BIG-IP、Cisco CSS等，价格高昂。这些设备通常应用在第四层或者第七层。因此，被成为四\七层负载均衡设备。

4、负载均衡之软件层面

1）应用在第四层的负载均衡软件的代表是Linux Virtual Server，简称为LVS。LVS根据IP 和内容进行请求奋发。并且可以自动识别并屏蔽故障服务器，使得服务器集群更加高可用。

2）、应用在第七层的负载均衡软件的代表是基于HTTP反向代理的Nginx、HA Proxy等。Nginx的反向代理支持虚拟主机，可配置。能够按照轮询、IP、URL等方式进行负载均衡，和LVS一样，也支持故障检查。

二、反向代理

1、什么是反向代理

我们先来看看什么叫代理：客户端使用代理服务器，来访问一些在国家政策不允许访问的国外网站。基本流程是：客户端发送请求给代理服务器去，代理服务器去访问目标网站，然后代理服务器将目标网站返回的结果发送给客户端。

现在，我们来看看什么叫反向代理：网站内部使用代理服务器，来中转客户端发来的请求。基本流程是：客户端发送请求给目标网站，目标网站先经过反向代理服务器，然后将请求转发给内部网络的其他服务器来处理，最后将数据返回。

通俗的讲：代理，就是客户端使用的，对目标网站来说，代理服务器就是一个客户。而反向代理，就是目标网站使用的，对于用户来讲，反向代理服务器就是一个网站服务器。

定义：反向代理就是客户端发送请求给代理服务器，代理服务器再转发给内部的Web服务

器集群，然后将Web服务器集群返回的数据发送给客户端。在客户端看来，代理服务器的表现就是一个真正的Web服务器。

反向代理服务器并不能处理静态网页或CGI程序，也不保存任何数据。网站数据都是保存在内部网络的Web服务器中。因此，如果暴露在公网的反向代理服务器被攻击，也不会使网站数据遭到破坏，这就增强了Web服务器的安全性。

三、Nginx的负载均衡和反向代理

Nginx的反向代理通过设置Upstream指令。Upstream指令包含一组目标服务器IP、权重等信息。在Nginx的配置文件中server{}模块中的proxy_pass和fastcgi_pass指令来使用Upstream定义的一组服务器集群。

值得一提的是，在PHP中，我们可以通过超全局变量$_SERVER[“REMOTE_ADDR”]来获取客户端的IP地址。但是，在反向代理环境中，我们的PHP程序获取到的时候反向代理服务器IP，而非真实客户端的IP。这时，通过在配置文件中添加proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; 可以使代理服务器收到的客户端IP传递给后端Web服务器。

我们来看看如何配置Nginx的反向代理配置：

user www www;

worker_processes 4;

error_log /usr/local/nginx/logs/nginx_error.log crit;

pid /usr/local/nginx/logs/nginx.pid;

worker_rlimit_nofile 51200;

events

{

use epoll;

worker_connections 51200;

}

http

{

include mime.types;

default_type application/octet-stream;

charset UTF-8;

server_names_hash_bucket_size 128;

client_header_buffer_size 32k;

large_client_header_buffers 4 32k;

sendfile on;

tcp_nopush on;

keepalive_timeout 60;

tcp_nodelay on;

#允许客户端请求的最大字节

client_max_body_size 50m;

#缓冲区最大字节

client_body_buffer_size 256k;

#代理服务器链接后端服务器的超时时间

proxy_connect_timeout 30;

#代理服务器等待后端服务器响应的超时时间

proxy_read_timeout 60;

#后端服务器返回数据给代理服务器的最大传输时间

proxy_send_timeout 30;

#代理服务器缓冲区大小,客户端的头信息会保存在这里

proxy_buffer_size 64k;

#代理服务器有几个缓冲区,最大是多大

proxy_buffers 4 64k;

#代理服务器烦方式可以申请更大的缓冲区,Nginx官方推荐为*2即可

proxy_busy_buffers_size 128k;

#代理服务器临时文件大小

proxy_temp_file_write_size 256k;

#设置服务器集群池,每台服务器的权重等信息,www_server_pool是这一组服务器的名字,可以自行修改.后续将配置www_server_pool服务器集群用来访问https://www.360docs.net/doc/405439652.html,

upstream www_server_pool

{

server 192.168.1.100:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;

server 192.168.1.101:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=30s;

server 192.168.1.102:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;

}

#设置服务器集群池,每台服务器的权重等信息,lanewechat_server_pool是这一组服务器的名字,可以自行修改.后续将配置lanewechat_server_pool服务器集群用来访问https://www.360docs.net/doc/405439652.html,

upstream lanewechat_server_pool

{

server 192.168.1.110:80 weight=3 max_fails=2 fail_timeout=30s;

server 192.168.1.111:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;

server 192.168.1.112:80 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=30s;

}

#设置第一个虚拟主机,域名为博客主站https://www.360docs.net/doc/405439652.html,.使用www_server_pool这一组服务器集群.

server

{

listen 80;

server_name https://www.360docs.net/doc/405439652.html,;

access_log /usr/local/nginx/logs/https://www.360docs.net/doc/405439652.html,_access.log;

location /

{

#如果www_server_pool这个服务器集群中的某台服务器返回超时或者502等错误,则自动转发到集群中的其他服务器.

proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_500 http_502 http_503;

proxy_pass https://www.360docs.net/doc/405439652.html,;

proxy_max_temp_file_size 128m;

proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

proxy_set_header Host https://www.360docs.net/doc/405439652.html,;

}

}

#设置第二个虚拟主机,域名为LaneWeChat项目站https://www.360docs.net/doc/405439652.html,.使用lanewechat_server_pool这一组服务器集群.

server

{

listen 80;

server_name https://www.360docs.net/doc/405439652.html,;

access_log /usr/local/nginx/logs/https://www.360docs.net/doc/405439652.html,_access.log;

location /

{

#如果lanewechat_server_pool这个服务器集群中的某台服务器返回超时或者502等错误,则自动转发到集群中的其他服务器.

proxy_next_https://www.360docs.net/doc/405439652.html,alid_header http_500 http_502 http_503;

proxy_pass

proxy_max_temp_file_size 128m;

proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;

proxy_set_header Host https://www.360docs.net/doc/405439652.html,;

}

}

}

三Web缓存

一、Web缓存是什么

Web缓存，顾名思义，是一种缓存服务，当用户第一次访问一个URL的时候，Web缓存服务器会发送请求给后端服务器，获取数据，然后Web缓存服务器将数据保存起来，再将数据返回给客户端，由浏览器进行输出显示内容。当用户第二次访问同一个URL的时候，Web 缓存服务器就会直接将之前保存的内容返回给客户端。如此一来，减少了后端服务器和数据库服务器的负载，也降低了网络时延。Web缓存服务器，就是是位于服务端和客户端之间的中间层。其中最为出名的Web缓存服务器就是Squid。

Web缓存服务器应用广泛，DNS系统、网站服务等都或多或少的使用者Web缓存服务器。如今，Nginx也开始支持Web缓存服务。

二、Nginx的Web缓存服务

Nginx从0.7.48版本开始，也提供了Web缓存服务。我们先来介绍一下Nginx如果开启了Web缓存服务后的处理流程：

1）、用户访问一个URL；

2）、后端服务器接受请求，由Web Service软件Nginx开始处理。

3）、Nginx根据请求交由PHP/Python/Java等动态语言处理。

4）、Nginx获得动态语言的处理结果；

5）、Nginx对结果进行缓存；

6）、将结果返回给客户端，由客户端的浏览器输出显示内容。

了解了流程，我们再来看看第五步，Nginx是如何缓存的：

1）、Nginx将请求访问的URL进行MD5哈希后，将这个值作为key

2）、根据1）中得到的key，在缓存目录中生成缓存文件，并且将后端服务器的PHP 等动态语言处理结果保存在缓存文件中。

Nginx的Web缓存服务器主要由proxy_cache指令集和fastcgi指令集实现。其中proxy_cache指令集用来实现反向代理的同时，也对后端返回的内容进行缓存。而fastcgi指令集用来实现对FastCGI程序缓存。

三、设置Nginx的proxy_cache系列缓存

1、安装ngx_cache_purge模块

proxy_cache是ngxin的模块ngx_cache_purge。在使用之前，需要重新编译安装nginx，并将ngx_cache_purge模块一同编入。

1）、下载ngx_cache_purge：

wget https://www.360docs.net/doc/405439652.html,/files/ngx_cache_purge-2.3.tar.gz

tar –zxvf ngx_cache_purge-2.3.tar.gz

2）、下载nginx：

wget https://www.360docs.net/doc/405439652.html,/download/nginx-1.9.11.tar.gz

tar –zxvf nginx-1.9.11.tar.gz

cd nginx-1.9.11

./configure –add-module=../ngx_cache_purge-2.3

make