Nginx
1. 基本概念
概述
- Nginx 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
- 专为性能优化而开发，性能是其最最要的考量
反向代理
- 谈反向代理之前我们先来了解一下正向代理，比如现在我们要访问
www.google.com，谷歌大陆目前是不能直接访问的，那么我们就可以通过在浏览器配置代理服务器进行访问（如下图）
- 接下来我们介绍反向代理，客户端对代理无感知，客户端不需要任何配置，我们只需要将请求发送到反向代理服务器，然后由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，再返回给客户端。此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器。显然，反向代理对外暴露的是反向代理服务器，隐藏了真实服务器
- 比如下图中，我们想目标服务器发出请求时，由反向代理服务器选择 tomcat 服务器 8001 端口，获取数据后，再将数据返回给客户端
负载均衡
- 客户端发送多个请求到服务器，服务器与数据库交互处理请求，处理完毕后，再将结果返回给客户端
- 这种架构模式适用于早期系统单一简单，并发较少的情况。随着信息数量的不断增长，访问量和请求量的飞速增长，服务器性能就会达到瓶颈，此时我们应该如何解决？
- 首先想到的是提升服务器的配置，但是随着摩尔定律的日益失效，硬件的性能提升已经不能满足日益提升的性能需求。另外一个方法是我们可以增加服务器的数量，将请求分发到各个服务器上，这就是我们说的 负载均衡
- 如下图，将 15 个请求分发到三台服务器上，理想状态是每台服务器 3 个请求
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
2. Nginx 安装、命令和配置文件
Linux 中安装 Nginx
- 安装 PCRE
PCRE 作用是让 Nginx 支持 Rewrite 功能。
cd /usr/src/
wget http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.37/pcre-8.37.tar.gz
tar zxvf pcre-8.37.tar.gz
cd pcre-8.37/
./configure
make && make install
pcre-config --version
安装编译工具及库文件
yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool openssl openssl-devel
安装 Nginx
cd /usr/src/ wget http://nginx.org/download/nginx-1.12.2.tar.gz
tar zxvf nginx-1.12.2.tar.gz
cd nginx-1.12.2/
./configure
make && make install
/usr/local/nginx/sbin/nginx -v
- 安装成功后，在
usr多出来一个文件夹local/nginx，启动脚本为/nginx/sbin/nginx 测试
cd /usr/local/nginx/sbin ./nginx ps -ef | grep nginx
直接访问 IP 地址可以看到如下界面
防火墙相关操作
- 查看开放的端口号：
firewall-cmd --list-all- 设置开放的端口号：
firewall-cmd --add-service=http --permanent
eg：sudo firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent- 重启防火墙：
firewall-cmd --reload- 关闭防火墙：
systemctl stop firewalld- 永久关闭防火墙：
systemctl disable firewalld
Nginx 常用命令
使用 nginx 命令前要进入
nginx目录：cd /usr/local/nginx/sbin
- 查看 nginx 版本号：
./nginx -v
- 启动 nginx：
./nginx
- 关闭 nginx：
./nginx -s stop
- 重载 nginx：
./nginx -s reload
- 配置 systemctl
配置 systemctl 后的启动方式
- 状态：
ssytemctl status nginx- 启动：
systemctl start nginx- 关闭：
systemctl stop nginx- 重启：
systemctl restart nginx
配置方法
nginx.service
cd /usr/lib/systemd/system vim nginx.service将以下内容复制进去<font color="red">（注释的内容不要放进去！！！）</font>
[Unit] //对服务的说明 Description=nginx - high performance web server //描述服务 After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target //描述服务类型 [Service] //服务的一些具体运行参数的设置 Type=forking //后台运行的形式 PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid //PID文件的路径 ExecStartPre=/usr/local/nginx/sbin/nginx -t -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf //启动 准备 ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf //启动命令 ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload //重启命令 ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop //停止命令 ExecQuit=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s quit //快速停止 PrivateTmp=true //给服务分配临时空间 [Install] WantedBy=multi-user.target //服务用户的模式- 赋予权限：
chmod +x /usr/lib/systemd/system/nginx.service 启动服务
// 启动服务之前，需要先重载 systemctl 命令 systemctl daemon-reload systemctl start nginx.service报错直接
kill -9杀死重新拉起即可
Nginx 配置文件
Nginx 配置文件位置：
/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
配置文件由三部分组成
第一部分：全局块（从配置文件开始到 events 块之间的内容）
- 主要设置一些影响 Nginx 服务器整体运行的配置指令，主要包括配置运行 Nginx 服务器的用户(组)、允许生成的 worker process 数、进程 PID 存放路径、日志存放路径和类型以及配置文件的引入等
worker_processes 1：Nginx 服务器并发处理的值，worker_processes 值越大，可以支持的并发处理数量越多
第二部分：events 块
events { worker_connections 1024; }- events 块涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接，比如
worker_connections 1024;表示 Nginx 支持的最大连接数为 1024
- events 块涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接，比如
第三部分：http 块（http 块也可以包括 http 全局块、server 块）
- http 全局块：http 全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 类型、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等
server 块：这块和虚拟主机有密切联系，每个 http 块可以包括多个 server 块，每个 server 块就相当于一个虚拟主机，每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 location 块
- 全局 server 块：最常见的配置是本虚拟主机的监听配置和本虚拟主机的名称或 IP 配置
- location 块：主要作用的是基于 Nginx 服务器接收到的请求字符串（eg：server_name/uri-string），对虚拟主机名称（也可以是 IP 别名）之外的字符串（eg：/uri-string）进行匹配，对特定的请求进行处理。地址定向、数据缓存和应答控制等功能，还有许多第三方模块的配置也在这里进行
3. Nginx 配置实例
<0> 准备工作
安装 tomcat，使用默认端口号 8080
cd /usr/src wget https://mirrors.cnnic.cn/apache/tomcat/tomcat-8/v8.5.73/bin/apache-tomcat-8.5.73.tar.gz tar zxvf apache-tomcat-8.5.73.tar.gz
- 安装 jdk：可参考此教程 Linux 安装和配置 JDK13
启动 tomcat
cd /usr/src/apache-tomcat-8.5.73/bin/ ./startup.sh
- 访问 tomcat（服务器要开放 8080 端口）
<1> 反向代理 • 实例一
- 实现效果：打开浏览器，在浏览器地址输入地址
www.123.com，跳转到 Linux 系统 tomcat 主页面中 - 过程分析：Windows 浏览器不能直接访问tomcat，要通过 nginx 反向代理到 tomcat
具体配置
- 在 Windows 系统的 host 文件进行域名和 ip 对应关系的配置
C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts
在 nginx 进行请求转发的配置（反向代理）
cd /usr/local/nginx/conf/ vim nginx.conf
测试
//启动 nginx cd /usr/local/nginx/sbin ./nginx
- 在 Windows 系统的 host 文件进行域名和 ip 对应关系的配置
<2> 反向代理 • 实例二
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
http://118.195.179.192:9001/edu/直接跳转到127.0.0.1:8080 - 访问
http://118.195.179.192/vod/直接跳转到127.0.0.1:8081
- 访问
准备工作
- 准备两个 tomcat 服务器，一个 8080 端口，一个 8081 端口
cd /usr/src mkdir tomcat8008 mkdir tomcat8081 cp apache-tomcat-8.5.73.tar.gz tomcat8080 cp apache-tomcat-8.5.73.tar.gz tomcat8081 ps -ef | grep tomcat kill -9 端口号 cd tomcat8080 tar zxvf apache-tomcat-8.5.73.tar.gz cd .. cd tomcat8081 tar zxvf apache-tomcat-8.5.73.tar.gz cd .. cd tomcat8080 cd apache-tomcat-8.5.73/ cd bin/ ./startup.sh cd .. cd .. cd .. cd tomcat8081 cd apache-tomcat-8.5.73/ cd conf vim server.xml
shutdown 端口随便改一下，我这里改成 8015
8080 端口改成 8081
启动 tomcat8081
./startup.sh可以看到我们启动了两个 tomcat，一个是 8080，一个是 8081
我们可以访问看一下
创建文件夹和测试页面
- 在
/usr/src/tomcat8080/apache-tomcat-8.5.73/webapps下创建 edu 文件夹，并在文件夹下创建 a.html 文件，内容为<h1>8080!!!</h1>
- 同样的，在
/usr/src/tomcat8081/apache-tomcat-8.5.73/webapps下创建 vod 文件夹，并在文件夹下创建 a.html 文件，内容为<h1>8081!!!</h1>
- 在
具体配置
找到 nginx 配置文件进行反向代理配置
cd /usr/local/nginx/conf vim nginx.conf
添加一个 server
server { listen 9001; server_name 118.195.179.192; location ~ /edu/ { proxy_pass http://127.0.0.1:8080; } location ~ /vod/ { proxy_pass http://127.0.0.1:8081; } }
开放端口号 9001、8080、8081
重新加载 nginxcd /usr/local/nginx/sbin ./nginx --s stop ./nginx- 最终测试
location 指令说明
该指令用于匹配 URL ，语法如下：
location [ = | ~ | ~* | ^~] uri { }=：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~：用于表示 url 包含正则表达式，并且区分大小写~*：用于表示 uri 包含正则表达式，并且不区分大小写^~：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
<3> 负载均衡
- 实现效果：通过浏览器地址栏输入地址
http://118.195.179.192/edu/a.html，负载均衡效果，平均 8080 和 8081 端口 准备工作
- 准备两台 tomcat 服务器，一台 8080，一台 8081（上一个实例已经准备过）
- 在两台 tomcat 的 webapps 目录下，创建名称为 edu 文件夹，在 edu 文件夹创建 a.html 页面，用于测试
在 nginx 的配置文件中进行负载均衡的配置
cd /usr/local/nginx/conf vim nginx.conf
- 测试
负载均衡分配策略
- 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
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
upstream myserver { server 118.195.179.192:8080 weight=5; server 118.195.179.192:8081 weight=10; }
ip_hash ：每个请求按访问 ip 的 hash 结果分配，这样每个访问固定访问一个后端服务器，可以解决 session 问题，eg
upstream myserver { ip_hash; server 118.195.179.192:8080; server 118.195.179.192:8081; }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 myserver { server 118.195.179.192:8080; server 118.195.179.192:8081; fair; }
<4> 动静分离
动静分离从目前实现角度来讲大致分为两种
- 一种是纯粹把静态文件独立成到单独的域名，放在独立的服务器上
- 另一种方法就是动态跟静态文件混合在一起发布，通过 nginx 来分开
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期间，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）。比如：设置 3d，表示在 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
准备工作
在 Linux 系统中准备静态资源，用于进行访问
cd / mkdir static cd static mkdir www mkdir image
www 文件夹中创建文件 a.html ，内容为 <h1>test html</h1>
image 文件夹中随便放一张图片，我这里放的是 01.jpg
- 实现效果：浏览器访问 www 下
a.html和 image 下01.jpg（不是通过 tomcat，而是通过 nginx 静态资源配置访问） 具体配置
cd /usr/local/nginx/conf vim nginx.conf
启动/重启 nginx
cd /usr/local/nginx/sbin
./nginx测试
- 浏览器输入地址
http://118.195.179.192/image/01.jpg
- 浏览器输入地址
http://118.195.179.192/www/a.html
- 浏览器输入地址
<5> 高可用集群
什么是高可用？
- 有一台主服务器和一台备份服务器，一般请求时都是根据主服务器发送请求，当主服务器的 Nginx 挂掉时，会自动切换到备份服务器，通过备份服务器进行访问，此时备份服务器作为主服务器的位置来处理请求，这就是高可用
- 有一台主服务器和一台备份服务器，一般请求时都是根据主服务器发送请求，当主服务器的 Nginx 挂掉时，会自动切换到备份服务器，通过备份服务器进行访问，此时备份服务器作为主服务器的位置来处理请求，这就是高可用
准备工作
- 需要两台 Nginx 服务器
- 在两台服务器安装 nginx （前面有教程）
- 在两台服务器安装 keepalived
yum install keepalived -y
安装目录为：
/etc/keepalived
查看是否被安装：rpm -q -a keepalived
完成高可用配置（主备配置）
cd /etc/keepalived vim keepalived.conf
主服务器
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.200.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script chk_http_port {
script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
interval 2 # 检测脚本执行的间隔
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state MASTER # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP
interface eth0 # 网卡
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，备机值较小
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.200.16 # VRRP H 虚拟地址
}
}备份服务器
global_defs {
notification_email {
acassen@firewall.loc
failover@firewall.loc
sysadmin@firewall.loc
}
notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
smtp_server 192.168.200.1
smtp_connect_timeout 30
router_id LVS_DEVEL
}
vrrp_script chk_http_port {
script "/usr/local/src/nginx_check.sh"
interval 2 # 检测脚本执行的间隔
weight 2
}
vrrp_instance VI_1 {
state BACKUP # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP
interface eth0 # 网卡
virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
priority 90 # 主、备机取不同的优先级，主机值较大，备机值较小
advert_int 1
authentication {
auth_type PASS
auth_pass 1111
}
virtual_ipaddress {
192.168.200.16 # VRRP H 虚拟地址
}
}在主服务器和备份服务器 /usr/local/src 下编写文件 nginx_check.sh
#!/bin/bash
A=`ps -C nginx -no-header |wc -1`
if [ $A -eq 0 ];then
/usr/local/nginx/sbin/nginx # Nginx 启动脚本位置
sleep 2
if [ `ps -C nginx --no-header |wc -1` -eq 0 ];then
killall keepalived
fi
fi启动两台服务器的 nginx 和 keepalived
cd /usr/local/nginx/sbin
./nginx
systemctl start keepalived- 测试：两台服务器要在同一局域网，我这里只是为了演示流程
keepalived 配置文件详解
global_defs：全局配置（主要是router_id 服务器名字在/etc/host添加主机名称）vrrp_script：脚本配置script "xxx.sh"interval 2：检测脚本执行的间隔（2s）weight -20：权重（当脚本中的条件成立，当前主机的权重降低20）
vrrp_instance：虚拟 IP 配置state BACKUP：表示服务器是主服务器（MASTER）还是备份服务器（BACKUP）interface eth0：绑定的网卡（通过ifconfig查看）virtual_router_id 51：主备机的id值，相当于唯一标识priority 90：优先级，值越大，优先级越高（一般主服务器设置为 100，从服务器小于 100，比如 90）advert_int 1：每隔多长时间发送一个心跳，检测服务器是否或者，默认每隔 1 s 发送一个心跳authentication {auth_type PASS auth_pass 1111}：权限校验方式（密码：1111）vritual_ipaddress：绑定虚拟 IP（可以绑定多个）
4. Nginx 原理
- nginx 启动后有两个进程：master 和 worker
- master 就相当于一个领导，不做具体工作，分配任务给 worker，worker 做具体的任务
worker 如何进行工作？
- 当 client（客户端）发送一个请求到 nginx，首先到 master，master 得到请求后，将请求分担给 worker，一个 master 下面有很多个 worker，worker 获取任务不是平均分配，也不是轮询，而是
争抢的机制
- 当 client（客户端）发送一个请求到 nginx，首先到 master，master 得到请求后，将请求分担给 worker，一个 master 下面有很多个 worker，worker 获取任务不是平均分配，也不是轮询，而是
client 发送请求 -> master ->worker（争抢机制） -> 具体操作
一个 master 和多个 worker 有什么好处？
- 可以使用
nginx -s reload热部署，利于 nginx 进行热部署操作 - 每个 worker 都是独立的进程，不需要加锁，一个进程退出后，其他进程可正常工作，降低风险
- 可以使用
设置多少个 worker 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，每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞方式来处理请求。每个 worker 的线程可以把一个 CPU 的性能发挥到极致。因此，
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
- 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，每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞方式来处理请求。每个 worker 的线程可以把一个 CPU 的性能发挥到极致。因此，
连接数 worker_connection（每个 worker 进程所能建立连接的最大值）
- 发送一个请求，占用了 worker 的几个连接数？答案：2（client 访问静态资源，worker 收到请求后返回） 或者 4 个（worker 本身不支持 Java，worker 要把请求转发给 tomcat，tomcat 再返回）
nginx 有一个 master，有 4 个 worker，每个 worker 支持的最大连接数为 1024， 支持的最大的并发数为多少？
worker 最大支持的连接数 4*1024 worker 支持的最大并发 4*1024/2=2048 或 4*1024/4=1024
普通的静态访问最大并发数是：worker_connections * worker_processes / 2
作为反向代理来说，最大的并发数量是：worker_connections * worker_processes / 4
【注】worker_connections：每个 worker 支持的最大连接数（即上面所说的 1024）
worker_processes：worker 的数量
4 条评论
test
test
test