【Tools】Nginx 入门到实践

[SilenceHVK]

Nginx 是一个开源且高性能、可靠的 HTTP 中间件、代理服务。

Nginx 特性

• I/O 多路复用 epoll

  多个描述符的 I/O 操作都能在一个线程内并发交替地顺序完成，就叫做“ I/O 多路复用”。这里的“复用”是指同一个线程。

I/O 多路复用使用的方式：

select 模型

1. 能够监视文件描述的数量存在最大限制；
2. select 模型采用线性遍历方式，使得扫描效率低下；

epoll 模型

1. 最大连接无限制；
2. 当每个 FD 就绪，采用系统的回调函数之间将 FD 放入，效率更高；

• 轻量级

  • 功能模块少；
  • 代码模块化；

• CPU 亲和(affinity)

CPU 亲和是一种把 CPU 核心和 Nginx 工作进程绑定，把每个 worker 进程固定在一个 cpu 上执行，减少切换 cpu 的 cache miss，获得更好的性能。

• sendfile

Nginx 在传递静态文件时，直接通过内核空间传递给 Socket ，响应给用户。

Nginx 快速安装

• nginx 发行版本

  • Mainline version 开发版；
  • Stable version 稳定版；
  • Legacy version 历史版；

• RHEL/CentOS 通过 yum 安装

  1. 初始化系统

     ## 关闭防火墙
     sudo systemctl stop firewalld
     sudo systemctl disable firewalld
     sudo iptables -F && sudo iptables -X && sudo iptables -F -t nat && sudo iptables -X -t nat
     sudo sudo iptables -P FORWARD ACCEPT
     
     ## 关闭 SELinux
     sudo setenforce 0
     sudo sed -i 's/^SELINUX=.*/SELINUX=disabled/' /etc/selinux/config
     

  2. sudo yum install yum-utils；
  3. 创建文件 /etc/yum.repos.d/nginx.repo 并输入以下内容：

  [nginx-stable]
  name=nginx stable repo
  baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
  gpgcheck=1
  enabled=1
  gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
  
  [nginx-mainline]
  name=nginx mainline repo
  baseurl=http://nginx.org/packages/mainline/centos/$releasever/$basearch/
  gpgcheck=1
  enabled=0
  gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
  

  默认情况下，yum 使用的是 nginx 稳定版库，如果要使用开发版库，可以执行命令 sudo yum-config-manager --enable nginx-mainline；

  4. sudo yum install nginx；
  5. rpm -ql nginx 查看nginx 安装目录；
  

Nginx 基础配置

  nginx 默认配置路径 /etc/nginx/nginx/conf.

• 基础模块配置

user		        设置 nginx 服务的系统使用用户
worker_processes    工作进程数
error_log           nginx 的错误日志
pid                 nginx 服务启动时候的pid

• 事件模块

events {
    worker_connections   每个进程允许最大连接数
    use                  工作进程数
}

• http 协议模块配置

http {
  ## 每个 server 为每个独立的站点
  server {
     	listen    80;  ## 端口号
		server_name	localhost; ## 域名  

		## 配置默认访问的路径配置
		location / {
			root  	页面根目录路径
			index   首页路径
		}  

		## 错误页面配置
    	error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    	location = /50x.html {
        	root   /usr/share/nginx/html;
    	}
  }
  server{
  }
}

Nginx 的日志

• error.log

主要用于记录 nginx 每次 HTTP 请求的状态与自身服务运行的状态。

• access.log

主要用于记录 nginx 每次 HTTP 请求的响应状态。

error.log 与 access.log 主要依赖于 log_format 的配置，log_format 只能配置在 http 模块下。。

• log_format

普通格式配置

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

json 格式配置

log_format logJson '{
                         "@timestamp": "$time_local", '
                         '"@fields": { '
                         '"remote_addr": "$remote_addr", '
                         '"remote_user": "$remote_user", '
                         '"body_bytes_sent": "$body_bytes_sent", '
                         '"request_time": "$request_time", '
                         '"status": "$status", '
                         '"request": "$request", '
                         '"request_method": "$request_method", '
                         '"http_referrer": "$http_referer", '
                         '"body_bytes_sent":"$body_bytes_sent", '
                         '"http_x_forwarded_for": "$http_x_forwarded_for", '
                         '"http_user_agent": "$http_user_agent" }
                    }';

字段	说明
$remote_addr	客户端地址
$remote_user	客户端用户名称
$time_local	访问的时间和时区
$request	请求的 URI 和 HTTP 协议
$http_host	请求地址，即浏览器中输入的地址或域名
$status	HTTP 请求状态
$upstream_status	upstream 状态
$body_bytes_sent	发送给客户端文件内容大小
$http_referer	url 跳转来源
$http_user_agent	用户终端浏览器等信息
$ssl_protocol	SSL 协议版本
$ssl_cipher	交换数据中的算法
$upstream_addr	后台 upstream 地址，即真正提供服务主机地址
$request_time	整个请求的总时间
$upstream_response_time	请求过程中 upstream 的响应时间

指定日志格式

error_log  /var/log/nginx/error.log logJson buffer=32k;
access_log  /var/log/nginx/access.log  main buffer=32k;

Nginx 中间件架构

• http_stub_status_module

用于监控 nginx 的运行状态，配置语法：

location /status {
    stub_status;
}

相关数据：

Active connections: 对后端发起的活动连接数
Server accepts handled requests:
Nginx 处理的连接个数 创建的握手次数 处理请求的个数

Reading: Nginx 读取到客户端的 Header 信息数
Writing: Nginx 返回客户端的 Header 信息数
Waiting: 开启 keep-alive 的情况下，这个值等于 active - (reading + writing)， 意思就是 Nginx 已经处理完成，正在等待下一次请求指令的驻留连接

• http_random_index_module

在目录中选择一个随机主页，但是不能选择隐藏文件，配置语法

location / {
    root 页面路径
    random_index on;
}

• http_sub_module

对 HTTP 内容替换

locatoin / {
    sub_filter 要替换的内容  要替换后的内容;
    
    # 用于设置网页内替换后是否有更新，主要用于缓存的场景
    sub_filter_last_modified on; 
    
    # 字符串替换一次还是多次，默认替换一次，将其关闭为替换所有
    sub_filter_once no;
}

• Nginx 的请求限制

  • 连接频率限制 limit_conn_module
  • 请求频率限制 limit_req_module