企业级Nginx服务基础到架构优化详解--25条

1、隐藏nginx header版本号

2、更改源码隐藏软件名称

3、更改nginx默认用户及用户组

4、配置nginx worker进程个数

5、根据CPU核数进行nginx进程优化

6、nginx事件处理模型优化

7、调整Nginx worker单个进程允许的客户端最大连接数

8、配置Nginx worker进程最大打开文件数

9、开启高效的文件传输模式

10、设置连接超时时间

11、上传文件大小设置（动态应用）

12、fastcgi调优（配合PHP引擎动态服务）

13、配置nginx gzip压缩功能

14、配置Nginx expires缓存功能

15、Nginx日志相关优化与安全

16、Nginx站点目录及文件URL访问控制（防止恶意解析）

17、防止恶意解析访问企业网站

18、Nginx图片及目录防盗链

19、Nginx错误页面的优雅显示

20、Nginx防爬虫优化

21 、限制HTTP请求方法

22、防DOS***

23、使用CDN为网站内容加速

24、Nginx程序架构优化

25、使用普通用户启动Nginx(监牢模式)

1、隐藏nginx header版本号

查看版本号

[root@db02 ~]# curl -I http://www.lichengbing.cn
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.6.3
Date: Tue, 16 Aug 2016 14:39:48 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Connection: keep-alive
X-Powered-By: PHP/5.5.32
Link: ; rel="https://api.w.org/"

编译nginx.conf配置文件，添加server_tokens off参数

http {
...
server_tokens off; #控制http response header内的服务版本信息的显示，以及错误信息中web服务版本信息
...
}
[root@db02 ~]# curl -I http://www.lichengbing.cn
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx #版本隐藏

2、更改源码隐藏软件名称

修改3个nginx源码文件

第一个nginx-1.6.3/src/core/nginx.h文件

[root@lichengbing nginx-1.6.3]# cd ~/tools/nginx-1.6.3
[root@lichengbing nginx-1.6.3]# sed -n '13,17p' src/core/nginx.h
#define NGINX_VERSION      "1.6.3" #改成你想要的版本号，如2.2.5
#define NGINX_VER          "Nginx/" NGINX_VERSION #你想改成的软件名称，如Apache
#define NGINX_VAR          "NGINX" #可以改成OWS等
#define NGX_OLDPID_EXT     ".oldbin"

第二个

[root@lichengbing nginx-1.6.3]# sed -i 's#Server: nginx#Server: OWS#g' src/http/ngx_http_header_filter_module.c

第三个ngx_http_special_response.c是否对外展示敏感信息

[root@lichengbing nginx-1.6.3]# sed -n '21,30p' src/http/ngx_http_special_response.c
static u_char ngx_http_error_full_tail[] =
"
" NGINX_VER "" CRLF
"" CRLF
"" CRLF
;
static u_char ngx_http_error_tail[] =
"
nginx" CRLF
"" CRLF

修改为如下

[root@lichengbing nginx-1.6.3]# sed -n '21,30p' src/http/ngx_http_special_response.c
static u_char ngx_http_error_full_tail[] =
"
" NGINX_VER " (http://www.lichengbing.cn)" CRLF
"" CRLF
"" CRLF
;
static u_char ngx_http_error_tail[] =
"
OWS" CRLF
"" CRLF

重新编译安装nginx，重启服务

3、更改nginx默认用户及用户组

[root@lichengbing ~]# grep '#user' /application/nginx/conf/nginx.conf.default
#user  nobody; #系统默认的用户为nobody
[root@lichengbing ~]# useradd www -s /sbin/nologin -M #建立用户www
user  www www; #nginx.conf 中配置用户
也可以在编译时加入用户和用户组，如
--user=www --group=www --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --prefix=/application/nginx-1.6.3/
[root@lichengbing ~]# ps -ef|grep nginx|grep -v grep
root      1386     1  0 Jul21 ?        00:00:00 nginx: master process /application/nginx/sbin/nginx
www      24732  1386  0 23:19 ?        00:00:00 nginx: worker process
#此时worker process进程就是使用的www用户权限，当然也可以使master降权运行

4、配置nginx worker进程个数

worker_processes  8; #最好为服务器CPU的逻辑核心数
[root@netmonitor ~]# grep "physical id" /proc/cpuinfo|sort|uniq|wc -l #物理核数
2
[root@netmonitor ~]# grep "cpu cores" /proc/cpuinfo|uniq #单核心数
cpu cores         : 4
[root@netmonitor ~]# grep "processor" /proc/cpuinfo|wc -l #逻辑核心数
8

5、根据cpu核数进行nginx进程优化

亲和力参数（Nginx服务可能会发生只在同一颗CPU上起作用的情况）

worker_processes  8；
worker_cpu_affinity 001 0010 0100 1000; #数字代表1、2、3、4的掩码，平均分摊进程压力
worker_cpu_affinity 00000001 00000010...#8核心写法

防止进程只在一个核心上运行也可以使用 taskset 命令

taskset -c 1,2,3 /application/nginx/sbin/nginx start

6、nginx事件处理模型优化

nginx的连接处理机制在不同的操作系统中会采用不同的I/O模型：Linux上使用epoll、BSD上面用kqueue、Solaris中使用/dev/poll、windows中使用icop.

events {
use epoll; #nginx官方建议，可以不指定事件处理模型，Nginx会自动选择最佳的事件处理模型
}

7、调整Nginx worker单个进程允许的客户端最大连接数

worker_processes  8;
events {
worker_connections  1024;
}
#最大连接数Max_client = worker_processes * worker_connections
#进程的最大连接数收Linux系统进程的最大打开文件数限制，在执行操作系统命令“ulimit -HSn 65535”后，才能生效
#连接数并不是越大越好，要在系统性能能接受的范围内

8、配置Nginx worker进程最大打开文件数

events {
worker_rlimit_nofile 65535; #该值可设置为系统优化后的ulimit -HSn的结果
}

9、开启高效的文件传输模式

http {
sendfile        on; #开启文件的高效传输模式
}
#同时将tcp_nopush和tcp_nodelay两个指令设置为on，减少网络传输包数量、防止网络及磁盘的I/O阻

塞，提升Nginx效率

10、设置连接超时时间

http {
keepalive_timeout  65; #设置客户端连接保持会话的超时时间
tcp_nodelay on; #激活tcp_nodelay，提高I/O性能，在包含keepalive参数时才有效
client_header_timeout 15; #读取客户端请求头数据超时时间，超时则返回“Request time out（408）”
clietn_body_timeout 15; #读取客户端请求主体超时时间
send_timeout 15; #指定客户端响应时间
}
#将无用的连接尽快设置为超时，可以保护服务器的系统资源（CPU、内存、磁盘）

11、上传文件大小设置（动态应用）

http {
client_max_body_size 10m; #具体数字要根据业务需求决定
}

12、fastcgi调优（配合PHP引擎动态服务）

fastcgi作为静态服务和动态服务之间的传接口，也有cache和buffer缓存和缓冲区

http {
fastcgi_connect_timeout 240; #连接到后端fastcgi的超时时间
fastcgi_send_timeout 240; #已经和fastcgi建立连接后多久不传送数据，就会被断开
fastcgi_read_timeout 240; #接收fastcgi应答的超时时间
fastcgi_buffer_size 64k; #指定读取fastcgi应答第一部分需要多大的缓冲区，可以设置为gastcgi_buffers选项指定的缓冲区大小
fastcgi_busy_buffers_size 128k; #繁忙时的buffer，可以是fastcgi_buffer的两倍
fastcgi_temp_path /data/ngx_fcgi_tmp; 在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据库，默认是fastcgi_buffer的两倍，如果太小，可能会报502 Bad GateWay
fastcgi_cache_path /data/ngx_fcgi_cache levels=2:2 keys_zone=ngx_fcgi_cache:512m inactive=1d max_s
ize=40g; #指定相关参数配比
}

在server标签中配合设置相关参数

server {
location ~ .*\.(php|php5)?$ {
root html/www;
fastcgi_pass        127.0.0.1:9000;
fastcgi_index       index.php;
include fastcgi.conf;
fastcgi_cache ngx_fcgi_cache;#表示开启缓存并为其指定一个名称，开启缓存非常有用，可以有效降低cpu的负载，并且防止502的发生，但是也可能会带来其他问题
fastcgi_cache_valid 200 302 1h; #将对应的应答码缓存时间
fastcgi_cache_valid 301 1d; #将301缓存1天
fastcgi_cache_valid any 1m; #将其他应答缓存1分钟
fastcgi_cache_min_uses 1; #请求数量
fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500; #错误判断
}
}

13、配置nginx gzip压缩功能

###（重要！！！）几k字节的压缩比在大数据量的冲击下也可以节省不少的流量，网站内容传输速度更快，为用户带来更好的浏览体验

Nginx gzip压缩模块提供了压缩文件内容的功能，用户请求的内容在发送到用户客户端之前，Nginx服务器会根据一些具体的策略实施压缩，到客户端后由浏览器解压

Nginx 依赖ngx_http_gzip_module模块

Apache 使用mod_deflate压缩功能

http {
gzip on; #开启压缩功能
gzip_min_length 1k; #允许压缩的最小页面字节数，从header头的Content-Length中获取，不管页面多大都进行压缩，建议设置成大于1K,如果小于1K可能会越压缩越大
gzip_http_version 1.1; #压缩版本，默认为1.1，目前大部分浏览器都支持压缩
gzip_buffers  4 32k; #压缩缓冲大小，允许申请4个单位为32K的内存作为流缓存
gzip_comp_level 9; #压缩比例，1最小，9最大，传输速度最快，但是比较消耗资源
gzip_types text/css text/xml application/javascript; #指定压缩的内容类型
gzip_vary on; #vary header支持，让前端的缓存服务器继续缓存传输该压缩页面，而不提前解压
}

14、配置Nginx expires缓存功能

（重要！！！）

在网站的开发和运营过程中，视频、图片、CSS、JS等网站元素的更改机会较少，我们可以将这些更改频率较少的内容缓存在用户本地，用户在第二次访问网站时就不用继续去服务器下载了，节省流量，加快访问速度

server {
location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$ #指定缓存文件的类型
{
expires      3650d; #指定缓存时间
}
location ~ .*\.(js|css)?$
{
expires      3d;
}
}

expires缓存的缺点就是在网站更新相关数据后，用户如果不清理缓存看到的就会一直是过期的数据，为了解决这个问题，可以1、缩短缓存时间，比如百度的首页图片缓存时间为一天；2、服务后台更改图片名称，这样就相当于是一个新的页面内容，用户会重新下载 3、相关的CSS、JS推送到CDN

15、Nginx日志相关优化与安全

1）每天进行日志切割，备份

#!/bin/sh

cd /application/nginx/logs/
mv www_access.log www.access_$(date +%F -d -1day).log
mv blog_access.log blog.access_$(date +%F -d -1day).log
/application/nginx/sbin/nginx -s reload
cat >>/var/spool/cron/root</dev/null 2>&1
EOF

2)不记录不需要的访问日志

对于健康检查或者某些图片、JS、CSS日志，一般不需要记录日志，因为在统计PV时是按照页面计算的，而且写入频繁会消耗IO，降低服务器性能

location ~ .*\.(js|jpg|JPG|jpeg|JPEG|css|bmp|gif|GIF)$ {
access_log off;
}

3）访问日志的权限设置

chown -R root.root /application/nginx/logs
chmod -R 700 /application/logs

16、Nginx站点目录及文件URL访问控制（防止恶意解析）

1）根据扩展名限制程序或者文件被访问

资源文件夹如用户上传的头像，防止恶意上传脚本病毒文件被解析执行

server {
location ~ ^/p_w_picpaths/.*\.(php|php5|sh|pl|py)$ { #指定目录限制访问
deny all;
}
location ~ ^/static/.*\.(php|php5|sh|pl|py)$ {
deny all;
}
location ~ ^/data/.*\.(php|php5|sh|pl|py)$ {
deny all;
}
location ~ .*\.(php|php5)?$ { #必须配置在解析之前
root html/www;
fastcgi_pass        127.0.0.1:9000;
fastcgi_index       index.php;
include fastcgi.conf;
}
}

2）禁止访问目录并返回指定HTTP代码

server {
location /admin/ { return 404； }
}

3）限制网站来源IP

server {
location ~ ^/admin/ {
allow 202.111.12.211;
#allow 192.168.1.0/24; #也可以限制IP段
deny all;
}
}

企业问题案列：Nginx做方向代理的时候可以限制客户端IP吗？

方法一：用if来控制

if （ $remotea_addr = 10.0.0.110 ） {
return 403;
}
if （ $remotea_addr = 10.0.0.111 ） {
set $allow_access_root 'true';
}

方法二：利用deny和allow

location / {
root html/blog;
index index.php index.html index.html;
deny 10.0.0.7;
allow all;
}

17、防止恶意解析访问企业网站

方法一

server {
listen 80 default_server;
server_name _;
return 501;
}

方法二

server {
listen 80 default_server;
server_name _;
rewrite ^(.*) http://www.lichengbing.cn$1 permanent;
}

方法三

server {
if ($host !~ ^www/.lichengbing/.com$) {
rewrite ^(.*) http://www.lichengbing.cn$1 permanent;
}

18、Nginx图片及目录防盗链

网站图片被盗链最直接的影响就是网络带宽占用加大了，宽带费用变高了，网络流量忽高忽低，Zabbix频繁告警

由于购买了CDN加速，流量高了好几个G，瞬间损失好几万...

利用referer防盗链

location ~.* \.(jpg|gif|png|swf|flv|wma|wmv|asf|mp3|mmf|zip|rar)$ {
valid_referers none blocked *.lichengbing.cn lichengbing.cn;
if ($invalid_referer) {
rewrite ^/ http://www.lichengbing.cn/img/nolink.jpg
}
}
#或者也可以使用NginxHttpAccessKeyModule实现防盗链

19、Nginx错误页面的优雅显示

server {
error_page 403   /403.html; #当出现403错误时，会跳转到403.html页面
}

20、Nginx防爬虫优化

robots.txt机器人协议

网络爬虫排除标准，告诉搜索引擎哪些目录可以抓取，哪些禁止抓取

禁止下载协议代理

if ($http_user_agent ~* LWP::Simple|BBBike|wget) {
return 403;
}

防止N多爬虫代理访问网站

if ($http_user_agent ~*
“qihoobot|Baiduspider|Googlebot|Googlebot-Mobile|Googlebot-Image|Mediapartners-Google|Adsbot-Google|Yahoo! Slurp China|YoudaoBot|Sosospider|Sogou spider|Sogou web spider|MSNBot”) {
return 403;
}

禁止不同浏览器访问

if ($http_user_agent ~* “Firefox|MSIE”)
{
rewrite ^(.*) http://blog.etiantian.org/$1 permanent
}

21 、限制HTTP请求方法

if ($request_method !~ ^(GET|HEAD|POST)$ ) {
return 501;
}

只允许GET等，允许DELETE、SEARCH等

为防止***通过上传服务器执行***，也可以在上传服务器上做限制HTTP的GET

if ($request_method ~* ^(GET)$ ) {
return 501;
}

22、防DOS***

使用limit_conn_zone进行控制，控制单个IP或域名的访问次数，限制连续访问

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
limit_conn_zone $server_remote_addr zone=perserver:10m;
server {
limit_conn perip 10;
limit_conn perserver 100;
}
#还可以使用limit_req_zone进行控制，控制单个IP的访问速率

23、使用CDN为网站内容加速

全国或全球的内容分布式缓存集群，其实质通过智能DNS判断用户的来源地域及上网线路，为用户选择一个最接近用户地域，以及和用户上网线路相同的服务器节点，提升用户浏览网站的体验

要加速的业务数据应该存在独立的域名，然后删除A记录解析，使用CNAME解析

24、Nginx程序架构优化

解耦，一堆程序代码按照业务用途分开，然后提供服务，例如：注册登录、上传、下载、浏览列表、商品内容、订单支付等都应该是独立的程序服务，只不过在客户端看来是一个整体而已，小公司最起码要做到的解耦是

01网页页面服务

02图片附件及下载服务

03上传图片服务

25、使用普通用户启动Nginx(监牢模式)

降权思想，Nginx的Master进程使用的是root用户，worker进程使用的是nginx指定的普通用户，用root跑nginx的Master进程有两大问题：1是最小化权限分配遇到问题；2、网站一旦有漏洞，很容易丢掉root权限

降权执行的好处：

1、创建普通用户inca，用inca跑Nginx服务，开发运维都使用普通帐号，只要和inca同组，照样可以管理nginx，还解决了root权限太大问题

2、职责分明，相关账号负责维护程序和日志，出问题负首要责任