一、Nginx概述
1.Nginx简介
解决基于进程模型产生的C10k问题，请求时即使无状态连接如web服务都无法达到并发响应量级一万现状。2006年俄罗斯编写。全称为engine X，缩减合并称为nginx。 官方站点：http://nginx.org/。 2013年发出企业版Nginx Plus
二次发行版：tengine, OpenResty… …
2.Nginx的特性
1) 模块化设计、较好扩展性；早期不支持模块的动态装卸载
2) 高可靠性：基于master/worker模式
master：负责启动服务，分析配置文件，父子启动子进程和worker进程
worker：真正响应用户请求进程
3) 支持热部署(平滑迁移)：不停机更新配置文件、更换日志、更新服务器程序版本；
4) 内存消耗低：10000个keep-alive连接模式下的非活动连接仅消耗2.5M内存；
5) 支持event-driven事件驱动模型, aio一步驱动机制, mmap内存映射；
3.Nginx基本功能
1) 静态资源的web服务器；
2) http协议的反向代理服务器；
3) pop3, smpt,imap4等邮件协议的反向代理；
4) 能缓存打开的文件（元数据：文件的描述符等等信息）
5) 支持FastCGI（php-fpm）, uWSGI（Python WebFramwork）等协议机制，实现代理后端应用程序交互
6) 高度模块化（非DSO机制）
模块类型：
core module |
核心公用模块 |
Standard HTTP modules |
标准(核心)HTTP模块；自动编译进程序不止一个 |
Optional HTTP modules |
可选HTTP模块 |
Mail modules |
邮件模块 |
3rd party modules |
第三方模块，在编译时需手动指明加载方式加载 |
7) 支持过滤器，例如zip，SSI
8) 支持SSL加密机制；
9) web服务相关的功能：虚拟主机（server）、keepalive、访问日志（支持基于日志缓冲提高其性能）、urlrewirte、路径别名、基于IP及用户的访问控制、支持速率限制及并发数限制；
……
4.Nginx的基本架构：master/worker
master/worker模型：一个master进程可生成一个或多个worker进程；每个worker基于时间驱动机制可以并行响应多个请求
master:加载配置文件、管理worker进程、平滑升级，...
worker：http服务，http代理，fastcgi代理，...
事件驱动：epoll(Linux),kqueue（FreeBSD）, /dev/poll(Solaris)
消息通知：select,poll, rt signals
支持sendfile, sendfile64
支持AIO，mmap
二、Nginx编译安装配置
1.编译安装nginx
(1)编译环境准备
[root@localhost~]# yum install -y make
[root@localhost~]# yum install -y gcc
[root@localhost~]# yum -y groupinstall "开发工具""服务器平台开发"
[root@localhost~]# yum install -y pcre-devel openssl-develzlib-devel
[root@localhost~]# useradd -r nginx
(2)解压安装
[root@localhost~]# tar xf nginx-1.8.0.tar.gz
[[email protected]]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx--conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --user=nginx --group=nginx --error-log-path=/var/log/nginx/error.log--http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid--lock-path=/var/lock/nginx.lock --with-http_ssl_module--with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-debug
注意：check时，在Linux上epoll机制要存在
[[email protected]]#make &&make install
(3)启动服务,检测端口是否启用
[root@localhost~]# /usr/local/nginx/sbin/nginx
[root@localhost~]# ss-tnl
2.Nginx配置文件
(1)配置指令有类型
1) 全局指令：放置于mainblock中，即文档根
main配置段类别：正常运行必备的配置；优化性能相关的配置；用于调试、定位问题的配置；
2) 模块指令：由模块引入，其也必须放置于相应的Directive blocks中；block之间可能存在嵌套关系。用{}嵌套
event 配置段 |
事件驱动模块段，面向用户并发连接请求响应组织配置机制 |
http 配置段 |
web模块相关配置 |
mail配置段 |
邮件模块相关配置；编译安装时候默认无此模块 |
… ... |
(2)组成部分
主配置文件：nginx.conf
在主配置文件中加入include语句，可以将主配置文件切割成端例如include conf.d/*.conf ===> /etc/nginx/conf.d/*.conf
fastcgi的配置文件：fastcgi_params
… ...
(3)配置文件内容语法格式
1) 配置指令(必须以分号结尾)：Directive value1 [value2...];
2) 支持使用变量：
内置变量：由模块引入；
自定义变量：set variable value; 引用变量：$variable
三、主配置文件框架解析
1.MAIN配置段常用参数
(1)常规配置指令
user USERNAME [GROUPNAME]; |
指定用于运行worker进程的用户和组：例如user nginx nginx; |
pid /PATH/TO/PID_FILE; |
指定nginx进程的pid文件路径；pid /var/run/nginx.pid; |
worker_rlimit_nofile #; |
指定一个worker进程所能够打开的最大文件描述符数量； |
worker_rlimit_sigpending #; |
指定每个用户能够发往worker进程的信号的数量； |
(2)性能优化相关指令
worker_processes #; |
worker进程的个数；通常应该为物理CPU核心数量减1；"auto"实现自动设定 |
worker_cpu_affinity CPUMASK CPUMASK …; |
CPU绑定；加上CPU掩码 实例：worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100; |
worker_priority nice; |
[-20, 19] |
(3)调试定位Bug相关指令
daemon off|on; |
是否以守护进程方式启动nignx； |
master_process on|off; |
是否以master/worker模型运行nginx； |
error_log /PATH/TO/ERROR_LOG level; |
错误日志文件及其级别； 调试需要可以设定为debug；但debug在编译时使用了"--with-debug"选项 |
2.event配置段常用参数
worker_connections #; |
每个worker进程所能够响应的最大并发请求数量；默认为1024； 上限：worker_proceses * worker_connections |
use [epoll|rgsig|select|poll]; |
定义使用的事件模型；建议让nginx自动选择； |
accept_mutex [on|off]; |
各worker接收用户的请求的负载均衡锁(互斥锁) on：启用，表示用于让多个worker轮流地、序列化地响应新请求； |
lock_file /PATH/TO/LOCK_FILE; |
锁文件位置 |
四、Nginx：http常规配置
说明：http的所有配置需要在http{ } 配置段进行定义。未具体说明指令基于ngx_http_core_module模块配置
1.主机或套接字相关指令
(1) server {}：定义一个虚拟主机；server可以出现一次货多次
server{
listenPORT;
server_name NAME;
root /PATH/TO/DOCUMENTROOT;
}
...
注意：
1) 基于port：listen指令监听在不同的端口；
2) 基于hostname：server_name指令指向不同的主机名；
(2) listen：配置监听端口
使用格式：listen address[:port] [default_server] [ssl] [http2 | spdy]
listen port [default_server] [ssl] [http2 | spdy]
注释：
default_server：设置默认虚拟主机；用于基于IP地址，或使用了任意不能对应于任何一个server的name时所返回站点；
ssl：用于限制只能通过ssl连接提供服务；
spdy：SPDYprotocol（speedy），在编译了spdy模块的情况下，用于支持SPDY协议；
http2：支持httpversion 2第二版http协议；
(3) server_name NAME [...];：指明主机名称
后可跟一个或多个主机名；名称还可以使用通配符和正则表达式(~引导整个正则表达式)；
匹配顺序：
1) 首先做精确匹配；例如：www.xxx.com
2) 左侧通配符；例如：*.xxx.com
3) 右侧通配符，例如：www.xxx.*
4) 正则表达式，例如：~^.*\.xxx\.com$
5)default_server
(4) tcp_nodelay on|off;
对keepalive模式下的连接是否使用TCP_NODELAY选项；一般为off
提高带宽利用率，将发往同一主机很小的TCP报文合并成一个；实际生产上对于用户请求即使浪费带块也不能合并请求
(5) tcp_nopush on|off;
是否启用TCP_NOPUSH(FREEBSE）或TCP_CORK(Linux)选项；仅在sendfile为on时有用；
尝试将多个报文首部压缩成一个发送，默认off，不启用该功能
(6) sendfile on|off;
是否启用sendfile功能；静态文件直接在内核中封装响应，而不是从内核空间到用户空间再发往内和空间
2.路径相关指令
(1) root：指明根文件路径
设置web资源的路径映射；用于指明请求的URL所对应的文档的目录路径；可用与server或localtion中
实例：
server{
...
root /data/www/vhosts;
}
http://www.xuding.com/p_w_picpaths/logo.jpg --> /data/www/vhosts/p_w_picpaths/logo.jpg
server{
...
server_name www.xuding.com;
location/p_w_picpaths/ {
root /data/imgs/;
...
}
}
http://www.xuding.com/p_w_picpaths/logo.jpg --> /data/imgs/p_w_picpaths/logo.jpg
(2) location
允许根据用户请求的URI来匹配定义的各location。匹配到时，此请求将被相应的location块中的配置所处理；即用于为需要用到专用配置的uri提供特定配置；
使用格式：
1) location @name { ... }
2) location[ = | ~ | ~* | ^~ ] uri { ... }
当能匹配多次时，其匹配优先级：精确匹配=、^~、~或~*、不带符号的URL；
=：URI的精确匹配，其后多一个字符都不可以，精确匹配根
~：做正则表达式匹配，区分字符大小写；
~*：做正则表达式匹配，不区分字符大小写；
^~：URI的左半部分匹配，不区分字符大小写；
server {
...
server_name www.xuding.com;
root/data/www;
location /admin/ {
...
}
}
(3) alias：定义路径别名，只能用于location配置段
location /p_w_picpaths/ {
root/data/imgs/;
}
location /p_w_picpaths/ {
alias/data/imgs/;
}
注意：
root指令：给定的路径对应于location的“/”这个URL；/p_w_picpaths/test.jpg --> /data/imgs/p_w_picpaths/test.jpg
alias指令：给定的路径对应于location的“/uri/"这个URL；/p_w_picpaths/test.jpg--> /data/imgs/test.jpg
(4) index ：设置默认主页(ngx_http_index_module模块引入)
可以带上变量，如$geo更具不同IP地区来设置不同的语言主页
indexfile ...;
(5) error_page code ... [=[response]] uri;：自定义错误页面，根据http的状态码重定向错误页面；
实例：
1)指明错误页面
error_page 404 /404.html
error_page 500 502 503 504 /50x.html
location = /50x.html {
root html;
}
2) 以指定的响应状态码进行响应
error_page 404 =200 /404.html
(6) try_files file ... uri;：以指定的顺序检查文件的存在性响应
try_files file ... =code;
尝试查找第1至第N-1个文件，第一个即为返回给请求者的资源；若1至N-1文件都不存在，则跳转至最一个uri（必须不能匹配至当前location，而应该匹配至其它location，否则会导致死循环）；
3.面向客户端请求相关的配置
(1) keepalive_timeout # ;
设定keepalive连接的超时时长；0表示禁止长连接；默认为启用为75s；
(2) keepalive_requests # ;
在keepalived连接上所允许请求的最大资源数量；默认为100；
(3) keepalive_disable … ….;
指明禁止为何种浏览器使用keepalive功能；默认none，也可以指明具体浏览器名称
(4) send_timeout #;
发送响应报文的超时时长，默认为60s;
(5) client_body_buffer_size size;
接收客户请求报文body的缓冲区大小；默认为16k；超出此指定大小时将被移存于磁盘上；
(6) client_body_temp_pathpath [level1 [level2 [level3]]];
设定用于存储客户端请求body的临时存储路径及子目录结构和数量；
client_body_temp_path /var/tmp/client_body 2 2;
4.对客户端请求的进行限制
(1) limit_excpet METHOD {...}：对指定范围之外的其它的方法进行访问控制；
limit_except GET {
allow 172.16.0.0/16;
denyall;
}
(2) limit_rate # ;
制客户端每秒钟所能够传输的字节数，默认为0表示无限制；
5.文件操作优化相关的配置
(1) aio on|off;
是否启用异步IO模式
(2) directio size|off;
直接IO；不在内存中缓冲，直接从硬盘加载使用(当大于指定size)
Enablesthe use of the O_DIRECT flag (FreeBSD, Linux), the F_NOCACHE flag (Mac OS X),or the directio() function (Solaris), when reading files that are larger thanor equal to the specified size.
(3) open_file_cache ：打开文件缓存
open_file_cache off;
open_file_cachemax=N [inactive=time];
注释：nginx可以缓存以下三种信息
1)文件描述符、文件大小和最近一次的修改时间；
2)打开的目录的结构；
3)没有找到的或者没有权限操作的文件的相关信息；
max=N表示可缓存的最大条目上限；一旦达到上限，则会使用LRU算法从缓存中删除最近最少使用的缓存项；
inactive=time：在此处指定的时长内没有被访问过的缓存项是为非活动缓存项，因此直接删除；
(4) open_file_cache_errorson | off;
是否缓存找不到其路径的文件，或没有权限没有权限访问的文件相关信息；
(5) open_file_cache_valid # ;
每隔多久检查一次缓存中缓存项的有效性；默认为60s;
(6) open_file_cache_min_uses # ;
缓存项在非活动期限内最少应该被访问的次数；
6.ngx_http_access_module模块调用配置（基于IP的访问控制）
allow address | CIDR | unix: | all; 允许
deny address | CIDR | unix: | all; 拒绝
可以应用于http, server, location, limit_except上下文范围内，直接指定IP
7.ngx_http_auth_basic_module模块调用配置（basic认证）
(1) auth_basic string |off;：使用httpbasic认证协议对用户进行认证；
string为所给定字符，其作用在于认证时显示的提示所信息
(2) auth_basic_user_file FILE ;：实现用户认证的账号文件；
认证文件格式(需手动创建)：
name1:password1
name2:password2:comment
注意：密码需要加密，加密方式可以为encryptedwith the crypt() function; md5加密;
密码可以用htpasswd创建：htpasswd-c -m /etc/nginx/.ngxhtpasswd tom(创建第二个用户时需要将-c去掉)
实例：
location/admin/ {
auth_basic"Admin Area";
auth_basic_user_file/etc/nginx/.ngxhtpasswd;
}
8.ngx_http_log_module模块调用配置（访问日志）
(1) log_format name string ...;：定义日志格式及其名称；
日志格式一般通过调用内置变量来定义；
string：通过nginx所支持的变量(每个模块会引入自变量)来支持的
(2) access_log：访问日志
access_logpath [format [buffer=size [flush=time]]];
access_logoff;
访问日志文件路径，格式名称以及缓存大小和刷写时间间隔；建议定义缓冲以提升性能；
(3) open_log_file_cachemax=N [inactive=time] [min_uses=N] [valid=time];
open_log_file_cacheoff;
9.ngx_http_stub_status_module模块调用配置：
stub_status; |
调用查看nginx状态指令 |
实例：
location /staus{
stub_status;
}
通过指定的uri输出stub status；其具体输出结果如下：
Activeconnections: 291
serveraccepts handled requests
1663094816630948 31070465
Reading:6 Writing: 179 Waiting: 106
输出结果注释 |
|
Active connections |
当前活动的客户端连接数 |
accepts |
已经接受的客户端连接总数量：16630948 |
handled |
已经处理过后客户端连接总数量：16630948 |
requests |
客户端的总的请求数量：31070465 |
Readking |
正在读取的客户端请求的数量 |
Writing |
正向其发送响应报文的连接数量 |
Waiting |
等待其发出请求的空闲连接数量 |
10.ngx_http_referer_module模块调用配置（基于请求报文中的Referer首部的值做访问控制）
valid_referers none | blocked | server_names | string ...;
none |
请求报文不存在referer首部； |
blocked |
请求报文中存在referer首部，但其没有有效值，或其值非以http://或https://开头； |
server_names |
其值为一个主机名； |
arbitrary string |
直接字符串，可以使用*通配符； |
regular expression |
以~起始的正则表达式； |
注意：内置变量：$invalid_referer(所有不能符合valid_referer指定定义的引用请求均为不合法引用)，需加上条件判断语句
示例：
valid_referers none blocked server_names *.example.com example.* www.example.org/galleries/ ~\.google\.;
if($invalid_referer) {
return 403;
}
11.ngx_http_gzip_module模块：gip压缩
gzip on | off; |
启用或禁用gzip压缩响应报文； |
gzip_comp_level level; |
压缩比，1-9，默认为1; |
gzip_disable regex ...; |
regex是为用于匹配客户端响应器类型的正则表达式；表示对何种浏览器禁止使用压缩功能； |
gzip_min_length length; |
触发压缩功能的响应报文的最小长度； |
gzip_http_version 1.0 | 1.1; |
设定启用压缩功能时，协议的最小版本； |
gzip_proxied # ; |
off | expired | no-cache | no-store | private | no_last_modified | no_etag | auth | any ...; 定义对客户端请求的具有何种请求属性的资源启用压缩功能；如expired则表示对由于使用了expire首部而无法缓存的对象启用压缩功能； |
gzip_types mime-type ...; |
指明仅对哪些类型的资源执行压缩操作；即压缩过滤器； |
实例：
gzip on;
gzip_http_version1.0;
gzip_comp_level6;
gzip_disablemsie6;
gzip_min_length2;
gzip_typestext/plain text/css text/xml application/x-javascript application/xmlapplication/jsonapplication/java-script;
五、Nginx：https配置(基于ngx_http_ssl_module)
ssl_certificate FILE; |
证书文件路径 |
ssl_certificate_key FILE; |
证书对应的私钥文件 |
ssl_ciphers CIPHERS; |
指明由nginx使用的加密算法，可以是OpenSSL库中所支持各加密套件 |
ssl_protocols # ; |
指明支持的ssl协议版本，[SSLv2] [SSLv3] [TLSv1] [TLSv1.1] [TLSv1.2]默认为后三个 |
ssl_session_timeout #; |
ssl会话超时时长；即ssl session cache中的缓存有效时长 |
ssl_session_cache # ; |
指明ssl会话缓存机制；off | none | [builtin[:size]] [shared:name:size]，默认使用shared |
说明：(ssl_session_cache)
off：禁止缓存，关闭缓存，不支持缓存功能
none：禁止缓存，不响应缓存
builtin：使用OpenSSL内置的ssl会话缓存，对机制为各worker私有；
shared：在各worker之间使用一个共享的缓存；name：独有名称；size：缓存空间大小,默认1M，可以调到10M；
注意：
1) https定义时候也是定义在http{ }配置段，其监听配置定义：listen 443 ssl。不是以监听在443端口作为限定。用于限制只能通过ssl连接提供服务。
2) 若不在listen处定义，也可以在server{ }中定义ssl on; 来启用https服务
六、Nginx：http请求重写(ngx_http_rewrite_module)
1.ngx_http_rewrite_module功能
将请求的url基于正则表达式进行重写(URL重定向)，在如下情况下可以使用：ttp转换成httpd服务http--> https、域名转换domain1.tld --> domain2.tld,、URL转换uri1 --> uri2、实现SEO搜索引擎优化效果 …
2.指令
(1)rewrite regex replacement [flag];
regex：正则表达式，用于匹配用户请求的url；
replacement：重写(重定向、替换)成为的结果；
[flag]：
last：重写完成之后停止对当前uri的进一步处理，重新请求URL，对新url的新一轮从第一条开始匹配处理；
可能会出现死循环情况，此时可以设置循环次数，超过次数后返回给客户端错误
break：重写完成之后停止对当uri的处理，重写检查结果结束，转向其后面的其它配置；
redirect：重写完成之后会返回客户端一个临时的重定向，由客户端对新的url重新发起请求（302）；
permanent：重写完成之后会返回客户端一个永久的重定向，由客户端对新的url重新发起请求（301）；
实例：
server{
...
rewrite^(/download/.*)/media/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.mp3 last;
rewrite^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.ra last;
return 403;
...
}
验证请求：http://www.xxx.com/download/a/b/c/media/32.wmv --> /download/a/b/c/mp3/32.mp3
注意：
1)last和break请求处理是在服务器内部完成，客户端仅请求一次。redirect和permanent需要客户端再次请求
2)URL重写时所用的正则表达式需要使用PCRE格式。PCRE正则表达式元字符：
字符匹配：.,[ ], [^]
次数匹配：*,+, ?, {m}, {m,}, {m,n}
位置锚定：^,$
或者：|
分组：(),后向引用, $1, $2, ...
3.if (condition) { ... }：条件判断，引用新的配置上下文
condition可以为以下格式 ：
1) 比较表达式：
==，!=
~：模式匹配，区分字符大小写；
~*：模式匹配，不区分字符大小写；
!~：模式不匹配，区分字符大小写；
!~*:模式不匹配，不区分字符大小写；
2) 文件及目录判断：
-f,!-f：是否存在且为普通文件；
-d,!-d: 是否存在且为目录；
-e,!-e：是否存在；
-x,!-x：是否存在且可执行；
实例：
1) cookie首部检测匹配
if($http_cookie ~* "id=([^;]+)(?:;|$)") {
set $id $1;
}
2) 请求报文的请求方法是POST，返回405
if($request_method = POST) {
return 405;
}
3) 限速(如会员认为不是slow不做限速)
if($slow) {
limit_rate 10k;
}
4) 非法引用，返回403。注：也可以对非法引用到其他网页
if($invalid_referer) {
return 403;
}
4.reture：立即停止对请求的uri的处理，并返回指定的状态码；
returncode [text];
returncode URL;
returnURL;
5.set：设定变量值，或者自定义变量
set $variable value; 变量赋值；
6.rewrite_log 重写日志
rewrite_log on | off;：是否将重写日志记入errorlog中，默认为关闭；
错误日志调试方法：错误日志debug，并开启rewrite_log；