Nginx学习——安装、配置、原理

一、nginx基本概念

1.nginx是什么，做什么事情

nginx(“engine x”)是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，特点是占有内存小，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好
nginx专为性能优化而开发，性能是其最重要的考量，实现上非常注重效率，能经受高负载的考验，有报告表名能支持高达50,000个并发连接数

2. 反向代理

（1）：正向代理：在客户端配置代理服务器，通过代理服务器进行互联网的访问

（2）反向代理：客户端对代理是无感知的，因为客户端不需要配置任何配置就可以访问，我们只需要将请求发送到反向代理服务器，由方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，暴露的是代理服务器地址，隐藏了真实服务器IP地址。

3.负载均衡

并发请求太多，单个服务器解决不了，我们增加服务器的数量，然后将请求分发到各个服务器上，将原先请求集中到单个服务器上的情况改为将请求分发到多个服务器上，将负载分发到不同的服务器，也就是我们所说的负载均衡

4.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

二、ngxin安装、常用命令和配置文件

1.在Linux上nginx安装

搭建Nginx服务器

2.常用命令

使用nginx操作命令的前提条件：必须进入nginx的目录
cd /usr/local/nginx/sbin

1. 查看nginx的版本号：./nginx -v
2. 启动nginx：./nginx
3. 关闭nginx：./nginx -s stop
4. 重载nginx：./nginx -s reload

3.配置文件

路径：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf
nginx的配置文件组成

1. 全局块
   从配置文件开始到events块之间的内容，主要会设置一些影响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。
   比如：worker_processes 1;这个值越大，可以支持的并发处理量也就越多
2. events块
   events块涉及的指令主要影响Nginx服务器与用户的网络连接，常用的设置包括是否开启对多work process下的网络连接进行序列化，是否允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个work process 可以同时支持的最大连接数等。
3. http块
   http块也可以包括http全局块、server块
   ①http全局块：配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等
   ②server块：每个server块可以包括多个server块，而每个server块就相当于一个虚拟主机，而每个server块有可以分为全局server块，以及同时包含多个location块

1. 全局server块：
   常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟机主机的名称或IP配置
2. location块：一个server块可以配置多个location块
   这块的主要作用是基于Nginx服务器接收到的请求字符串（例如server_name/uri-string），对虚拟机名称（也可以是IP别名）之外的字符串（例如前面的 /uri-string）进行匹配，对待定的请求进行处理，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

三、nginx配置实例1——反向代理

例子1：

1. 实现效果：在浏览器输入www.123.com，跳转到linux系统的tomcat主页面中
2. 准备工作
   在linux系统安装tomcat，使用默认端口号8080
3. 访问过程的分析
   
4. 具体配置
   ①在windows系统的host文件进行域名和ip对应关系的配置
   
   
   ② 在nginx进行请求转发的配置（反向代理配置）
   vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
   
5. 重载nginx
   cd /usr/local/nginx/sbin/
./nginx -s reload
   

例子2：

1. 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://127.0.0.1:9001/edu/ 直接跳转到127.0.0.1:8080
   访问http://127.0.0.1:9001/vod/ 直接跳转到127.0.0.1:8081
2. 准备工作
   准备两个tomcat服务器，一个8080端口，一个8081端口
3. 具体配置
   vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
   

location 指令说明
该指令用于匹配URL

四、nginx配置实例2——负载均衡

1. 实现效果：浏览器地址栏输入地址后，负载均衡效果，平均到8080和8081端口中
2. 准备工作
   ①准备两个tomcat服务器，一个8080端口，一个8081端口
   ②在两台tomca里面webapps目录中，创建名称是edu文件夹，在edu文件夹中创建页面a.html，用于测试
3. 在nginx的配置文件中进行负载均衡的配置
   

而且Nginx提供了几种分配策略

1. 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
2. weight
   weight代表权重，默认为1，权重越高被分配到的客户端越多
   
3. ip_hash
   每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题
   
4. 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
   

五、nginx配置实例3——动静分离

1. 静态资源配置

1. 介绍
   Nginx动静分离简单来说就是把动态和静态请求分开，不能理解成只是单纯的把动态页面和静态页面物理分离，严格意义上说应该是动态请求和静态请求分开，可以理解成使用Nginx处理静态页面，Tomcat处理动态页面
   动静分离从目前现实角度来讲大致分为两种，一种是纯粹把静态文件独立成单独的域名，放在独立的服务器上，也是目前主流推崇的方案；另外一种就是动态跟静态文件混合在一起发布，通过nginx来分开
   
   
2. 准备工作
   在linux系统中准备一些静态资源，用于访问
3. 具体配置
   ① 打开配置文件vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
   
4. 最终测试
   ①在浏览器中输入地址：http://IP地址值/image/01.jpg
   因为我们在配置文件中配置了autoindex on,所以可以在浏览器上看到文件夹中的内容
   
   ②在浏览器中输入地址：http://IP地址值/www/a.html

六、nginx配置高可用集群

1.什么是nginx高可用

①需要两台nginx服务器
②需要keepalived
③需要虚拟ip

2.配置高可用的准备工作

教程视频地址：http://www.gulixueyuan.com/course/332/task/9935/show#
①需要两台服务器
②在两台服务器安装nginx
搭建Nginx服务器
③在两台服务器安装keepalived
①直接使用yum命令安装：yum install keepalived -y
②安装之后，在etc里面生成目录keepalived，有文件keepalived.conf

3.完成高可用配置（主从配置）

① 修改 /etc/keepalived/keepalived.conf配置文件
keepalived.conf配置文件内容

! Configuration File for keepalived

global_defs {
      #全局配置
   notification_email {
     
     acassen@firewall.loc
     failover@firewall.loc
     sysadmin@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
   smtp_server 192.168.17.129
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL # 通过LVS_DEVELBACK可以访问到主机 可以通过 /etc/hosts中加上  如 127.0.0.1 LVS_DEVEL
}

vrrp_script chk_htto_port {
      #配置脚本的部分
	script "/usr/local/src/nginx_check.sh" #脚本所在位置

	interval 2 #（检测脚本执行的间隔，每隔2秒）

	weight 2 #设置当前服务器的权重
}

vrrp_instance VI_1 {
      # 虚拟ip的配置
    state MASTER #备份服务器上将MASTER改为BACKUP
    interface ens33 # 网卡，可使用ifconfig查看网卡的名称
    virtual_router_id 51 #主、从机的virtual_router_id必须相同
    priority 100 #主、从机取不同的优先级，主机值比较大，从机值比较小，一般主机是100，从机是90
    advert_int 1 # 每隔1秒发送一个信号，检查服务器是否还活着
    authentication {
      #权限校验的方式
        auth_type PASS #使用密码的方式
        auth_pass 1111 #密码是1111 
    }
    virtual_ipaddress {
     #可绑定多个虚拟ip
        192.168.17.50 # VRRP H虚拟地址
    }
}

nginx.conf的配置文件

#user  nobody;
worker_processes  1;

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
     
    worker_connections  1024;
}



http {
     
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

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

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
     
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
     
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
     
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
     
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
     
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
     
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
     
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
     
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
     
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.key;

    #    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
    #    ssl_session_timeout  5m;

    #    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
    #    ssl_prefer_server_ciphers  on;

    #    location / {
     
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}

}

②在/usr/local/src添加检测脚本
nginx_check.sh脚本文件

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx #nginx启动位置
    sleep 2
    if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived #如果nginx宕机了，则将所有keepalived杀掉
    fi
fi

③把两台服务器上的nginx和keepalived启动
启动nginx：
cd /usr/local/nginx/sbin
./nginx
启动keepalived
systemctl start keepalived.service

4.最终测试

① 在浏览器地址输入虚拟ip地址（根据自己在keepalived中设置的虚拟ip地址输入），我这里是：192.168.17.50


② 把主服务器上的nginx和keepalived停止，再输入虚拟地址访问

七、nginx原理

1. master & worker

nginx启动后，有master和worker（可以有多个worker进程）两个进程

2. worker如何进行工作

3.一个master和多个worker有什么好处呢

①可以使用nginx -s reload 热部署，利用nginx进行热部署操作

热部署：不需要重新启动，就能使修改过的配置生效

②每个worker是一个独立的进程，如果有其中的一个worker出现问题，其他worker是独立的，所以不受影响，继续争抢，实现请求过程，不会造成服务中断

4.设置多少个worker比较合适

nginx和redis类似，都采用了io多路复用机制，每个worker线程都可以把一个cpu的性能发挥到极致，所以worker数和服务器的cpu数相等最佳，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

5.连接数worker_connection

①发送一个请求，占用了worker的几个连接数？
答案：2或4个
访问静态资源时，占用2个连接数
通过tomcat访问数据库时，占用4个连接数

②nginx有一个masster，4个worker，每个worker支持最大的连接数是1024，支持的最大的并发数是多少
答案：4*1024/2
普通的静态访问：公式：worker_connections * worker_processes / 2
Http作反向代理：公式：worker_connections * worker_processes / 4