nginx学习笔记

目录

nginx概述

正向代理与反向代理

正向代理

反向代理

nginx安装

配置文件分析

全局块

events块

http块

nginx反向代理

效果一

效果二

nginx负载均衡

实现

分配策略

轮询

加权

ip_hash

fair

nginx动静分离

准备工作

配置

运行结果

nginx高可用

准备工作

修改配置

验证结果

高可用原理分析

mater 和 worker

master-workers 的机制的好处

需要设置多少个 worker

连接数 worker_connection

---

nginx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，Nginx 可以作为静态页面的 web 服务器，同时还支持 CGI 协议的动态语言，比如 perl、php 等。但是不支持 java。Java 程序只能通过与 tomcat 配合完成。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,有报告表明能支持高 达 50,000 个并发连接数。

正向代理与反向代理

正向代理

如果把局域网外的 Internet 想象成一个巨大的资源库，则局域网中的客户端要访 问 Internet，则需要通过代理服务器来访问，这种代理服务就称为正向代理。

反向代理

客户端对代理是无感知的，因为客户端不需要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，由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，在返回给客户端，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。

nginx安装

下载nginx

wget http://nginx.org/download/nginx-1.17.6.tar.gz

安装插件

yum -y install gcc pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel

安装

./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_sub_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre

切换到sbin目录下

启动

./nginx

关闭

进程终止后关闭
./nginx -s quit

强制关闭
./nginx -s stop

查询进程号

ps -ef | grep nginx

从容停止 kill -QUIT 主进程号

快速停止 kill -TERM 主进程号

强制停止 kill -9 nginx

查看centos8开放的端口

firewall-cmd --list-all

设置开放的端口号

firewall-cmd --add-service=http –permanent 
sudo firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent

重启防火墙

firewall-cmd --reload

配置文件分析

#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 {    //协议级别
    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 {        // 服务级别
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {    //请求级别
            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;
    #    }
    #}

}

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。

比如上面第一行配置的:

worker_processes  1;

这是 Nginx 服务器并发处理服务的关键配置，worker_processes 值越大，可以支持的并发处理量也越多，但是 会受到硬件、软件等设备的制约

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，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 word process 可以同时支持的最大连接数等。

上述例子就表示每个 work process 支持的最大连接数为 1024. 这部分的配置对 Nginx 的性能影响较大，在实际中应该灵活配置。

http块

Nginx 服务器配置中最频繁的部分，代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。

http全局块

http 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。

server块

这块和虚拟主机有密切关系，虚拟主机从用户角度看，和一台独立的硬件主机是完全一样的，该技术的产生是为了 节省互联网服务器硬件成本。
每个 http 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 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 locaton 块。

1、全局 server 块 最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或 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)，对虚拟主机名称 (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。

location块详解

通过指定模式来与客户端请求的URI相匹配，基本语法如下：location [=|~|~*|^~|@] pattern{……}

location匹配顺序

在没有标识符的请求下，匹配规则如下：

1、nginx服务器首先在server块的多个location块中搜索是否有标准的uri和请求字符串匹配。如果有多个标准uri可以匹配，就匹配其中匹配度最高的一个location。

2、然后，nginx在使用location块中，正则uri和请求字符串，进行匹配。如果正则匹配成功，则结束匹配，并使用这个location处理请求；如果正则匹配失败，则使用标准uri中，匹配度最高的location。

备注：

1、如果有精确匹配，会先进行精确匹配，匹配成功，立刻返回结果。

2、普通匹配与顺序无关，因为按照匹配的长短来取匹配结果。

3、正则匹配与顺序有关，因为是从上往下匹配。(首先匹配，就结束解析过程)

4、在location中，有一种统配的location，所有的请求，都可以匹配，如下：

location  / {   # 因为所有的地址都以 / 开头，所以这条规则将匹配到所有请求   # 但是正则和最长字符串会优先匹配 }

结合标识符，匹配顺序如下：

(location =) > (location 完整路径) > (location ^~ 路径) > (location ~,~* 正则顺序) > (location 部分起始路径) > (location /)

即

（精确匹配）> (最长字符串匹配，但完全匹配) >（非正则匹配）>（正则匹配）>（最长字符串匹配，不完全匹配）>（location通配）

nginx反向代理

效果一

实现浏览器输入www.123.com跳转到淘宝页面

1、www.123.com 绑定DNS

打开本地hosts文件 对域名进行绑定(模拟DNS服务器)

2、打开centos8 的nginx配置文件

vi /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

3、修改内容

4、刷新文件

./nginx -s reload

5、客户端访问www.123.com即可

ps:注意虚拟机打开80端口，具体操作见上面内容。

效果二

根据访问的路径不同，跳转到不同的服务中

Nginx监听端口为 80，

• 访问 http://127.0.0.1/test01，跳转到 127.0.0.1:8081/test01
• 访问 http://127.0.0.1/test02，直接跳转到 127.0.0.1:8082/test02

准备工作

1. 准备两个Tomcat 服务器，一个 8080 端口，一个 8081 端口运行两个Tomcat
2. 分别为两个Tomcat服务器创建简单Web应用test01、test02，应用包含简单页面，页面内容表明哪个端口号被访问。

修改配置文件：

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    location ~ /test01 {
        proxy_pass   http://127.0.0.1:8081;
    }
        
    location ~ /test02 {
        proxy_pass   http://127.0.0.1:8082;
    }
}

地址栏输入http://127.0.0.1/test01则返回http://127.0.0.1:8081/test01的页面。

地址栏输入http://127.0.0.1/test02则返回http://127.0.0.1:8082/test02的页面。

注意：location 后面的~ 匹配的是服务器域名，进行转发时会检索 proxy_pass 后面的地址 + “~” 后面的“/test01”  即    ~ /test01《==》 http://127.0.0.1:8081/test01

nginx负载均衡

实现

浏览器地址栏输入地址http://127.0.0.1/test，负载均衡效果，平均 8081和 8082 端口中。

• 准备两台 tomcat 服务器，一台 8080，一台 8081。
• 在两台 tomcat 里面 webapps 目录中，创建名称是 helloworld 简单应用。

修改配置文件

upstream myserver{
	server 127.0.0.1:8081;
	server 127.0.0.1:8082;
}

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    #charset koi8-r;

    #access_log  logs/host.access.log  main;

    location / {
		# 负责用到的配置
	    proxy_pass  http://myserver;
        root   html;
        index  index.html index.htm;
    }
}

分配策略

负载均衡（load balance）即是将负载分摊到不同的服务单元，既保证服务的可用性，又保证响应足够快，给用户很好的体验。

快速增长的访问量和数据流量催生了各式各样的负载均衡产品，很多专业的负载均衡硬件提供了很好的功能，但却价格不菲，这使得负载均衡软件大受欢迎，nginx 就是其中的一个，在 linux 下有 Nginx、 LVS、 Haproxy 等等服务可以提供负载均衡服务，而且 Nginx 提供了几种分配方式(策略)

轮询

这是Ngnix负载均衡默认分配策略。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。

加权

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。例如：

upstream myserver{
	server 127.0.0.1:8081 weight=8;
	server 127.0.0.1:8082 weight=2;
}

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。 例如：

upstream myserver{
	ip_hash;
	server 127.0.0.1:8081;
	server 127.0.0.1:8082;
}

fair

fair是Ngnix负载均衡第三方分配策略。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 127.0.0.1:8081;
	server 127.0.0.1:8082;
	fair;
}

nginx动静分离

Nginx 动静分离简单来说就是把动态跟静态请求分开，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跟静态请求分开，可以理解成使用 Nginx 处理静态页面， Tomcat 处理动态页面。动静分离从目前实现角度来讲大致分为两种：

1. 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；
2. 另外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时间，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）

若将其设置 3d，表示在这 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

1. 新建一个目录路径C:/image
2. 准备一个tomcat服务器，访问端口为8081

配置

修改配置文件

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

	# 主要配置内容
	location /image {
		alias  C:/image/;
		autoindex on;
	}

    location ~ /helloworld {
        proxy_pass   http://127.0.0.1:8081;
    }
}

运行结果

在浏览器地址栏输入

• http://127.0.0.1/image/java.png 将会显示java.png图片文件。
• http://127.0.0.1/helloworld 将会显示Tomcat的应用页面
• http://127.0.0.1/image/ 可查阅C:/image/目录下的文件列表。

nginx高可用

防止某一个nginx节点宕机导致的服务不可用

准备工作

• 新建两台虚拟机服务
• 安装nginx
• 安装 keepalived(yum install keepalived –y)

修改配置

vi /etc/keepalived/keepalivec.conf

global_defs {
	notification_email {
		[email protected]
		[email protected]
		[email protected]
	}
	notification_email_from [email protected]
	smtp_server 192.168.17.129
	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 ens33 //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，备份机值较小
	advert_int 1
	authentication {
		auth_type PASS
		auth_pass 1111
	}
	virtual_ipaddress {
		192.168.17.50 // VRRP H 虚拟地址
	}
}

/usr/local/src 添加检测脚本

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx – no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
	/usr/local/nginx/sbin/nginx
	sleep 2
	if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
		killall keepalived
	fi
fi

把两台服务器上 Nginx 和 keepalived 启动

• 启动 Nginx： ./nginx
• 启动 keepalived： systemctl start keepalived.service

验证结果

• 在浏览器地址栏输入 虚拟 ip 地址 192.168.17.50
• 把主服务器（192.168.17.129） Nginx 和 keepalived 停止，再输入 192.168.17.50

高可用原理分析

mater 和 worker

master-workers 的机制的好处

首先，对于每个 worker 进程来说，独立的进程，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销，同时在编程以及问题查找时，也会方便很多。

其次，采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其它进程还在工作，服务不会中断， master 进程则很快启动新的worker进程。

当然， worker 进程的异常退出，肯定是程序有 bug 了，异常退出，会导致当前 worker 上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险。

需要设置多少个 worker

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，但每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞的方式来处理请求， 即使是千上万个请求也不在话下。每个 worker 的线程可以把一个 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。

#设置 worker 数量。
worker_processes 4
#work 绑定 cpu(4 work 绑定 4cpu)。
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
#work 绑定 cpu (4 work 绑定 8cpu 中的 4 个) 。
worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000

#设置 worker 数量。
worker_processes 4
#work 绑定 cpu(4 work 绑定 4cpu)。
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000
#work 绑定 cpu (4 work 绑定 8cpu 中的 4 个) 。
worker_cpu_affinity 0000001 00000010 00000100 00001000

连接数 worker_connection

这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值，所以，一个 nginx 能建立的最大连接数，应该是 worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于 HTTP 请 求 本 地 资 源来 说 ， 能 够 支 持 的 最大 并 发 数 量 是 worker_connections * worker_processes，如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接，所以普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，而如果是 HTTP 作 为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections *worker_processes/4。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。

第一个：发送请求，占用了woker 的几个连接数？

答案：2或者4个

第二个：nginx有一个master，有四个woker，每个woker支持最大的连接数1024，支持的最大并发数是多少？

普通的静态访问最大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，

而如果是HTTP作为反向代理来说，最大并发数量应该是worker_connections * worker_processes/4。

参考链接：尚硅谷Nginx教程由浅入深（一套打通丨初学者也可掌握）_哔哩哔哩_bilibili