Nginx实践

Nginx简介

Nginx是一个高性能的Web服务器和反向代理的软件。
Web服务器：就是运行我们web服务的容器，提供web功能，还有tomcat也提供类似的功能。
代理是软件架构和网络设计中，非常重要的一个概念。有两种代理：正向代理和反向代理。

正向代理

用户端设置代理服务器。
所有的请求都由代理服务器发出，无法判断代理了多少用户端，叫正向代理。

反向代理

和正向代理相反：在服务端设置代理，所有请求，由服务端接受，然后再由代理服务器发到 后方的服务器。这么一来，所有请求，都由一个服务器接收，无法判断代理了多少服务端。这就是反向代理。
利用反向代理，就可以将请求分发到系统内部的多个节点上，从而减少每个节点的并发数。而这些节点在外界看来，就是一个系统，表现出唯一的ip，也就是代理服务器的IP。
最初是由一个俄罗斯人（Igor Sysoev：伊戈尔 塞索耶夫）开发的。Nginx的第一个版本发布于2004年，因其系统资源消耗低、运行稳定，且具有高性能的并发处理能力等特性，Nginx在互联网企业中得到广泛应用。Nginx是互联网上最受欢迎的开源Web服务器之一，Netcraft公司2019年7月的统计数据表明，Nginx为全球最繁忙网站中的25.42%提供了服务或代理。得益于近几年云计算和微服务的快速发展，Nginx因在其中发挥了自身优势而得到广泛应用，且有望在未来占有更多的市场份额。
2019年3月，著名硬件负载均衡厂商F5宣布收购Nginx，Nginx成为F5的一部分。

Nginx安装

1. 安装：yum
[root@localhost /]# yum install yum-utils
2. 切换目录：
[root@localhost /]# cd /etc/yum.repos.d/
3. 创建文件：
[root@localhost yum.repos.d]# touch nginx.repo
4. 修改文件内容：
[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
module_hotfixes=true
[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
module_hotfixes=true
5. Nginx的安装：
[root@localhost yum.repos.d]# yum install nginx

Nginx启动

启动命令：./nginx

验证nginx本机访问是否成功：
[root@localhost sbin]# curl localhost:80
如果出现：Welcome to nginx!,证明nginx启动成功。

关闭防火墙：
先查询防火墙的状态：[root@localhost sbin]# systemctl status firewalld
关闭防火墙：[root@localhost sbin]# systemctl stop firewalld

开机禁用防火墙：
[root@localhost sbin]# systemctl disable firewalld

Nginx常用命令

配置文件重新加载（修改后）
./nginx -s reload

启动Nginx命令：
./nginx

关闭Nginx命令：
./nginx -s stop
优雅停止nginx
./nginx -s quit

查看nginx版本号：
./nginx -v

重载nginx配置文件：
./nginx -s reload

nginx反向代理相关指令

①、listen

该指令用于配置网络监听。主要有如下三种配置语法结构：

②、server_name

该指令用于虚拟主机的配置。通常分为以下两种：

③、location

该指令用于匹配 URL。

④、proxy_pass

该指令用于设置被代理服务器的地址。可以是主机名称、IP地址加端口号的形式。

⑤、index

该指令用于设置网站的默认首页。

Nginx 配置文件

nginx.conf 配置文件的几大块

#   nginx配置文件主要分为六个区域： 核心区域 
#    main(全局设置)  作用域是全局 
#    events(nginx工作模式)
#   upstream(负载均衡服务器设置）
#    http(http设置) 
#   	 sever(主机设置) 
#   		 location(URL匹配)
#   

具体（调优后的）

#设置用户的权限  root nobody 指定 用户名虚拟机内用户   或者 Ip访问 
#user  nobody;
#设置工作进程数 一般为 Cpu 核心*2  4*2 
worker_processes  8;  
# 日志记录 
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;
# 进程ID 
#pid        logs/nginx.pid;

events {
	#指定工作模型 
    use epoll;
	# 工作连接数  默认512 根据自己的情况调整 
    worker_connections  1024;
}

#http模块 （核心）
http {
	#  能够支持的类型 在 这个文件下写着  mime.types
	#include:来用设定文件的mime类型,类型在配置文件目录下的mime.type文件定义，来告诉nginx来识别文件类型。
    include       mime.types;
	# 默认的类型  在 application/octet-stream;
    default_type  application/octet-stream;
	# 日志的格式 
    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
	#访问日志记录 
    #access_log  logs/access.log  main;
	#启动 发送文件 
    sendfile        on;
	# 开启TCP 推送 
    #tcp_nopush     on;
	# 连接超时时间 
    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;
	# 开启压缩文件 
    #gzip  on;
    
 # 服务 
 # 服务组群   反向代理的核心关键 
 upstream yuyang{
 # ip 方式 最大失败3个连接  间隔 30S  权重为 5
        server 127.0.0.1:8080       max_fails=3 fail_timeout=30s weight=5;
 #根据ip 利用Hash算法决定访问哪台机器 
   ip_hash;
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;   #ip地址，可以是域名
        #charset koi8-r;
        #访问日志记录 以及位置  
        #access_log  logs/host.access.log  main;
        # 匹配位置 支持正则表达式 
        location / {
            # 寻找位置 默认在Nginx 目录下的  类型 
            root   html;
            #代理路径     所有的请求都代理到这上面
			proxy_pass   http://yuyang;
			
            index  index.html index.html;
        }
        #错误信息 页面 
        #error_page  404              /404.html;
        #将服务器错误页重定向到静态页/50x.html
        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
        #实例 入 将访问尾缀为 \.php 跳转到 127.0.0.1
        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}
        #将PHP脚本传递给正在侦听127.0.0.1:9000的FastCGI服务器
        # 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;
        #}
        #拒绝访问.htaccess文件，如果Apache的文档根
        # 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;
    #    }
    #}
}

文字版描述

################### main区域 #################################
#user :来指定Nginx Worker进程运行用户以及用户组，默认由nobody账号运行。也可以创建nginx用户指定用户。
#    创建www用户，在nginx配置文件中把user noboby noboby;-->user www www;即可
#    /usr/sbin/groupadd www 
#    /usr/sbin/useradd -g www www
#worker_processes:来指定了Nginx要开启的子进程数。每个Nginx进程平均耗费10M~12M内存。根据经验，一般指定1个进程就足够了，如果是多核CPU，
#    建议指定和CPU的数量一样的进程数即可。我这里写2，那么就会开启2个子进程，总共3个进程。
#error_log:用来定义全局错误日志文件。日志输出级别有debug、info、notice、warn、error、crit可供选择，其中，debug输出日志最为最详细，而crit输出日志最少。
#pid:用来指定进程id的存储文件位置。
#worker_rlimit_nofile:用于指定一个nginx进程可以打开的最多文件描述符数目，这里是65535，需要使用命令“ulimit -n 65535”来设置。

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;


#####################event 区域###############################
#use：用来指定Nginx的工作模式。Nginx支持的工作模式有select、poll、kqueue、epoll、rtsig和/dev/poll。
#    其中select和poll都是标准的工作模式，kqueue和epoll是高效的工作模式，不同的是epoll用在Linux平台上，
#    而kqueue用在BSD系统中,对于Linux系统，epoll工作模式是首选。
#worker_connections：用于定义Nginx每个进程的最大连接数，即接收前端的最大请求数，默认是1024。
#    最大客户端连接数由worker_processes和worker_connections决定，即Max_clients=worker_processes*worker_connections，
#   在作为反向代理时，Max_clients变为：Max_clients = worker_processes * worker_connections/4。 
#    进程的最大连接数受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 -n 65536”后worker_connections的设置才能生效。

events {
    use epoll;
    worker_connections  1024;
}
######################### http设置#####################################
#    http模块负责HTTP服务器相关属性的配置，有server和upstream两个子模块
http {
#include ：来用设定文件的mime类型,类型在配置文件目录下的mime.type文件定义，来告诉nginx来识别文件类型。
#default_type：设定了默认的类型为二进制流，也就是当文件类型未定义时使用这种方式，例如在没有配置asp的locate环境时，Nginx是不予解析的，此时，用浏览器访问asp文件就会出现下载了。
#log_format：用于设置日志的格式，和记录哪些参数，这里设置为main，刚好用于access_log来纪录这种类型。
    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设置#####################################
#server用来定一个虚拟主机，标志定义虚拟主机开始。
#listen：用于指定虚拟主机的服务端口。
#server_name：用来指定IP地址或者域名，多个域名之间用空格分开。
#root ：表示在这整个server虚拟主机内，全部的root web根目录。注意要和locate {}下面定义的区分开来。
#index ：全局定义访问的默认首页地址。注意要和locate {}下面定义的区分开来。
#charset：用于设置网页的默认编码格式。
#access_log：用来指定此虚拟主机的访问日志存放路径，最后的main用于指定访问日志的输出格式。
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        root   /Users/hk/www;
        index  index.php index.html index.htm; 
        charset utf-8;
        access_log  logs/host.access.log  main;
        aerror_log  logs/host.error.log   main;

######################### location设置#####################################
# location模块 负载均衡,反向代理,虚拟域名等配置。是来定位的，定位URL，解析URL，它也提供了强大的正则匹配功能，也支持条件判断匹配，
#    可以通过location指令实现Nginx对动,静态网页进行过滤处理。
#/表示匹配访问根目录。
#root指令用于指定访问根目录时，虚拟主机的web目录，这个目录可以是相对路径（相对路径是相对于nginx的安装目录）。也可以是绝对路径。
#proxy_pass：代理转发，如果在proxy_pass后面的url加/，表示绝对根路径；如果没有/，表示相对路径，把匹配的路径部分也给代理走。
#proxy_set_header：允许重新定义或者添加发往后端服务器的请求头。
#include：加载配置文件，后面介绍nginx多个配置文件时候会提到。
#root：定位localtion匹配的url资源路径。
#index：定义页面显示html，一般和alias配合使用。
        location / {       
            root   html;    
            index  index.html index.htm;
        }

    error_page  404              /404.html;       
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
        root   html;
    }
    
    
    #反向代理配置
    location /jyb {
        proxy_pass http://qurt/;
        proxy_read_timeout 1800s;
        proxy_set_header   Host $host:$server_port;
        proxy_set_header   X-real-ip  $remote_addr;
        proxy_set_header   X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
        proxy_set_header   X-Forwarded-Proto  $scheme; 
     }
 
    
     #采用uwsgi方式
     location /python/ {
         include uwsgi_params;
         uwsgi_pass 127.0.0.1:33333;
     }
    
    # FastCGI方式
    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;
    }
    
    #访问nginx本机目录的文件
    location / {
        root   /home/hk/;
        index  index.html index.htm;
    }
    
    location  /static/ {
         alias /var/static/;
    }

    # 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;
    }
}

##############upstram 模块################
# upstream 模块  负载均衡模块，通过一个简单的调度算法来实现客户端IP到后端服务器的负载均衡。
#Nginx的负载均衡模块目前支持4种调度算法:
#    weight 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，如果后端某台服务器宕机，故障系统被自动剔除，使用户访问不受影响。
#        weight指定轮询权值，weight值越大，分配到的访问机率越高，主要用于后端每个服务器性能不均的情况下。
#    ip_hash。每个请求按访问IP的hash结果分配，这样来自同一个IP的访客固定访问一个后端服务器，有效解决了动态网页存在的session共享问题。
#    fair。比上面两个更加智能的负载均衡算法。此种算法可以依据页面大小和加载时间长短智能地进行负载均衡，
#        也就是根据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。Nginx本身是不支持fair的，如果需要使用这种调度算法，必须下载Nginx的upstream_fair模块。
#    url_hash。按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，可以进一步提高后端缓存服务器的效率。Nginx本身是不支持url_hash的，
#        如果需要使用这种调度算法，必须安装Nginx 的hash软件包。

#在HTTP Upstream模块中，可以通过server指令指定后端服务器的IP地址和端口，同时还可以设定每个后端服务器在负载均衡调度中的状态。常用的状态有：
#    down，表示当前的server暂时不参与负载均衡。
#    backup，预留的备份机器。当其他所有的非backup机器出现故障或者忙的时候，才会请求backup机器，因此这台机器的压力最轻。
#    max_fails，允许请求失败的次数，默认为1。当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误。
#    fail_timeout，在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间。max_fails可以和fail_timeout一起使用。

#注意 当负载调度算法为ip_hash时，后端服务器在负载均衡调度中的状态不能是weight和backup。
#备注： nginx的worker_rlimit_nofile达到上限时，再有客户端链接报502错误. 用了log_format指令设置了日志格式之后，需要用access_log指令指定日志文件的存放路径。

upstream server_group {
    ip_hash;
    server 192.168.123.1:80;
    server 192.168.123.2:80 down;
    server 192.168.123.3:8080  max_fails=3  fail_timeout=20s;
    server 192.168.123.4:8080;
}

server {
    listen       80;
    server_name  localhost;

    location / {
        proxy_pass http://server_group/;
    }
}

}


######################nginx 中location中root和alias的区别 ####################
    nginx指定文件路径有两种方式root和alias，这两者的用法区别，使用方法总结了。
    root与alias主要区别在于nginx如何解释location后面的uri，这会使两者分别以不同的方式将请求映射到服务器文件上。
    [root]
        语法：root path
        默认值：root html
        配置段：http、server、location、if

[alias]
    语法：alias path
    配置段：location

root实例：

    location ^~ /t/ {
        root /www/root/html/;
    }
    如果一个请求的URI是/t/a.html时，web服务器将会返回服务器上的/www/root/html/t/a.html的文件。

alias实例：
    location ^~ /t/ {
        alias /www/root/html/new_t/;
    }
    如果一个请求的URI是/t/a.html时，web服务器将会返回服务器上的/www/root/html/new_t/a.html的文件。注意这里是new_t，
    因为alias会把location后面配置的路径丢弃掉，把当前匹配到的目录指向到指定的目录。
注意：
    1. 使用alias时，目录名后面一定要加"/"。
    2. alias在使用正则匹配时，必须捕捉要匹配的内容并在指定的内容处使用。
    3. alias只能位于location块中。（root可以不放在location中）

实战（核心在server这）

worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}


http {
   upstream  dalaoyang-server {
       server    localhost:10001;
       server    localhost:10002;
   }

server {
        listen       80;
        server_name  www.cpf.com;

        location / {
			proxy_pass http://dalaoyang-server;   #所有的请求都代理到上面的upstream app 里
			proxy_redirect default;
        }
	}
}

Nginx负载均衡

轮询

upstream  dalaoyang-server {
       server    localhost:8081;
       server    localhost:8082;
}

权重

upstream  dalaoyang-server {
       server    localhost:8081 weight=1;
       server    localhost:8082 weight=2;
}

iphash

upstream  dalaoyang-server {
       ip_hash; 
       server    localhost:8081 ;
       server    localhost:8082  ;
}

最少连接

upstream  dalaoyang-server {
       least_conn;
       server    localhost:8081 ;
       server    localhost:8082 ;
}

fair

upstream  dalaoyang-server {
       server    localhost:10001 weight=1;
       server    localhost:10002 weight=2;
       fair;  
}

限流

漏斗算法（信号量）

无论访问量多大，通过的请求就是限定的，其余请求依次排队等待

令牌桶算法（信号量）

获取到令牌的请求通过，反之处于等待状态，与漏斗区别在于漏斗是固定速率，令牌桶是平均速率，允许通过的请求可大可小

#限制访问速率
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=app:10m rate=2r/s;
10m缓存大小
rate每秒能处理的请求

limit_req zone=app burst=5;

实现动静分离

实现整个网站的动静分离，实现如下要求：

1.前端Nginx收到静态请求，直接从NFS中返回给客户端。

2.前端Nginx收到动态请求转交给通过FastCGI交给服务器处理。

----如果得到静态结果直接从NFS取出结果交给Nginx然后返回给客户端。

----如果需要数据处理服务器连接数据库后将结果返回给Nginx

3.前端Nginx收到图片请求以.jpg、.png、.gif等请求交给后端Images服务器处理

	location ~* \.(jpg|gif)$ {             # location匹配将图片交给Image处理
​       # proxy_pass http://localhost:90;      # Image服务器要开启web服务
		proxy_pass http://app1;
​    }

	error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
        root   html;
     }

镜像服务器

Nginx的proxy_store作用是直接把静态文件在本地硬盘创建并读取，类似于七牛或者又拍这样的镜像CDN功能（类似于oss），首次访问会自动获取源站的静态图片等文件，之后的访问就是直接从CDN服务器读取，加快了速度。

需要配置一下参数：

#启用缓存到本地的功能
  proxy_store on;
  #表示用户读写权限，如果在error中报路径不允许访问的话就用"chomod -R a+rw"将下面配置的路径改为相应的权限.
  proxy_store_access user:rw group:rw all:rw;
  #此处为文件的缓存路径，这个路径是和url中的文件路径一致的
  proxy_temp_path 缓存目录;
  #在上面的配置之后，虽然文件被缓存到了本地磁盘上，但每次请求仍会向远端拉取文件，为了避免去远端拉取文件，还必须增加：
  if ( !-e $request_filename) {
  proxy_pass http://192.168.10.10;
  }
  注："!-e $request_filename"正则表达式，匹配缓存目录中的文件与源文件是否存在。
 "http://192.168.10.10" 源服务器的地址，默认端口80，如监听其他端口，此处要指出，例如4000端口，http://192.168.10.10:4000

整体配置如下（修改nginx的配置文件nginx.conf）

location / {                 //这里的location是要换成自己经过精确匹配的location，比如要缓存图片要写成 "location ~*\.(gif|jpg|jepg|png|bmp)${"
    expires 3d;               //所有链接，浏览器缓存过期时间为3天
    proxy_set_header Accept-Encoding '';
    root /home/mpeg/nginx;          //此目录为服务器的根目录，下面的if语句就是判断此目录下是否有响应的文件
    proxy_store on;             //表示开启缓存
    proxy_store_access user:rw group:rw all:rw;//表示用户读写权限
    proxy_temp_path /home/mpeg/nginx;    //此处为文件的缓存路径，这个路径是和url根目录中的文件路径一致的
    if ( !-e $request_filename) {
        proxy_pass http://192.168.0.1;  //此处为要被代理的服务器的地址
    }
  }

高可用 热备部署 Nginx负载均衡HA（keepalived，LVS）

用nginx做负载均衡，作为架构的最前端或中间层，随着日益增长的访问量，需要给负载均衡做高可用架构，利用keepalived解决单点风险，一旦 nginx宕机能快速切换到备份服务器

安装 keepalived

yum install nginx keepalived pcre-devel  -y

配置keepalived高可用，修改主配置文件

两台均备份

cp /etc/keepalived/keepalived.conf keepalived.conf.bak

global_defs {
    vrrp_garp_interval 0
    vrrp_gna_interval 0
 }
 vrrp_instance VI_1 {
     state MASTER    #备用机 修改为 BACKUP
     interface enp0s8
     virtual_router_id 50
     priority 100   # 参数 备用比主机低就可以了 
     advert_int 1
     authentication {
         auth_type PASS
         auth_pass 1111
     }
	
	#核心
     virtual_ipaddress {
         192.168.56.120
     }
 }
~        

启动nginx集群

在启动keepalived

service keepalived start

停止指令

service keepalived stop
systemctl status keepalived -l     查看keepalived 状态

系统服务之间的备份

upstream app{
        server localhost:8081;
        server localhost:8082   BACKUP;
     }