Nginx的基础应用

Nginx是一款轻量级的Web和反向代理服务器，它的诞生主要是为了解决C10K的问题，它具有较多的特性；

Nginx的特性：

 1、模块化设计，具有较好的扩展性

 2、具有高可靠性

 3、支持热部署：可以在不影响用户使用的情况下，升级老版本；可以不停机更新配置文件、更换日志文件、更换服务器程序版本

 4、低消耗内存：10K个keepalive连接模式下的非活动连接仅消耗2.5M内存

 5、是event-driven事件驱动模型：具有一个主进程，多个子进程，每个子进程响应多个请求

 

Nginx的基本功能：

 1、静态资源的web服务器

 2、可以作为http协议的正反向代理服务器

正向代理：Nginx作为服务器，可直接响应资源给客户端

反向代理：Nginx作为代理器，客户端不直接和服务器交流，而是通过和代理服务器的代理器来交流；通过代理器来读取服务器中的资源，从而响应给客户端

 3、支持pop3/imap4协议反向代理服务器

 4、支持FastCGI、UWSGI等

 5、支持模块化：例如ssl、zip

Nginx的程序架构图：

Master：Master为主进程，主要作用是加载配置文件、管理worker进程、可进行平滑升级

Worker：worker为子进程，由master主进程生成，一个worker进程可以处理多个客户端请求；主要作用是接受客户端请求、http代理、FastCGI代理、Memcache代理、在磁盘内缓存以及管理磁盘内的缓存

准备环境：

虚拟机1：nginx	IP：172.18.42.200
虚拟机2：httpd（后端主机）	IP：172.18.42.201
虚拟机3：httpd（后端主机）	IP：172.18.42.202

一、实现“ngx_http_auth_basic_module”认证机制

1、虚拟机1安装nginx服务

[root@node0 ~]# yum install nginx

2、编辑nginx主配置文件

[root@node0 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf  ##nginx的主配置文件
server {
listen 80;  ##监听的端口
server_name localhost;
root /www/lweim/;   ##指定读取资源路径
location /nginx {
  auth_basic "Show your Information";  ##指定提示页
  auth_basic_user_file /etc/nginx/.ngxpasswd;   ##指定密码文件路径
}
}
[root@node0 nginx]# htpasswd -c -m /etc/nginx/.ngxpasswd lweim   ##创建虚拟用户“lweim”
-c：当.nginxpasswd这个文件不存在时需使用
-m：使用md5算法
[root@node0 ~]# echo "172.18.42.200 Nginx 1" > /www/lweim/nginx/index.html

3、访问web页面

二、实现“ngx_http_stub_status_module”基本状态信息

1、编辑配置文件

[root@node0 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
server {
  listen       80;
  server_name  localhost;
  root /www/lweim/;
  location /status {  ##指明状态页面目录
  stub_status on;  ##开启状态页
  }
}
[root@node0 ~]# mkdir /www/lweim/status/  ##创建状态页目录

2、访问web

Active  connections：处于活动状态的客户端连接数量

Accepts：已经接受客户端的总请求数量

Handled：已经处理客户单的总请求数量

Request：客户端发出的总请求数量

Reading：正在读取客户端请求报文首部的连接数量

Writing：正在向客户端发送响应报文的连接数量

Waiting：正在等待客户端发出请求的空闲进程数

三、实现“ngx_http_ssl_module”https请求

1、在未修改配置文件之前尝试访问“https://172.18.42.200”

2、修改配置文件

server {
  listen  80;
  server_name  localhost;
  root /www/lweim/;
}
 
server {
  listen  443 ssl;  ##https监听在tcp的443端口
  server_name  localhost;
 
  ssl_certificate    /etc/nginx/ssl/ngx.crt;  ##指明ngx.crt的文件路径
  ssl_certificate_key  /etc/nginx/ssl/ngx.key;  ##指明ngx.key的文件路径
 
  ssl_session_cache  shared:SSL:1m;
  ssl_session_timeout    5m;
 
  ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
  ssl_prefer_server_ciphers  on;
 
  location /nginx {
  }
}

Ssl  on | off：是否启用当前虚拟主机的ssl功能

Ssl_ certificate  file：当前虚拟主机使用的PEM格式的证书文件

Ssl_certificate_key  file：当前虚拟机使用的证书文件中的公钥配对的私钥文件路径，依然是PEM格式

Ssl_protocols [SSLv2] [SSLv3] [TLSv1] [TLSv1.1] [TLSv1.2]：表示ssl协议的版本；摩恩为后3个

Ssl_session_cache off | none | [ builtin [ : size ] ]  [ shard : name : size ]：指明ssl会话缓存的机制

  builtin：使用openssl内建的缓存机制，对此机制为各worker独有

  shared：在各个worker进程共享的缓存

name：缓存空间的名称

size：缓存空间的大小以字节为单位，每1MB内存可缓存4000个会话

Ssl_session_time  timeout：ssl会话时长，指ssl  session  cache中缓存条目时长

3、再次访问web

四、实现“ngx_http_rewrite_module”重写url

1、修改配置文件

location / {
 rewrite (.*)\.html$ $1.txt last;
 rewrite (.*)\.txt$ $1.jpg break;
}
##当用户第一次请求uri中以html结尾时，会把uri重写为以txt结尾并重新开始循环；
随后匹配到第二条rewrite，把uri中的txt更改为以jpg结尾的文件并响应给客户端

rewrite  regex  replacement [flag]

 regex：基于正则表达式，用于匹配用户请求的url

 replacement：为重写的结果

 Flag：

   Last：重写完成后停止对当前uri在location中的后续其他操作，而后更改为对新的uri做出新一轮处理

   Break：重写完成后停止对当前uri在当前location中的后续其他操作，直接返回给客户端

   Redirect：重写完成后，临时返回给客户端一个新的URL，随后浏览器在根据新的URL请求新的资源；响应码为302

   Premanent：重写完成后，永久返回给客户端一个新的URL，随后浏览器在根据新的URL请求信的资源；响应码为301

2、访问web服务

五、实现“ngx_http_gizp_module”压缩功能：只能用在http上下文

1、修改nginx配置文件

http {
 gzip  on;
 gzip_comp_level 6;
 gzip_disable msie6;
 gzip_http_version 1.0;
 gzip_types text/plain;
}

Gzip  on | off：启用或禁用gzip压缩响应报文

Gzip_comp_level level：指定压缩比，1-9；默认为1

Gzip_disable regex：regex是匹配客户端浏览器类型的模式，表示对所有匹配到的浏览器下不执行压缩响应

Gzip_min_length length：触发启用先压缩功能的响应报文的最小长度

Gzip_http_version：设定启用压缩响应功能时，协议的最小版本

Gzip_types：指定仅执行压缩的资源内容类型；默认为text/html

gzip_types text/plain、text/css、text/xml、application/x-javascript 、application/xml、application/json、application/java-script;

2、访问web

六、实现“ngx_http_fastcgi_module”

1、虚拟机2安装php-fpm服务

[root@node1 ~]# yum install php-fpm -y  ##安装php-fpm服务
[root@node1 ~]# vim /etc/php-fpm.d/www.conf  ##修改php-fpm的配置文件
listen = 172.18.42.201:9000   ##监听本地能与外部通信的IP地址
listen.allowed_clients = 172.18.42.200  ##监听具有httpd服务的IP
[root@node1 ~]# ss -tnl
State       Recv-Q Send-Q   Local Address:Port                  Peer Address:Port              
LISTEN      0      128      172.18.42.201:9000                             *:*

Nginx和php结合的方式只有fpm；php-fpm的工作方式类似于httpd的prefork模块

  Listen = ：指明本地能与外部通信的地址

  Listen.allow_clients = ：指明具有httpd服务的IP

  Pm = dynamic | static

   Pm.start_servers：启动fpm进程时启动的工作进程数量

   Pm.min_spare_servers：最少空闲进程数

   Pm.max_spare_servers：最大空闲进程数

   Pm.max_children：最大工作进程数

2、修改nginx的配置文件

location ~ \.php$ {
 fastcgi_pass   172.18.42.201:9000； ##指明fpm-php服务的IP
 fastcgi_index  index.php;
 fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /web/lweim/$fastcgi_script_name;
 include     fastcgi_params;
}

Fastcgi_pass：用来指明代理那个服务器（装了php-fpm的服务器能与外部监听的地址）

Fastcgi_index：fastcgi应用的主页面名称

Fastcgi_param：传递给fpm服务器参数

3、访问web

七、实现“fastcgi_cache_path”缓存：只能用在http上下文

1、修改nginx的配置文件

[root@node0 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
http {
fastcgi_cache_path /var/cache/nginx/fastcgi levels=1:2 keys_zone=ngxcache:10m;  ##定义缓存
}
 
location ~ \.php$ {
   fastcgi_pass 172.18.42.201:9000;
   fastcgi_index index.php;
   fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /web/lweim/$fastcgi_script_name;
   include fastcgi_params;
   fastcgi_cache ngxcache;    ##指明缓存名称
   fastcgi_cache_key $request_uri;    ##定义缓存键
   fastcgi_cache_valid 200 302 10m;  ##状态码200、302缓存10分钟
   fastcgi_cache_valid 301 1h;    ##状态码301缓存1个小时
   fastcgi_cache_valid 404 2h;    ##状态码404缓存2个小时
}

Fastcgi_cache_path path：指明缓存文件的路径

Fastcgi_cache zone | off：是否启用缓存，如果启用，需要指明缓存与那个cache文件中

Fastcgi_cache_key string：定义要使用的缓存键

Fastcgi_cache_methods GET | HEAD | POST：缓存那些类型的请求的相关数据

Fastcgi_cache_vaild [code..]  time：对不同响应码设定其可缓存时间

2、查看缓存目录

[root@node0 ~]# tree /var/cache/nginx/fastcgi/ 
/var/cache/nginx/fastcgi/
├── 1
│   └── af
│        └── e251273eb74a8ee3f661a7af00915af1
├── b
│   └── fe
│        └── c86156f7dcfecf44876ca30d1bac7feb
└── e
     └── 39
         └── f46b8508aa08a6f8670fb088b8a9739e

八、实现“ngx_http_proxy_module”

1、修改nginx配置文件

[root@node0 ]# vim nginx.conf
location ~ .*\.txt$ {    ##txt结尾的文件由虚拟机2来响应
 proxy_pass    
}
 
location ~ .*\.jpg$ {
 proxy_pass    ##jpg结尾的文件由虚拟机3来响应
}

（1）当proxy_pass后面的路径不带uri时，会将其location中的uri传递给后端主机   

location  /bbs  {
  proxy_pass http://172.18.42.200;
} 
  ##最终请求的路径为http://172.18.42.200/bbs

（2）当proxy_pass后面路径是一个uri时，它会将location中的uri替换为proxy_pass的后端主机

location  /bbs  {
  proxy_pass http://172.18.42.200/;
}   
##最终请求的路径为http://172.18.42.200；把“/bbs/”当做成“/”

（3）如果location定义其uri时使用了正则表达式模式匹配机制，则proxy_pass后的路径一定不能带uri

location  ~* \.php$  {
  proxy_pass  
}

2、配置虚拟机2

[root@node1 ~]# yum install httpd -y
[root@node1 ~]# echo "172.18.42.201 txt" > /var/www/html/wtc.txt 
[root@node1 ~]# systemctl start httpd.service

3、配置虚拟级3

[root@node1 ~]# yum install httpd -y
[root@node2 ~]# mv /root/wawa.jpg /var/www/html/wtc.jpg
[root@node1 ~]# systemctl start httpd.service

4、访问web

九、实现“proxy_set_header”，让后端主机记录源IP

1、在未修改配置文件之前查看后端主机的记录日志

[root@node1 ~]# tail /var/log/httpd/access_log
172.18.42.200 - - [25/May/2016:19:20:34 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 200 18 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:46.0) Gecko/20100101 Firefox/46.0"
172.18.42.200 - - [25/May/2016:19:20:34 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 200 18 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:46.0) Gecko/20100101 Firefox/46.0"
 ##后端主机记录的访问IP都是nginx自身的的IP

2、修改nginx的配置文件

[root@node0 nginx]# vim nginx.conf
location ~ .*\.txt$ {
 proxy_pass http://172.18.42.201;
 proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
}

3、修改虚拟机2httpd的配置文件

[root@node1 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
#LogFormat "%h %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined
LogFormat "%{X-Real_IP}i %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined

4、访问web之后查看后端主机的记录日志

[root@node1 ~]# tail /var/log/httpd/access_log
172.18.250.14 - - [25/May/2016:19:27:41 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 304 - "-" "Mozilla/5.0 (Wi
172.18.250.14 - - [25/May/2016:19:27:41 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 304 - "-" "Mozilla/5.0 (Wi
172.18.250.14 - - [25/May/2016:19:27:41 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 304 - "-" "Mozilla/5.0 (Wi
  ##记录的访问IP“172.18.250.14”为物理机的IP，做日志分析才有意义

十、实现实现“proxy_cache”缓存

1、修改nginx配置文件

http {
proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy levels=1:2 keys_zone=ngxcache:10m;
}
location ~ .*\.txt$ {
          proxy_pass http://172.18.42.201;
          proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
          proxy_cache ngxcache;
          proxy_cache_key $request_uri;
          proxy_cache_valid 200 302 404 1h;
        }

2、访问web之后查看缓存目录

root@node0 ~]# tree /var/cache/nginx/proxy/
/var/cache/nginx/proxy/
└── 5
    └── fd
        └── 19cbf2faabf255f790ebd83de4a42fd5

十一、实现“ngx_http_upstream_module”负载均衡

1、修改nginx配置文件

http  {
upstream web {   ##定义一个服务器组
  server 172.18.42.201 weight=1;
  server 172.18.42.202 weight=2;
    }
}
location / {
  proxy_pass    ##引用服务器组 
        }
}        
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.202 Web Server 2 .
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.202 Web Server 2 .
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
 ##实现了负载均衡

Upstream name {……}

  定义后端服务器组，可直接使用字符串

Server address {parameters}：指明服务器的地址和相关参数

  address：

IP[ : PORT ]：给定IP地址

HOSTNAME[ : PORT ]：当后端有多个虚拟主机时，应该使用hostname定义

Unix：/path/to/some_sock_file

  parameters：

Weight=number：后端服务器权重

Max_fails=number：设定最大失败重试次数

Fail_timeout time：设置服务器不可用的超时时长

Backup：备用主机；定义后端主机是否为一个sorry_server

Down：手动标记后自动下面，不在处理任何请求

 

2、实现源地址哈希调度算法

http  {
upstream web {
  server 172.18.42.201 weight=1;
  server 172.18.42.202 weight=2;
  ip_hash;   ##源地址哈希算法；将来自同一用户的请求始终发往同一主机上       
    }
}
location / {
  proxy_pass http://web; 
 }
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
 ##响应请求的始终是一台后端主机

Ip_hash：源地址哈希算法，只能用在upstream上下文；指定调度算法

Least_conn：最少连接调度方法，只能用在upstream上下文

Keepalive：指明尝试连接后端主机次数，只能用在upstream上下文中

3、“Health_check”对后端主机做健康检测：只能用在location上下文

  Interval=number：检测的频度，默认为5s

  Fails=number：判定为失败的检测次数

  Passes=number：判定为检测成功的次数

  Uri=uri：执行健康状态监测时请求的uri

  Match=name：基于哪个match做检测结果为“成功”或者“失败”的判断

  Port=port：向服务器的那个端口发起健康状态检测请求

4、“match  name”对后端主机做健康状态监测时，定义其结果判断标准的标准指令：只能用于http上下文

  Status：期望的响应码

Status CODE

Status ！CODE

Status  CODE~CODE

  Header：基于响应首部进行判断

Header HEADER=VALUE

Header HEADER！=VALUE

Header [!]HEADER

Header Header ~ VALUE

  Body：期望的响应码报文的主体部分应该有的内容

Body ~ “CONTENT”

Body ！~ “CONNTENT”

5、“hash key”：定义调度方法，可自定义基于何种信息（key）进行绑定：只能用在upstream上下文

  Hash $remote_addr：根据后端主机的IP地址进行绑定

  Hash $request_uri：绑定第一次访问的服务器，以后每次的访问都指定元的的那台服务器

  Hasg $cookie_username：根据客户端的cookie