Nginx进阶学习笔记

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Nginx

nginx 简介

什么是 nginx 和可以做什么事情

Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的服务器，处理高并发能力是十分强大的，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。

官网

正向代理

Nginx 不仅可以做反向代理，实现负载均衡。还能用作正向代理来进行上网等功能。

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。

需要在客户端配置代理服务器进行指定网站访问

反向代理

反向代理，其实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。

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。

负载均衡

客户端发送多个请求到服务器，服务器处理请求，有一些可能要与数据库进行交互，服务器处理完毕后，再将结果返回给客户端。

这种架构模式对于早期的系统相对单一，并发请求相对较少的情况下是比较适合的，成本也低。但是随着信息数量的不断增长，访问量和数据量的飞速增长，以及系统业务的复杂度增加，这种架构会造成服务器相应客户端的请求日益缓慢，并发量特别大的时候，还容易造成服务器直接崩溃。很明显这是由于服务器性能的瓶颈造成的问题，那么如何解决这种情况呢？

我们首先想到的可能是升级服务器的配置，比如提高 CPU 执行频率，加大内存等提高机器的物理性能来解决此问题，但是我们知道摩尔定律的日益失效，硬件的性能提升已经不能满足日益提升的需求了。最明显的一个例子，天猫双十一当天，某个热销商品的瞬时访问量是极其庞大的，那么类似上面的系统架构，将机器都增加到现有的顶级物理配置，都是不能够满足需求的。那么怎么办呢？

上面的分析我们去掉了增加服务器物理配置来解决问题的办法，也就是说纵向解决问题的办法行不通了，那么横向增加服务器的数量呢？这时候集群的概念产生了，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

Nginx 的安装

Centos7

参考博客

gcc -v
没有的话需要安装
yum -y install gcc

yum install -y pcre pcre-devel
yum install -y zlib zlib-devel
yum install -y openssl openssl-devel
cd /app
tar -zxvf nginx-1.12.2.tar.gz
cd nginx-1.12.2
./configure
make
make install
cd /usr/local/nginx/conf/
vi nginx.conf

修改监听端口
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

启动

cd /usr/local/nginx/sbin/
./nginx

查看进程

ps -ef | grep nginx

访问

http://centos7init:8888/

查看开放的端口号

firewall-cmd --list-all

设置开放的端口号

firewall-cmd --add-service=http –permanent

firewall-cmd --add-port=8888/tcp --permanent

重启防火墙

firewall-cmd –reload

常用命令

cd /usr/local/nginx/sbin

查看nginx 版本号

./nginx -v

启动 nginx

./nginx

停止 nginx

./nginx -s stop

重新加载 ngin

./nginx -s reload

Nginx 的配置文件

配置文件位置

cd /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

配置文件中的内容

包含三部分内容

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。配置服务器整体运行的配置指令

 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 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。

影响 Nginx 服务器与用户的网络连接

 worker_connections 1024;

支持的最大连接数为 1024

http 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.

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。

http 全局块

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

server 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。

反向代理

实现效果：使用 nginx 反向代理，访问 www.123.com 直接跳转到 127.0.0.1:8080

启动tomcat

window配置域名解析centos7init

配置nginx

    server {
        listen       80;//监听的端口号
        server_name  192.168.2.150;//centos7ip地址
        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
		proxy_pass http://127.0.0.1:8889;//代理ip
            index  index.html index.htm;
        }

访问

http://centos7init/

win10主机访问centos7init:80其实访问的是centos7ip地址:80;被nginx监听到(80端口，listen 80)反向代理到(http://127.0.0.1:8889)

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

配置两个tomcat

配置nginx

    server {
        listen       9001;
        server_name  192.168.2.150;

        location ~ /edu/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
  	location ~ /vod/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
        }
       }

测试

http://centos7init:9001/vod/index.html
http://centos7init:9001/edu/index.html

语法

local [ = | ~ | ~* | ^~] uri {
}

  • = ：用于不含正则表达式的 uri 前，要求请求字符串与 uri 严格匹配，如果匹配成功，就停止继续向下搜索并立即处理该请求。

  • ~：用于表示 uri 包含正则表达式，并且区分大小写。

  • ~*：用于表示 uri 包含正则表达式，并且不区分大小写。

  • ^~：用于不含正则表达式的 uri 前，要求 Nginx 服务器找到标识 uri 和请求字符串匹配度最高的 location 后，立即使用此 location 处理请求，而不再使用 location 块中的正则 uri 和请求字符串做匹配。

注意：如果 uri 包含正则表达式，则必须要有 ~ 或者 ~* 标识。

负载均衡

首先准备两个同时启动的 Tomcat在两台 tomcat 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 index.html，用于测试

在 nginx.conf 中进行配置

http {
     #gzip  on;
	# 负载均衡
	upstream myserver{
		server 192.168.2.150:8080;
		server 192.168.2.150:8081;
	}

 server {
        listen       80;
        server_name  192.168.2.150;
        location / {
		# proxy_pass http://127.0.0.1:8889;
		# 负载均衡
		proxy_pass http://myserver;
            index  index.html index.htm;
        }

访问

http://centos7init/edu/index.html

nginx 分配服务器策略

第一种 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。

第二种 weight

weight 代表权重默认为 1,权重越高被分配的客户端越多

upstream myserver{
	server 192.168.2.150:8080 weight=10;
	server 192.168.2.150:8081 weight=10;
}
第三种 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

upstream myserver{
	ip_hash;
	server 192.168.2.150:8080;
	server 192.168.2.150:8081;
}
第四种 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。

upstream myserver{
	server 192.168.2.150:8080;
	server 192.168.2.150:8081;
	fair;
}

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，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），我这里设置 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。

使用

在本地根目录路径新建文件夹edu文件夹下新建www(index.html)和image(54.jpg)文件夹

配置nginx

	server {
        listen       80;
        server_name  192.168.2.150;
        location /www/{ # 浏览器访问xx.xx.xx.xx/www/
            root   /edu/; #访问/edu/路径
            index index.html index.htm;
          }
        location /image/{# 浏览器访问xx.xx.xx.xx/image/
            root   /edu/; # 访问/edu/路径
            autoindex on;//将文件列出
          }

测试

http://centos7init/www/index.html/
http://centos7init/image/

Nginx配置高可用的集群

配置

两台服务器分别安装nginx

分别安装keepalived

yum install keepalived –y

安装之后，在etc里面生成目录keepalived，有文件keepalived.conf

cd /etc/keepalived
vi keepalived.conf

修改为

global_defs {# 全局定义
 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 # 访问到主机   /etc/hosts文件 （127.0.0.1 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2s）
 weight 2 #权重
}
vrrp_instance VI_1 {
 state MASTER # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP 
 interface ens33 //网卡 通过ifconfig获得
 virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
 priority 100 # 主、备机取不同的优先级，主机值较大(100)，备份机值较小(90)
 advert_int 1
 authentication {
 auth_type PASS # 校验方式为密码 1111
 auth_pass 1111
 }
 virtual_ipaddress {
 192.168.17.50 // VRRP H 虚拟地址
 } }

/usr/local/src/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启动路径
 sleep 2
 if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
 killall keepalived
 fi
fi

从服务器

global_defs {# 全局定义
 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
}
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 通过ifconfig获得
 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(100)，备份机值较小(90)
 advert_int 1
 authentication {
 auth_type PASS
 auth_pass 1111
 }
 virtual_ipaddress {
 192.168.17.50 // VRRP H 虚拟地址
 } }

脚本/usr/local/src/nginx_check.sh

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
 /usr/local/nginx/sbin/nginx #nginx启动路径
 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

最终测试

在浏览器地址栏输入 虚拟 ip 地址

192.168.17.50

查看虚拟ip绑定

ip a

把主服务器（192.168.17.129）nginx 和 keepalived 停止，再输入

192.168.17.50

查看虚拟ip绑定

ip a

Nginx的原理

nginx.png

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

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。

木木就是两个木木木

愿生活不太拥挤，愿笑容不必刻意。