nginx服務

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nginx 一、nginx簡介 nginx（發音同engine x）是一款輕量級的Web伺服器/反向代理伺服器及電子郵件（IMAP/POP3）代理伺服器，併在一個BSD-like協議下發行。 nginx由俄羅斯的程式設計師Igor Sysoev所開發，最初供俄國大型的入口網站及搜尋引擎Rambler ...


nginx

目錄

一、nginx簡介

nginx（發音同engine x）是一款輕量級的Web伺服器/反向代理伺服器及電子郵件（IMAP/POP3）代理伺服器，併在一個BSD-like協議下發行。

nginx由俄羅斯的程式設計師Igor Sysoev所開發，最初供俄國大型的入口網站及搜尋引擎Rambler使用。

第一個公開版本0.1.0發佈於2004年10月4日。其將源代碼以類BSD許可證的形式發佈，因它的穩定性、豐富的功能集、示例配置文件和低系統資源的消耗而聞名。2011年6月1日，nginx 1.0.4發佈。

nginx的特點是占有記憶體少，併發能力強，事實上nginx的併發能力確實在同類型的網頁伺服器中表現較好，中國大陸使用nginx網站用戶有：百度、京東、新浪、網易、騰訊、淘寶等。

二、nginx的特性與優點

1.nginx的特性

Nginx 可以在大多數 Unix Linux OS 上編譯運行，並有 Windows 移植版。Nginx 的1.20.0穩定版已經於2021年4月20日發佈，一般情況下，對於新建站點，建議使用最新穩定版作為生產版本，已有站點的升級急迫性不高。Nginx 的源代碼使用 2-clause BSD-like license。

Nginx 是一個很強大的高性能Web和反向代理服務，它具有很多非常優越的特性：

在連接高併發的情況下，Nginx是Apache服務不錯的替代品：Nginx在美國是做虛擬主機生意的老闆們經常選擇的軟體平臺之一。能夠支持高達 50,000 個併發連接數的響應，感謝Nginx為我們選擇了 epoll and kqueue作為開發模型。

  • 伺服器
    • Nginx作為負載均衡服務：Nginx 既可以在內部直接支持 Rails 和 PHP 程式對外進行服務，也可以支持作為 HTTP代理服務對外進行服務。Nginx採用C進行編寫，不論是系統資源開銷還是CPU使用效率都比 Perlbal 要好很多。
    • 處理靜態文件，索引文件以及自動索引;打開文件描述符緩衝。
    • 無緩存的反向代理加速，簡單的負載均衡和容錯。
    • FastCGI，簡單的負載均衡和容錯。
    • 模塊化的結構。包括 gzipping, byte ranges, chunked responses,以及 SSI-filter 等 filter。如果由 FastCG或其它代理伺服器處理單頁中存在的多個 SSI，則這項處理可以並行運行，而不需要相互等待。
    • 支持 SSL 和 TLSSNI。
  • 代碼
    • Nginx代碼完全用C語言從頭寫成，已經移植到許多體繫結構和操作系統，包括：Linux、FreeBSD、Solaris、Mac OS X、AIX以及Microsoft Windows。Nginx有自己的函數庫，並且除了zlib、PCRE和OpenSSL之外，標準模塊只使用系統C庫函數。而且，如果不需要或者考慮到潛在的授權衝突，可以不使用這些第三方庫。
  • 代理伺服器
    • 作為郵件代理服務：Nginx 同時也是一個非常優秀的郵件代理服務（最早開發這個產品的目的之一也是作為郵件代理伺服器），Last.fm 描述了成功並且美妙的使用經驗。
    • Nginx 是一個安裝非常的簡單、配置文件非常簡潔（還能夠支持perl語法）、Bug非常少的服務。Nginx 啟動特別容易，並且幾乎可以做到7*24不間斷運行，即使運行數個月也不需要重新啟動。你還能夠不間斷服務的情況下進行軟體版本的升級。

2.nginx的優點

  • 高併發連接：官方測試能夠支撐5萬併發連接，在實際生產環境中跑到2-3萬併發連接數
  • 記憶體消耗少：在3萬併發連接下，開啟的10個nginx進程才消耗150M記憶體（15M*10=150M）
  • 配置文件非常簡單：風格跟程式一樣通俗易懂
  • 成本低廉：nginx為開源軟體，可以免費使用。而購買F5 BIG-IP、NetScaler等硬體負載均衡交換機則需要十多萬至幾十萬人民幣
  • 支持Rewrite重寫規則：能夠根據功能變數名稱、URL的不同，將HTTP請求分到不同的後端伺服器群組
  • 內置的健康檢查功能：如果Nginx Proxy後端的某台Web伺服器宕機了，不會影響前端訪問
  • 節省帶寬：支持GZIP壓縮，可以添加瀏覽器本地緩存的Header頭
  • 穩定性高：用於反向代理，宕機的概率微乎其微
  • 模塊化設計：模塊可以動態編譯
  • 外圍支持好：文檔全，二次開發和模塊較多
  • 支持熱部署：可以不停機重載配置文件
  • 支持事件驅動、AIO（AsyncIO，非同步IO）、mmap（Memory Map，記憶體映射）等性能優化

三、nginx的功能及應用類別

1. nginx的基本功能

  • 靜態資源的web伺服器，能緩存打開的文件描述符
  • http、smtp、pop3協議的反向代理伺服器
  • 緩存加速、負載均衡
  • 支持FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（Python）等
  • 模塊化（非DSO機制），過濾器zip、SSI及圖像的大小調整
  • 支持SSL

2. nginx的擴展功能

  • 基於名稱和IP的虛擬主機
  • 支持keepalive
  • 支持平滑升級
  • 定製訪問日誌、支持使用日誌緩衝區提高日誌存儲性能
  • 支持URL重寫
  • 支持路徑別名
  • 支持基於IP及用戶的訪問控制
  • 支持速率限制，支持併發數限制

3. nginx的應用類別

  • 使用nginx結合FastCGI運行PHP、JSP、Perl等程式
  • 使用nginx作反向代理、負載均衡、規則過濾
  • 使用nginx運行靜態HTML網頁、圖片
  • nginx與其他新技術的結合應用

四、nginx的模塊，工作原理，工作模式

nginx由內核和模塊組成。其中，內核的設計非常微小和簡潔，完成的工作也非常簡單，僅僅通過查找配置文件將客戶端請求映射到一個location block（location是nginx配置中的一個指令，用於URL匹配），而在這個location中所配置的每個指令將會啟動不同的模塊去完成相應的工作。

1.nginx的模塊分類

nginx的模塊從結構上分為核心模塊、基礎模塊和第三方模塊

  • HTTP模塊、EVENT模塊和MAIL模塊等屬於核心模塊
  • HTTP Access模塊、HTTP FastCGI模塊、HTTP Proxy模塊和HTTP Rewrite模塊屬於基本模塊
  • HTTP Upstream模塊、Request Hash模塊、Notice模塊和HTTP Access Key模塊屬於第三方模塊

用戶根據自己的需要開發的模塊都屬於第三方模塊。正是有瞭如此多模塊的支撐，nginx的功能才會如此強大

nginx模塊從功能上分為三類，分別是：

  • Handlers（處理器模塊）。此類模塊直接處理請求，併進行輸出內容和修改headers信息等操作。handlers處理器模塊一般只能有一個
  • Filters（過濾器模塊）。此類模塊主要對其他處理器模塊輸出的內容進行修改操作，最後由nginx輸出
  • Proxies（代理器模塊）。就是nginx的HTTP Upstream之類的模塊，這些模塊主要與後端一些服務比如fastcgi等操作交互，實現服務代理和負載均衡等功能

nginx模塊分為：核心模塊、事件模塊、標準Http模塊、可選Http模塊、郵件模塊、第三方模塊和補丁等

  • nginx基本模塊：所謂基本模塊，指的是nginx預設的功能模塊，它們提供的指令，允許你使用定義nginx基本功能的變數，在編譯時不能被禁用，包括：
    • 核心模塊：基本功能和指令，如進程管理和安全。常見的核心模塊指令，大部分是放置在配置文件的頂部
    • 事件模塊：在Nginx內配置網路使用的能力。常見的events（事件）模塊指令，大部分是放置在配置文件的頂部
    • 配置模塊：提供包含機制

具體的指令，請參考nginx的官方文檔

2. nginx的工作原理

  1. nginx採用了非同步非阻塞的工作方式
    epoll模型：當有i/o事件產生時，epoll就會告訴進程哪個連接由i/o事件產生，然後進程就會處理這個事件。
    nginx配置use epoll後，以非同步非阻塞的方式工作，能夠處理百萬計的併發連接

  2. 處理過程：
    每進來一個請求，會有一個工作進程去處理，但不是全程進行處理，處理可以會發生阻塞的情況；

    比如：向後端伺服器轉發請求，那麼這個處理的工作進程不會一直等待，它會在發送完請求後，註冊一個事件等待後端伺服器返回；此時，再有新的請求，這個worker就很快再按這種方式處理；而一旦後端伺服器返回信息，就會觸發這個事件，worker就會進行處理，這個請求才會接著往下走；
    通過這種<快速處理並快速釋放請求>的方式，達到同樣的配置可以處理更大併發的目的

img

3. nginx的工作模式

1.master-worker模式
nginx啟動成功後，會有一個master進程和至少一個worker進程；
master進程負責處理系統信號、載入配置、管理worker進程

worker進程負責處理具體的業務邏輯

對外部來說，真正提供服務的時worker進程

優點：
穩定性高；一個worker進程掛掉後master進程會立即啟動一個新的worker進程，保證worker進程數量不變，降低服務中斷的概率;
配合Linux的cpu親和性的匹配中，可以充分利用多核cpu的優勢，提升性能;
處理信號、配置重新載入等可以做到儘可能不中斷服務;

2.單進程模式
nginx只有一個進程，nginx的所有工作都由這個進程負責

優點：可以很方便的利用gdb工具進行調試

缺點：
不支持平滑升級
任何的信號處理都可以造成服務的中斷
進程掛掉後，在沒有外部監控的情況下，無法重啟服務
生產環境中不會使用

nginx源碼部署

環境說明：

系統 主機名 IP
centos8 nginx 192.168.111.141 
//修改名字
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname nginx
[root@localhost ~]# bash
[root@nginx ~]# 

//關閉防火牆和selinux
[root@nginx ~]# setenforce 0
[root@nginx ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@nginx ~]# systemctl disable --now firewalld
[root@nginx ~]# reboot

//配置yum源
[root@nginx ~]# curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-vault-8.5.2111.repo
[root@nginx ~]# sed -i -e '/mirrors.cloud.aliyuncs.com/d' -e '/mirrors.aliyuncs.com/d' /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo

//創建用戶
[root@nginx ~]# useradd -rMs /sbin/nologin nginx

//安裝依賴包
[root@nginx ~]# dnf -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make wget vim

//創建日誌存放目錄
[root@nginx ~]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@nginx ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx

//下載nginx包並解壓
[root@nginx ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.2.tar.gz
[root@nginx ~]# tar xf nginx-1.20.2.tar.gz 

//進行編譯安裝
[root@nginx ~]# cd nginx-1.20.2
[root@nginx nginx-1.20.2]# ./configure \
 --prefix=/usr/local/nginx \
 --user=nginx \
 --group=nginx \
 --with-debug \
 --with-http_ssl_module \
 --with-http_realip_module \
 --with-http_gunzip_module \
 --with-http_gzip_static_module \
 --with-http_stub_status_module
[root@nginx nginx-1.20.2]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l) && make install

//安裝完成
[root@nginx nginx-1.20.2]# cd /usr/local/nginx/
[root@nginx nginx]# ls
conf  html  logs  sbin

nginx安裝後配置

//配置環境變數
[root@nginx ~]# echo "export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin" > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@nginx ~]# source /etc/profile.d/nginx.sh
                
//配置system啟動服務
[root@nginx ~]# vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx server daemon
After=network.target 
 
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
ExecReload=/bin/kill -HUP \$MAINPID
 
[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@nginx ~]# systemctl daemon-reload

//啟動nginx
[root@nginx ~]# systemctl enable --now nginx
[root@nginx ~]# ss -anlt
State        Recv-Q       Send-Q               Local Address:Port               Peer Address:Port       Process       
LISTEN       0            128                        0.0.0.0:80                      0.0.0.0:*                        
LISTEN       0            128                        0.0.0.0:22                      0.0.0.0:*                        
LISTEN       0            128                           [::]:22                         [::]:*

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