實戰Nginx_取代Apache的高性能Web服務器

時間 2019-12-28

標籤實戰 nginx 取代 apache 高性能 web 服務器欄目 Nginx 简体版

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nginx的配置文件詳解javascript

worker_processes 24;php

#指定工做衍生進程數，（通常等於CPU的總核數或者總核數的兩倍，例如兩個4核CPU，總核數爲8）css

worker_rlimit_nofile 51200#指定文件描述符數量java

event{ use epoll}#linux 下默認的I/O網絡模型，默認採用的是epoll模型。linux

worker_connections 65535;#容許的鏈接數nginx

client_max_body_size 8m#設置客戶端可以上傳的文件的大小web

#開啓gzip壓縮功能正則表達式

gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 4 16k;
gzip_http_version 1.0;
gzip_comp_level 2;
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
gzip_vary on;算法

#寫個判斷機制

if ($request_uri ~* ^.*\.svn.*$) {
return 404;
}

if ($request_filename !~ (/index.php/jsapi|/fonts|/javascript) ) {
                rewrite ^/(.*)$ /index.php/user/$1 last;
                break;
        }

#域名重定向連接

server {
       listen 80;
       server_name ftchinese.com;
       rewrite ^/(.*)   http://www.ftchinese.com/$1 permanent;
    }

#對於每一條日誌記錄，日誌文件都將先打開文件，再寫入日誌記錄，而後立刻關閉，爲了提升包含變量的日誌文件存放路徑的性能，需用open_log_file_cache指令設置常常被使用的日誌文件描述符緩存。

open_log_file_cache max=N [inactive=time] [min_uses=N] [valid=time] | off 該指令默認是禁止的

open_log_file_cache off

lnmp環境的配置和優化：

提升PHP（FastCGI）,什麼是FastCGI呢？

FastCGI是語言無關的、可伸縮架構的CGI開放擴展，其主要行爲是將CGI解釋器進程保持在內存中並所以獲取較高的性能。總所周知，CGI解釋器的反覆加載是CGI
性能低下的主要緣由，若是CGI解釋器保持在內存中並接受FastCGI進程管理調度，則能夠提供良好的性能、伸縮性、Fail-Over特性等。

FastCGI的工做原理是：
（1）、FastCGI進程管理自身初始化，啓動多個CGI解釋器進程（多個php-cgi進程）並等待來自Web Server的連接。在本文中，採用PHP-FPM進程管理器啓動多個php-cgi FastCGI進程。啓動php-cgi FastCGI進程時，能夠配置以TCP和UNIX套接字兩種方式啓動。
（2）、當客戶端請求到達Web服務器時，web服務器將請求採用TCP協議或者UNIX套接字方式轉發到FastCGI主進程，FastCGI主進程選擇並鏈接到一個CGI解釋器（子進程）。web服務器將CGI環境變量和標準輸入發送到FastCGI子進程php-cgi。
（3）、FastCGI進程完成處理後將標準輸出和錯誤信息從同一鏈接返回web服務器。當FastCGI子進程關閉鏈接時，請求便告知處理完成。FastCGI子進程接着等待並處理來自FastCGI進程管理器的下一個鏈接。而在通常的普通CGI模式中，php-cgi在此時已經退出了。
因此能夠想象普通的CGI模式到底有多慢。每個web請求PHP都必須從新解析php.ini、從新載入所有擴展並從新初始化所有數據結構。使用FastCGI,全部這些都只在進程啓動時發生一次。一個額外好處是：持續數據庫鏈接能夠工做。

nginx負載均衡的主要模塊之HTTP Upstream模塊

Upstream模塊是nginx負載均衡的主要模塊，它提供了一個簡單的方法來實如今輪詢和客戶端IP之間的後端服務器負載均衡，並能夠對後端服務器進行健康檢查。

ip_hash指令

語法：ip_hash

默認值：None

使用環境：Upstream

當對後端的多臺動態應用服務器作負載均衡時，ip_hash指令可以將某個客戶端IP的請求經過哈希算法定位到同一臺服務器上。這樣，當來自某個IP的用戶在後端web服務器A上登陸後，再訪問該站點的其餘URL,能保證其訪問的仍是後端web服務器A。若是不採用IP_hash指令，假設來自某個ip的用戶在後端web服務器A上登陸後，再訪問該站點的其餘URL，有可能被定向到後端Web服務器B,C...上，因爲用戶登陸後session信息記錄在服務器A上的，B,C...上沒有，這時就會提示用戶未登陸。

使用ip_hash指令沒法保證後端服務器的負載均衡，可能有些後端服務器接收到的請求多，有些後端服務器接收到的請求少，並且設置後端服務器權重等方法將不起做用。因此，若是後端的動態應用服務器可以作到session共享，仍是建議採用後端服務器的session共享方式來代替nginx的ip_hash方式。

若是後端服務器有時要從nginx負載均衡（已使用ip_hash）中摘除一段時間，你必須將其標記爲「down」,而不是直接從配置文件中刪除或者註釋掉該後端服務器的信息。
upstream backend{
ip_hash;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
server backend3.example.com down;#當原來爲4臺服務器時，3標記爲down後，nginx仍然會按4臺服務器進行哈希。若是直接註釋掉，nginx會按照3臺服務器進行從新哈希，原來哈希到server1 上的ip地址可能被哈希到server2上邊，原來的session就會失效。

server backend4.example.com
}

server指令

server
語法：servername[parameters]
默認值：none
使用環境：upstream
該指令用於指定後端服務器的名稱和參數。服務器的名稱能夠是一個域名、一個ip地址、端口號或UNIX Socket。

在後端服務器名稱以後，能夠跟如下參數：
a、weight=NUMBER---設置服務器的權重，權重數值越高，被分配到的客戶端請求數越多。若是沒有權重，則爲默認值權重1
b、max_fails=NUMBER---在參數fail_timeout指定的時間內對後端服務器請求失敗的次數，若是檢測到後端服務器沒法鏈接或者發生服務器錯誤（404除外），則標記爲失敗。若是沒有設置，則默認值爲1，設爲數值0將關閉這項檢查。

c、fail_timeout=TIME---在經歷參數max_fails設置的失敗次數後，暫停的時間
d、down---標記服務器爲永久離線狀態，用於ip_hash指令
e、backup---僅僅在非backup服務器所有宕機或者繁忙的時候才啓用。

upstream backend{
server backend1.example.com weight=5;
server 127.0.0.1:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server unix:/tmp/backend3;
}

upstream 指令
語法：upstream name{...}
默認值：none
使用環境：http
該指令用於設置一組能夠在proxy_pass和fastcgi_pass指令中使用的代理服務器，默認的負載均衡方式爲輪詢。示例以下：

upstream backend{
server backend1.example.com weight=5;
server 127.0.0.1:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
server unix:/tmp/backend3；
}

upstream相關變量

log_format timing '$remote_addr - $remote_user [$time_local] $request '
       ' upstream_response_time $upstream_response_time'
       'msec $msec request_time $request_time';

log_format up_head '$remote_addr - $remote_user [$time_local] $request '
       ' upstream_http_content_type $upstream_http_content_type' ;

upstream模塊擁有如下的變量：

$upstream_addr
處理請求的upstream服務器地址

$upstream_status
upstream服務器的應答狀態

$upstream_response_time
upstream服務器響應時間（毫秒），多個響應以逗號和冒號分割

$upstream_http_$HEADER
任意的HTTP協議頭信息。如：$upstream_http_host

nginx負載均衡服務器的雙機高可用

第一種方式：

(1)、www.youedomain.com域名解析到虛擬IP 61.1.1.2上。
(2)、正常狀況下，主機61.1.1.4綁定虛擬IP61.1.1.2
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1
(3)、用戶訪問www.youedomain.com（虛擬ip61.1.1.2）實際訪問的是主機61.1.1.4.而備機61.1.1.5則處於空閒狀態
(4)、若是主機61.1.1.4發送故障，備機61.1.1.5將在幾秒鐘以內接管虛擬ip61.1.1.2，與本身綁定，併發送ARPing包給IDC的公網網關刷新MAC地址。
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1
(5)、這時，用戶訪問www.youedomain.com（虛擬ip地址爲61.1.1.2）實際上訪問的是備機61.1.1.5,從而實現故障轉移與高可用，避免了單點故障。
注意：此種方式還能夠利用基於VRRP路由協議的Keepalived軟件來實現。

第二種方式：
（1）、www.yourdomain.com域名經過DNS輪詢解析到虛擬IP61.1.1.3和61.1.1.3上
（2）、正常狀況下，server1 61.1.1.4綁定虛擬ip61.1.1.2，server261.1.1.5綁定虛擬IP地址61.1.1.3.
（3）、在server1上執行以下命令：
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1

（4）、在server2上執行如下命令：
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.3 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.3 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1

（5）、用戶訪問www.yourdomain.com（虛擬ip地址爲61.1.1.2和61.1.1.3）其實是根據DNS輪詢訪問兩天負載均衡服務器，兩臺服務器均處於活的狀態。
（6）、若是server1發生故障，server2將在幾秒鐘以內接管server1的虛擬ip61.1.1.2，與本身綁定，併發送ARPing包給IDC的公網網關刷新MAC地址，server2同時綁定61.1.1.2和61.1.1.3兩個虛擬ip
（7）、在server2上執行以下命令：
/sbin/ifconfig eth0:1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up
/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:1
/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1

nginx的Rewrite規則與實例

rewrite主要的功能就是實現url的重寫，nginx的rewrite規則採用PCRE，Perl兼容正則表達式的語法進行規則匹配，若是您須要nginx的rewrite功能，在編譯nginx以前，必須編譯安裝pcre庫。

rewrite的應用：經過rewrite規則，能夠實現規範的URL、根據變量來作URL轉向及選擇配置。例如：
一些使用MVC框架的程序只有一個入口，能夠經過rewrite來實現。一些動態URL地址須要假裝成靜態HTML。便於搜索引擎抓取，也須要rewrite來處理。一些用於目錄結構、域名變化的舊URL，也必須跳轉到新的URL上，也能夠經過rewrite來處理。

rewrite指令的最後一項參數爲flag標記，支持的flag標記主要有如下幾種：
a、 last ：至關於Apache裏德(L)標記，表示完成rewrite；
b、 break；本條規則匹配完成後，終止匹配，再也不匹配後面的規則
c、 redirect：返回302臨時重定向，瀏覽器地址會顯示跳轉後的URL地址
d、 permanent：返回301永久重定向，瀏覽器地址欄會顯示跳轉後的URL地址
e、 last和break用來實現URL重寫，瀏覽器地址欄URL地址不變

nginx rewrite規則相關指令有if、rewrite、set 、return、break等，其中rewrite是最關鍵的指令。

break指令
語法：break
默認值：none
使用環境：server，location，if
該指令的做用是完成當前的規則集，再也不處理rewrite指令
示例以下：
if ($slow) {
limit_rate 10k;
break
}

if指令
語法：if(condition){...}
默認值：none
使用環境：server，location
該指令用於檢查一個條件是否符合，若是條件符合，則執行大括號內的語句。if指令不支持嵌套，不支持多個條件&&和||處理。

如下信息能夠被指定爲條件：
（1）變量名：錯誤的值包括：空字符串""，或者任何以0開始的字符串；
（2）變量比較可使用"="(表示等於)和"!="(表示不等於)運算符；
（3）正則表達式模式匹配可使用"~*"和"~"符號；

（4）「~」符號表示區分大小寫字母的匹配；
（5）"~*"符號表示不區分大小寫字母的匹配（例如firefox與FireFox是匹配的）；
（6）「!~」和「!~*」符號的做用恰好和"~"、"!~*"相反，表示不匹配；
（7）"-f"和"!-f"用來判斷文件是否存在；
（8）"-d"和"!-d"用來判斷目錄是否存在；
（9）"-e"和"!-e"用來判斷文件或目錄是否存在；
（10）"-x"和"!-x"用來判斷文件是否可執行。

部分正則表達式能夠在圓括號"()"內，其值能夠經過後面的變量$1至$9訪問，示例：

if ($http_user_agent ~MSIE) {
rewrite ^(.*)$ /mise/$1 break;
}

return指令
語法：return code
默認值：none
使用環境：server，location，if
該指令用於結束規則的執行並返回狀態碼給客戶端。狀態碼能夠這些值：204,400,402~406,408,410,411,413,416及500~504。此外，非標準狀態碼444將以不發送任何Header頭的方式結束鏈接。

注意：某些代理服務器在DNS查詢超時時會返回400或者500的錯誤.

rewrite指令
語法：rewrite regex replacement flag
默認值：none
使用環境：server，location，if
該指令根據表達式來重定向URI，或者修改字符串。指令根據配置文件中的順序來執行。
注意：重寫表達式只對相對路徑有效。若是你想配對主機名，你應該使用if語句，代碼以下：
if ($host ~* www\.(.*)) {
set $host_without_www $1;
rewrite ^(.*)$ http://$host_without_www$1 permanent;#$1contains '/foo',not 'www.mydomain.com/foo'
}

若是替換串以http://開頭，將會採用301或302跳轉進行URL重定向

在以上的標記中，last和break用來實現URI重寫，瀏覽器地址欄的URL地址不變，但在服務器訪問的路徑發生了變化。redirect和permanent用來實現URL跳轉，瀏覽器地址欄會顯示跳轉後的URL地址。
last和break標記的實現功能相似，但兩者之間有細微的差異，使用alias指令時必須用last標記，使用proxy_pass指令時要使用break標記。last標記在本條rewrite規則執行完畢後，會對其所在的server[......]標籤從新發起請求，而break標記則在本條規則匹配完成後，終止匹配，再也不匹配後面的規則。以下：必須使用break標記，使用last會致使死循環：

location /cms/{
proxy_pass http://test.yourdomain.com;
rewrite "^/cms/(.*)\.html$" /cms/index.html break;
}

所以，通常在根location中（即location /{...}）或直接在server標籤中編寫rewrite規則，推薦使用last標記，在非根location中（例如：location /cms/{...}）,
則使用break標記。如：
rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.mp3 last;
rewrite ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.ra last;
return 403;

location /download {
rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.mp3 break;
rewrite ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.ra break;
return 403;
}

若是被替換的URI中含有參數（即相似/app/test.php?if=5之類的URI），默認狀況下參數會被自動附加到替換串上，你能夠經過在替換串的末尾加上？標記來解決這一問題。
rewrite ^/users/(.*)$ /show?user=$1? last;

下面咱們來比較一下，不加？標記和加上？標記的URL跳轉區別：
rewrite ^/test(.*)$ http://www.yourdomain.com/home permanent;
訪問http://www.yourdomain.com/home/test?id=5 通過301跳轉後的URL地址爲：http://www.yourdomain.com/home?id=5
rewrite ^/test(.*)$ http://www.yourdomain.com/home? permanent;
訪問http://www.yourdomain.com/home/test?id=5通過301跳轉後的URL地址爲http://www.yourdomain.com/home
注意：對於({和}）來講，他們既能用在重定向的正則表達式裏，也能用在配置文件裏分割代碼塊，爲了不衝突，正則表達式裏若是帶花括號，應該用雙引號（會在單引號）包圍。以下：
/photos/123456
重定向到：
/path/photos/12/1234/123456.png
能夠用如下方法（注意雙引號）:
rewrite "/photos/([0-9]{2})([0-9]{2})([0-9]{2})"
/path/to/photos/$1/$1$2/$1$2$3.png;

set指令
語法：set variable value
默認值：none
使用環境：server，location，if
該指令用於定義一個變量，並給變量賦值。變量的值能夠是文本、變量及文本變量的聯合。
示例：
set $varname 'hello';

uninitialized_variable_warn 指令
語法：uninitialized_variable_warn on|off
默認值：uninitialized_variable_warn on
使用環境：http,server,location,if
該指令用於開啓或關閉記錄關於未初始化變量的警告信息，默認值爲開啓。

nginx的rewrite規則編寫示例：
文件和目錄不存在時，重定向到某個PHP文件上。適用於WordPress 等MVC結構的開源博客系統：

#-e filename 若是 filename存在，則爲真
if (!-e $request_filename){
    rewrite ^/(.*)$ /index.php last;
}

多目錄轉成參數 abc.domain.com/sort/2 =>abc.domain.com/index.php?act=sort&name=abc&id=2:

if ($host ~* (.*)\.domain\.com) {
    set $sub_name $1;
    rewrite ^/sort\/(\d+)\/?$ /index.php?act=sort&cid=$sub_name&id=$1 last;
}

目錄對換 /123456/xxxx ->/xxxx?id=123456:
rewrite ^/(\d+)/(.+)/ /$2?id=$1 last;

若是客戶端使用IE瀏覽器，則重定向到/nginx-ie目錄下：
if ($http_user_agent ~ MSIE) {
   rewrite ^(.*)$ /nginx-ie/$1 break;
}

禁止訪問多個目錄：
location ~^/(cron|templates)/{
    deny all;
    break;
}

禁止訪問以/data開頭的文件：
location ~^/data {
    deny all;
}

設置某些類型文件的瀏覽器緩存時間：
location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|pnf|bmp|swf)$
{
    expires 30d;
}
location ~ .*\.(js|css)?$
{
    expires 1h;
}
將多級目錄下的文件轉換成一個文件/job-1234-456-789.html指向job/123/456/789.html:
rewrite ^/job-([0-9]+)-([0-9]+)-([0-9]+)\.html$ /job/$1/$2/jobshow_$3.html last;

禁止訪問以.sh 、 .flv 、 .mp4爲文件名後綴的URL地址：
location ~ .*\.(sh|flv|mp4)?$ {return 403;}

由以上示例能夠看出，Apache的rewrite規則改成nginx的rewrite規則，其實很簡單：Apache的rewriterule指令轉換成nginx的rewrite指令，Apache的[L]標記換成nginx的last標記，中間的內容不變。
若是Apache的rewrite規則改成nginx的rewrite規則後，使用nginx -t命令檢查發現nginx.conf配置文件有語法錯誤（主要是大括號引發的），那麼能夠嘗試給條件加上引號。以下爲錯誤：
rewrite ^/([0-9]{5}).html$ /x.jsp?id=$1 last;
加上引號就正確了：
rewrite "^/([0-9]{5}).html$" /x.jsp?id=$1 last;

apache 與nginx的rewrite規則在URL跳轉時有細微的區別：
Apache rewrite的規則，以下：
RewriteRule ^/html/tagindex/([a-zA-Z])/.*$/$1/ [R=301,L]
nginx 的規則：
rewrite ^/html/tagindex/([a-zA-Z]+)/.$ http://$host/$1 permanent;
Apache與nginx的rewrite規則在變量名稱方面也有區別。

介紹：Apache和nginx rewrite規則的一些功能相同或者相似的指令、標記對應關係
Apache的RewriteCond指令對應nginx的if指令

Apache的RewriteRule指令對應nginx的rewrite指令；

Apache的[R]標記對應nginx的redirect標記

Apache的[P]標記對應nginx的last標記

Apache的[R,L]標記對應nginx的redirect標記；

Apache的[P,L]標記對應nginx的last標記；

Apache的[PT,L]標記對應nginx的last標記；

nginx的web緩存服務nginx的web緩存服務器主要有proxy_cache相關指令集和fastCGI相關指令集構成，前者用於反向代理時，對後端內容源服務器進行緩存，後者主要用於對fastCGI的動態程序進行緩存。proxy_cache相關指令集一、proxy_cache指令語法：proxy_cache zone_name;默認值：None使用環境：http,server,location該指令用於設置哪一個緩存區將被使用，zone_name值爲proxy_cache_path指令建立的緩存區的名稱。二、proxy_cache_path語法：proxy_cache_path path[level=number] keys_zone=zone_name:zone_size[inactive=time] [max_size=size]默認值：None 使用環境：http該指令用於設置緩存文件的存放路徑：示例以下：proxy_cache_path /data0/proxy_cache_dir levels=1:2 keys_zone=cache_one: 500m inactive=1d max_size=30g;注意：該指令只能在http標籤內配置，levels指定該緩存空間有兩層目錄，第一層目錄爲1個字母，第二層爲2個字母，保存的文件名會相似/data0/proxy_cache/c28/brwvfege3454565555555-er4t54t5g5665c;keys_zone參數用來爲這個緩存區起名，500m指內存緩存空間大小500MB；inactive的1d指若是緩存數據在1天內沒有被訪問，將被刪除；max_size的30g是指磁盤緩存空間爲30G。三、proxy_cache_methods指令語法：proxy_cache_methods[GET HEAD POST]默認值：proxy_cache_methods GET HEAD;使用環境：http，server，location該指令用於設置緩存那些http方法，默認緩存http get/head方法。不緩存http post 方法；四、proxy_cache_min_uses指令語法：proxy_cache_min_uses the_number;默認值：proxy_cache_min_uses 1；使用環境：http、server、location該指令用於設置緩存的最小使用次數，默認爲1五、proxy_cache_valid指令語法：proxy_cache_valid reply_code[reply_code...]time;默認自：None使用環境：http、server、location該指令用於對不一樣返回狀態碼的URL設置不一樣的緩存時間，例如：proxy_cache_valid 200 302 10m; #設置200,302狀態的URL緩存10分鐘proxy_cache_valid 404 1m;#設置404的緩存時間爲1分鐘proxy_cache_valid 5m;#若是不指定狀態碼，直接指定緩存時間，則只有200 301 302 狀態的URL緩存5分鐘。proxy_cache_valid 200 302 10m;proxy_cache_valid 301 1h;proxy_cache_valid any 1m;#對沒有單獨設置的狀態碼，所有設置緩存時間爲1分鐘。六、proxy_cache_key指令語法：proxy_cache_key line；默認值：None使用環境：http，server，location該指令用於設置web緩存的key值，nginx根據key值md5哈希存儲緩存。通常根據$host（域名）、$request_uri（請求路徑）等變量組合成proxy_cache_key。如：proxy_cache_key "$host:$server_port$uri$is_args$args";注意：經過ngx_cache_purge模塊編譯安裝到nginx中，用來清除指定URL的緩存。