搭建Nginx服務器及深度優化（1）

時間 2019-11-06

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博文大綱：css

1、Nginx介紹

2、搭建Nginx服務器

3、Nginx服務的版本升級至1.2

4、修改Nginx服務頭部信息

5、nginx主配置文件中 location選項的詳解

6、配置https訪問Nginx

7、開啓Nginx訪問認證

1、Nginx介紹

Nginx專爲性能優化而開發，其最大的優勢就是它的穩定性和低系統資源消耗，以及對http併發鏈接的高處理能力，單臺物理服務器可支持20000~50000個併發請求，正是如此，大量提供社交網絡、新聞資訊、電子商務及虛擬主機等服務的企業紛紛選擇Nginx來提供web服務，目前中國大陸使用nginx網站用戶有：新浪、網易、騰訊,另外知名的微網誌Plurk也使用nginx。html

Nginx是一個很牛的高性能Web和反向代理服務器,它具備有不少很是優越的特性:前端

高併發鏈接：官方測試能支撐5萬併發鏈接，在實際生產環境中跑到2,~3W併發鏈接。

內存消耗少：在3W併發鏈接下，開啓的10個NGINX進程才消耗150M內存（15M*10=150M）

配置文件很是簡單：風格跟程序同樣通俗易懂。

成本低廉:Nginx做爲開源軟件，能夠無償使用，而購買F5 BIG-IP、NetScaler等硬件負載均衡交換機則須要十多萬至幾十萬人民幣。

支持rewrite重寫規則：可以根據域名、URL的不一樣，將HTTP請求分發到不一樣的後端服務器羣組。
內置的健康檢查功能：若是Nginx Proxy後端的後臺web服務器宕機了，不會影響前端訪問。

節省帶寬：支持GZIP壓縮，能夠添加瀏覽器本地緩存的Header頭。

穩定性高：用於反向代理，宕機的機率微乎其微。

對於一個 Web 服務器來講，一個請求的基本過程是：創建鏈接—接收數據—發送數據，在系統底層看來：上述過程（創建鏈接—接收數據—發送數據）在系統底層就是讀寫事件。
若是採用阻塞調用的方式，當讀寫事件沒有準備好時，那麼就只能等待，當前線程被掛起，等事件準備好了，才能進行讀寫事件。
若是採用非阻塞調用的方式：事件立刻返回，告訴你事件還沒準備好呢，過會再來吧。過一會，再來檢查一下事件，直到事件準備好了爲止，在這期間，你就能夠先去作其它事情，而後再來看看事件好了沒。雖然不阻塞了，但你得不時地過來檢查一下事件的狀態，你能夠作更多的事情了，但帶來的開銷也是不小的。非阻塞調用指在不能馬上獲得結果以前，該調用不會阻塞當前線程nginx

非阻塞經過不斷檢查事件的狀態來判斷是否進行讀寫操做，這樣帶來的開銷很大，所以就有了異步非阻塞的事件處理機制。這種機制讓你能夠同時監控多個事件，調用他們是非阻塞的，但能夠設置超時時間，在超時時間以內，若是有事件準備好了，就返回。這種機制解決了上面阻塞調用與非阻塞調用的兩個問題。
以 epoll 模型爲例：當事件沒有準備好時，就放入 epoll(隊列)裏面。若是有事件準備好了，那麼就去處理；當事件沒有準備好時，纔在 epoll 裏面等着。這樣，咱們就能夠併發處理大量的併發了，固然，這裏的併發請求，是指未處理完的請求。線程只有一個，因此同時能處理的請求固然只有一個了，只是在請求之間進行不斷地切換而已，切換也是由於異步事件未準備好，而主動讓出的。這裏的切換是沒有任何代價，能夠理解爲循環處理多個準備好的事件。
多線程方式相比，這種事件處理方式是有很大的優點的，不須要建立線程，每一個請求佔用的內存也不多，沒有上下文切換，事件處理很是的輕量級，併發數再多也不會致使無謂的資源浪費（上下文切換）。對於 apache 服務器，每一個請求會獨佔一個工做線程，當併發數上到幾千時，就同時有幾千的線程在處理請求了。這對操做系統來講，是個不小的挑戰：由於線程帶來的內存佔用很是大，線程的上下文切換帶來的 cpu 開銷很大，天然性能就上不去，從而致使在高併發場景下性能降低嚴重。
總結：經過異步非阻塞的事件處理機制，Nginx 實現由進程循環處理多個準備好的事件，從而實現高併發和輕量級。web

2、搭建Nginx服務器

環境準備：正則表達式

centos 7.3，IP地址爲192.168.20.5

下載我提供的軟件包，無需都下載，後面用到什麼下載什麼便可。

注：Nginx官方下載地址：http://nginx.org/download/shell

一、將nginx-1.14.0.tar.gz上傳至服務器（因爲後面有一個升級Nginx的操做，因此先安裝一個低版本的Nginx）

[root@nginx ~]# rz       #在xshell中上傳所需源碼包
[root@nginx ~]# tar zxf nginx-1.14.0.tar.gz -C /usr/src  #解包
[root@nginx ~]# cd /usr/src/nginx-1.14.0/   #切換至解壓後的目錄
[root@nginx nginx-1.14.0]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx   #建立運行Nginx的用戶 
[root@nginx nginx-1.14.0]# yum -y erase httpd   #卸載系統自帶的httpd服務，以避免衝突
[root@nginx nginx-1.14.0]# yum -y install openssl-devel pcre-devel
[root@nginx nginx-1.14.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module && make && make install

至此，就安裝成功了apache

3、Nginx服務的版本升級至1.2

[root@nginx nginx-1.14.0]# /usr/local/nginx/sbin/nginx    #啓動Nginx服務
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V
nginx version: nginx/1.14.0    #注意，如今版本爲nginx/1.14.0
            .......................#省略部分信息
[root@nginx ~]# rz        #在xshell中上傳所需源碼包

[root@nginx ~]# tar zxf nginx-1.2.4.tar.gz -C /usr/src   #解壓
[root@nginx ~]# cd /usr/src/nginx-1.2.4/   #切換至解壓後的路徑
[root@nginx nginx-1.2.4]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module && make
#注意，升級時，不要執行make install 命令，不然會覆蓋原有的低版本配置文件
[root@nginx nginx-1.2.4]# pwd    #確認當前路徑
/usr/src/nginx-1.2.4 
[root@nginx nginx-1.2.4]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx nginx.bak
#將舊版本的服務控制命令進行改名
[root@nginx nginx-1.2.4]# cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/   #複製新生成的控制命令至指定目錄
[root@nginx nginx-1.2.4]# kill -USR2 `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
#生成新的PID號
[root@nginx nginx-1.2.4]# kill -HUP `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`   #重啓Nginx服務
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V   #查看是否已經升級
nginx version: nginx/1.2.4     #版本爲1.2.4，升級成功

4、修改Nginx服務頭部信息

通常是爲了提升安全性，咱們會對客戶端進行隱藏Nginx的版本信息，具體操做以下：vim

#修改前，客戶端訪問，能夠看到咱們Nginx服務器的版本等信息，以下：
[root@nginx nginx-1.2.4]# curl -I 127.0.0.1    #獲取頭部信息
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.2.4      #版本信息顯示的很詳細
Date: Thu, 17 Oct 2019 14:40:50 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 612
Last-Modified: Thu, 17 Oct 2019 14:20:40 GMT
Connection: keep-alive
Accept-Ranges: bytes
#如今進行修改以下：
[root@nginx nginx-1.2.4]# pwd   #肯定當前工做路徑在源碼包中
/usr/src/nginx-1.2.4
[root@nginx nginx-1.2.4]# vim src/core/nginx.h    #修改該文件，隨便修改便可
#define nginx_version      1002004
#define NGINX_VERSION      "666"   #這裏爲版本號信息
#define NGINX_VER          "ljz/" NGINX_VERSION    #這裏原來爲Nginx，現更改成ljz
#注意，上述配置項前面的註釋符號不用刪除
#更改完成後，保存退出便可
[root@nginx nginx-1.2.4]# vim src/http/ngx_http_header_filter_module.c
#編輯該配置文件
static char ngx_http_server_string[] = "Server: ljz" CRLF;
#搜索「nginx」，定位到該行，而後更改其中原來的nginx爲ljz，注意，這裏必須和前一個配置文件中指定的名字同樣
#更改完成後，保存退出便可
[root@nginx nginx-1.2.4]# vim src/http/ngx_http_special_response.c   #編輯此配置文件
static u_char ngx_http_error_tail[] =     #注意，有一段配置和這段內容很是類似，主要區分這一行便可
#若是改錯了，在後面將會報錯
"<hr><center>ljz</center>" CRLF    #將此行中間的nginx更改成ljz。
"</body>" CRLF
"</html>" CRLF
#更改完成後，保存退出便可
[root@nginx nginx-1.2.4]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module && make
#從新配置及編譯
[root@nginx nginx-1.2.4]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx nginx2.bak   #將原有的nginx命令更名
[root@nginx nginx-1.2.4]# cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/    #複製新生成的nginx命令到指定目錄
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop    #中止nginx服務
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx     #啓動nginx
[root@nginx nginx-1.2.4]# curl -I 127.0.0.1   #查看其頭部信息
HTTP/1.1 200 OK
Server: ljz/666       #已經更改爲功
    ...............#省略部份內容

5、nginx主配置文件中 location選項的詳解

在nginx的主配置文件中，有一個http{ }的段落，在http{ }中還包含了server { }，其中一個server { }就表明一個虛擬主機，能夠在其中針對某個web服務配置不一樣的參數，這裏說一下location { }的詳細配置。後端

一、「=」號的做用

「=」號表示絕對匹配，訪問網頁的根目錄能夠可是訪問後面帶參數就不能夠了，好比 127.0.0.1能夠訪問成功，可是127.0.0.1/html就訪問不成功了。

[root@nginx ~]# cd /usr/local/nginx/conf/    #切換至指定目錄
[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #編輯主配置文件
http {
    ...............#省略部份內容    
    server {
        listen       80;
       location = / {     #這裏設置爲「= /」
            root   test;
            index  index.html index.htm;
        }

    ...............#省略部份內容
    }
}
[root@nginx nginx]# ln -sf /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    #多重載兩次服務，不然可能不生效
[root@nginx nginx]# nginx -s reload
[root@nginx nginx]# mkdir test
[root@nginx nginx]# echo "`pwd`/test/index.html" > test/index.html
[root@nginx nginx]# cat test/index.html 
/usr/local/nginx/test/index.html

客戶端訪問192.168.20.5進行測試：

二、root和alias的區別

root：是實際訪問的文件路徑會被拼接成URL的路徑；
alias：實際訪問的文件路徑不會被拼接URL路徑

在下面的配置中，「 ^ 」表示以什麼開頭，「 ~ 」表示使用正則匹配表達式

1）如今將配置文件中的location改成以下內容：

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #編輯主配置文件
http {
    ...............#省略部份內容    
    server {
        listen       80;
            location ^~ /www {
            root   /var/www/html;   #當訪問127.0.0.1/www時，會尋找/var/www/html路徑下的www目錄
            index  index.html index.htm;
        }

    ...............#省略部份內容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    #多重載兩次服務，不然可能不生效
[root@nginx nginx]# nginx -s reload
[root@nginx conf]# mkdir -p /var/www/html/www
[root@nginx conf]# echo "/var/www/html/www/index.html" > /var/www/html/www/index.html

客戶端訪問192.168.20.5/www進行測試：

2）如今將配置文件中的location改成以下內容：

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #編輯主配置文件
http {
    ...............#省略部份內容    
    server {
        listen       80;
          location ^~ /test02 {
            alias   /var/www/test02;   #訪問127.0.0.1/test02會尋找/var/www/test02目錄下的網頁文件
            index  index.html index.htm;
        }

    ...............#省略部份內容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload
[root@nginx conf]# mkdir -p /var/www/test02
[root@nginx conf]# echo "/var/www/test02/index.html" > /var/www/test02/index.html

客戶端訪問192.168.20.5/test02進行測試：

三、匹配指定的後綴時，就重定向到指定的文件

示範一：

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #編輯主配置文件
http {
    ...............#省略部份內容    
    server {
        listen       80;
             location ~* .(gif|jpg|png)$ {
            rewrite .(gif|jpg)$ /error.png;
        }
#以上表示當訪問gif和jpg結尾的文件跳轉到/usr/local/nginx/html/error.png
    ...............#省略部份內容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload
[root@nginx html]# pwd    #查看當前路徑
/usr/local/nginx/html
[root@nginx html]# ls    #error.png需存放在這個目錄下
50x.html  error.png  index.html

客戶端訪問192.168.20.5/bb.gif進行測試：

示範二：

[root@nginx res]# pwd
/webroot/res
[root@nginx res]# ls             #該路徑下存放的圖片
test1.jpg
[root@nginx html]# pwd           #當前路徑
/usr/local/nginx/html
[root@nginx html]# cat index.html       #有一個首頁文件
/usr/local/nginx/html/index.html
[root@nginx html]# vim ../conf/nginx.conf          #編輯主配置文件
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location ~* \.(gif|jpg|jpeg|png|css|js|ico)$ {     #「~」表示使用正則表達式，「 * 」表示不區分大小寫
            root /webroot/res;  #當訪問以以上gif、jpg等結尾的文件時，就去/webroot/res目錄下找
            index index.html index.html;
                }
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
[root@nginx html]# nginx -s reload       #重啓服務，使更改生效

客戶端訪問Nginx的192.168.20.5進行測試：

看到的是html下的index.html文件的內容。如今訪問192.168.20.5/test1.jpg進行測試：

這樣，看到的就是/webroot/res/目錄下的test1.jpg圖片。

四、當匹配指定的請求方式，就返回特定的狀態碼

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #編輯主配置文件
http {
    ...............#省略部份內容    
    server {
        listen       80;
          if ($request_method = TEST) {
            return 666;
        }
#當客戶端以TEST的方式訪問時，返回狀態碼666
    ...............#省略部份內容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload

在本機執行命令 curl -X TEST -I 127.0.0.1 進行測試：

能夠看到返回了咱們指定的狀態碼

五、當客戶端不是以指定域名訪問時，就跳轉到指定的域名

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #編輯主配置文件
http {
    ...............#省略部份內容    
    server {
        listen       80;
                if ($host != 'www.test.com'){
                           rewrite ^/(.*)$ https://www.baidu.com/$1;
                }
#以上表示當客戶端不是經過www.test.com域名訪問時，就跳轉到百度首頁
    ...............#省略部份內容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload

客戶端訪問192.168.20.5進行測試：
因爲我在截圖以前，就訪問了一次，因此，這裏輸入IP時，自動會和百度對應上。

6、配置https訪問Nginx

咱們都知道http是80端口，https是443端口，因爲https更加安全，因此如今大多數web服務都是經過https方式進行訪問的，接下來，就配置一下https訪問nginx服務器。

因爲互聯網認證的CA證書須要付費購買，因此這裏就本身作一個，沒有通過互聯網認證的CA證書。

[root@nginx ca]# pwd     #切換至指定目錄
/usr/local/nginx/ca
[root@nginx ca]# openssl genrsa -out ca.key 4096   #生成祕鑰文件
[root@nginx ca]# openssl req -new -x509 -days 7304 -key ca.key -out ca.crt
#如下全部填寫的內容，可直接按回車，接收默認值
             ..................#省略部份內容
Country Name (2 letter code) [XX]:zh       #國家名稱
State or Province Name (full name) []:beijing         #州或省名(全稱)
Locality Name (eg, city) [Default City]:beijing   #城市名稱
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:test  #公司名稱
Organizational Unit Name (eg, section) []:operation     #所在部門
Common Name (eg, your name or your server's hostname)    []:test.com  #主機名
Email Address []:lv916551516@163.com    #郵箱
[root@nginx ca]# ls      #確保當前目錄下有下面兩個文件
ca.crt  ca.key
[root@nginx ca]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf    #編輯主配置文件
             ..................#省略部份內容，搜索「HTTPS」定位到下面的配置項，並刪除HTTPS下面server{ }全部的註釋符號
#更改後以下（共修改兩行便可）：

    server {
        listen       443 ssl;
        server_name  localhost;

        ssl_certificate      /usr/local/nginx/ca/ca.crt;     #就改這一行，指定ca.crt的絕對路徑
        ssl_certificate_key  /usr/local/nginx/ca/ca.key;     #再改這一行，指定ca.key的絕對路徑

        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;
        }
    }

}

#更改完成後，保存退出便可
[root@nginx ca]# nginx -s reload    #重啓nginx
[root@nginx ca]# nginx -s reload

客戶端使用https訪問測試（因爲證書沒有通過互聯網認證的，因此會出現下面的警告信息，單擊「高級」，選擇繼續訪問便可）：

https訪問成功：

7、開啓Nginx訪問認證

有些時候，咱們web服務的一些頁面，不方便對全部人開放，這事，能夠開啓該網頁的訪問認證，開啓後，就須要使用用戶名密碼進行登陸，纔可看到相應的頁面。

沒有開啓訪問認證的狀況下訪問咱們192.168.20.5/auth/的網頁文件，，能夠直接訪問，以下：

如今開啓認證：

[root@nginx ~]# yum -y install httpd-tools       #安裝所需htpasswd工具
[root@nginx ~]# htpasswd -c /usr/local/nginx/.passwd admin     #建立一個admin用戶
New password:       #輸入用戶密碼
Re-type new password:       #確認密碼
#注：若要向.passwd中添加第二個用戶，須要省略「-c」選項，不然會覆蓋以前的全部用戶。
Adding password for user admin
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf        #編輯Nginx配置文件
             ......................#省略部份內容，編輯須要開啓認證的server配置段
 server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location /auth {             #注意這裏實際的路徑至關於「/usr/local/nginx/html/auth」
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            auth_basic "請輸入登陸帳號";        #添加提示語句
            auth_basic_user_file /usr/local/nginx/.passwd;     #指定密碼文件的存放路徑
        }
#編輯完成後，保存退出便可
[root@nginx nginx]# nginx -s reload        #重啓Nginx服務

客戶端進行訪問測試（會提示輸入用戶名及密碼，只要是.passwd文件中包含的用戶和密碼，都能進行登陸）：

登陸成功後，就能夠看到了網頁文件：

注意：自行建立的網頁目錄及文件，我這裏並無寫下來建立網頁文件的配置。

———————— 本文至此結束，感謝閱讀 ————————