nginx功能介紹和基本安裝

時間  2021-02-28
標籤 php css html java nginx c++ web 正則表達式 redis 算法 欄目 Nginx 简体版
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1、簡介

　　nginx是一款自由的、開源的、高性能的HTTP服務器和反向代理服務器；同時也是一個IMAP、POP三、SMTP代理服務器；nginx能夠做爲一個HTTP服務器進行網站的發佈處理，另外nginx能夠做爲反向代理進行負載均衡的實現。php

2、功能介紹

2.一、nginx負載均衡

　　負載均衡創建在現有網絡結構之上，它提供了一種廉價有效透明的方法擴展網絡設備和服務器的帶寬、增長吞吐量、增強網絡數據處理能力、提升網絡的靈活性和可用性。負載均衡（Load Balance）其意思就是分攤到多個操做單元上進行執行，例如Web服務器、FTP服務器、企業關鍵應用服務器和其它關鍵任務服務器等，從而共同完成工做任務。--百度百科css

　　nginx提供的負載均衡能力主要包括Http負載均衡，和UDP和TCP負載均衡；html

2.1.一、負載均衡算法

一、Round Robin：請求在服務器之間均勻分佈，並考慮服務器權重（默認算法）java

upstream backend {
   server backend1.example.com;
   server backend2.example.com;
}

二、Least Connections：在考慮服務器權重的同時，向活動鏈接數最少的服務器發送請求nginx

upstream backend {
    least_conn;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

三、IP Hash：向其發送請求的服務器由客戶端IP地址肯定。在這種狀況下，要麼使用IPv4地址的前三個八位字節，要麼使用整個IPv6地址來計算哈希值。該方法保證來自同一地址的請求能夠到達同一服務器，除非該服務器不可用c++

upstream backend {
    ip_hash;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

若是其中一個服務器須要從負載均衡組中暫時移除，能夠用down參數標記它，以保持當前客戶端IP地址的散列。將由此服務器處理的請求自動發送到組中的下一個服務器。web

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com down;
}

四、Generic Hash：向其發送請求的服務器由用戶定義的鍵肯定，該鍵能夠是文本字符串、變量或組合。例如，密鑰能夠是成對的源IP地址和端口，或者是URI。正則表達式

upstream backend {
    hash $request_uri consistent;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

五、Least Time（NGINX Plus獨有）：對於每一個請求，NGINX Plus選擇平均延遲最低且活動鏈接數最少的服務器，其中最低平均延遲是根據包含到最短期指令的如下哪些參數計算：
header ：從服務器接收第一個字節的時間
last_byte：從服務器接收完整響應的時間
last_byte inflight：從服務器接收完整響應的時間，考慮到不完整的請求redis

upstream backend {
    least_time header;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

六、Random：每一個請求都將被傳遞到隨機選擇的服務器。若是指定了兩個參數，NGINX首先考慮服務器權重隨機選擇兩個服務器，而後使用指定的方法選擇其中一個服務器
least_conn：活動鏈接數最少
least_time=header（NGINX Plus）：從服務器接收響應頭的最小平均時間（$upstream_header_time）
least_time=last_byte（NGINX Plus）：從服務器接收完整響應的最小平均時間（$upstream_response_time）算法

upstream backend {
    random two least_time=last_byte;
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com;
    server backend4.example.com;
}

注意：在配置Round Robin之外的任何方法時，將相應的指令（hash、ip_hash、least_conn、least_time或random）放在upstream {}塊中服務器指令列表的上方

其餘設置：
Server Weights：默認狀況下，NGINX使用Round-Robin方法根據請求的權重在組中的服務器之間分發請求。server指令的weight參數設置服務器的權重；默認值爲1：

upstream backend {
    server backend1.example.com weight=5;
    server backend2.example.com;
    server 192.0.0.1 backup;
}

2.1.二、第三方算法

第三方的負載均衡策略的實現須要安裝第三方插件

一、fair：按照服務器端的響應時間來分配請求，響應時間短的優先分配

#動態服務器組
upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080;  
    server localhost:8081;  
    server localhost:8082;  
    fair;    #實現響應時間短的優先分配
}

二、url_hash：按訪問url的hash結果來分配請求，使每一個url定向到同一個後端服務器，要配合緩存命中來使用。同一個資源屢次請求，可能會到達不一樣的服務器上，致使沒必要要的屢次下載，緩存命中率不高，以及一些資源時間的浪費。而使用url_hash，可使得同一個url（也就是同一個資源請求）會到達同一臺服務器，一旦緩存住了資源，再此收到請求，就能夠從緩存中讀取。

#動態服務器組
upstream dynamic_zuoyu {
    hash $request_uri;    #實現每一個url定向到同一個後端服務器
    server localhost:8080;  
    server localhost:8081;  
    server localhost:8082; 
}

2.二、緩存

　　緩存（cache），原始意義是指訪問速度比通常隨機存取存儲器（RAM）快的一種高速存儲器，一般它不像系統主存那樣使用DRAM技術，而使用昂貴但較快速的SRAM技術。緩存的設置是全部現代計算機系統發揮高性能的重要因素之一。--百度百科

通常一個請求有：客戶端緩存，代理端緩存（nginx），服務器緩存（redis、Memcache等）

  1. 客戶端第一次向Nginx請求數據a；
  2. 當Nginx發現緩存中沒有數據a時，會向服務端請求數據a；
  3. 服務端接收到Nginx發來的請求，則返回數據a到Nginx，而且緩存在Nginx；
  4. Nginx返回數據a給客戶端應用；
  5. 客戶端第二次向Nginx請求數據a；
  6. 當Nginx發現緩存中存在數據a時，則不會請求服務端；
  7. Nginx把緩存中的數據a返回給客戶端應用

2.二、web服務器

　　Web服務器通常指網站服務器，是指駐留於因特網上某種類型計算機的程序，能夠向瀏覽器等Web客戶端提供文檔，也能夠放置網站文件，讓全世界瀏覽；能夠放置數據文件，讓全世界下載。目前最主流的三個Web服務器是Apache、 Nginx 、IIS。-- 百度百科

nginx做爲web服務器的優勢：

  1. 輕量級，一樣起web 服務，比apache佔用更少的內存及資源 ，支持更多的併發鏈接，體現更高的效率，這點使 Nginx 尤爲受到虛擬主機提供商的歡迎。在高鏈接併發的狀況下，Nginx是Apache服務器不錯的替代品: Nginx在美國是作虛擬主機生意的老闆們常常選擇的軟件平臺之一. 可以支持高達 50,000 個併發鏈接數的響應, 這歸功於Nginx爲咱們選擇了 epoll and kqueue 做爲開發模型.
  2. 抗併發，nginx 處理請求是異步非阻塞的，而apache 則是阻塞型的，在高併發下nginx 能保持低資源低消耗高性能
  3. 高度模塊化的設計，編寫模塊相對簡單
  4. 社區活躍，各類高性能模塊出品迅速啊
  5. Nginx自己就是一個反向代理服務器
  6. 負載均衡能力突出，Nginx 既能夠在內部直接支持 Rails 和 PHP 程序對外進行服務, 也能夠支持做爲 HTTP代理 服務器對外進行服務. Nginx採用C進行編寫, 不管是系統資源開銷仍是CPU使用效率都比 Perlbal 要好不少

　　apache是同步多進程模型，一個鏈接對應一個進程；nginx是異步的，多個鏈接（萬級別）能夠對應一個進程，通常來講，須要性能的web 服務，用nginx 。若是不須要性能只求穩定，那就apache 吧。

　　當使用nginx做爲web服務器時，其必須經過fastcgi協議結合php-fpm使用，而不能像apache那樣直接將php做爲自身的一個模塊來處理請求。

　　當請求交給php-fpm處理以後，當前這個鏈接是不能斷開的，nginx怎麼處理這個鏈接？鏈接始終是存在，nginx要維持一段內存空間，保存鏈接的相關信息（客戶端信息，請求報文等），稱爲接收緩衝區，而當nginx準備好數據以後，是經過發送緩存區響應請求給客戶端，因此維持一個請求或者說是一段會話是須要空間的。

　　若是客戶端能理解fastcgi報文，nginx直接將php-fpm數據處理好的經過fastcgi協議傳送過來的響應報文給到客戶端，拿到一位數據就放到發送緩衝區中，客戶端直接拿到，這個過程就是同步的，nginx就是作了透明轉發。可是上述的過程是不行的，客戶端是沒法理解的，php-fpm處理以後的fastcgi協議報文徹底送給nginx以後，nginx須要處理成客戶端能識別的http報文才行，因此存儲fastcgi協議報文也是須要空間的，因此這種方式下是異步的

 

 

 　　多個請求多是相同的資源，因此咱們能夠再nginx中加緩存，當請求過來時，先查看緩存是否存在且沒有過時，有的話，nginx取出緩存數據封裝響應報文給到客戶端，沒有緩存再向動態服務器php-fpm請求數據，php-fpm返回數據後，nginx先緩存起來，再響應給客戶端，這樣就大大減小了動態服務器的壓力。

2.三、反向代理

　　正向代理：若是把局域網外的 Internet 想象成一個巨大的資源庫，則局域網中的客戶端要訪問 Internet，則須要經過代理服務器來訪問，這種代理服務就稱爲正向代理。

　　反向代理：其實客戶端對代理是無感知的，由於客戶端不須要任何配置就能夠訪問，咱們只須要將請求發送到反向代理服務器，由反向代理服務器去選擇目標服務器獲取數據後，在返回給客戶端，此時反向代理服務器和目標服務器對外就是一個服務器，暴露的是代理服務器地址，隱藏了真實服務器 IP 地址。

2.四、動靜分離

　　動靜分離：爲了提升網站的響應速度，減輕程序服務器（Tomcat，Jboss等）的負載，對於靜態資源好比圖片，js，css等文件，咱們能夠在反向代理服務器中進行緩存，這樣瀏覽器在請求一個靜態資源時，代理服務器就能夠直接處理，而不用將請求轉發給後端服務器。用戶請求的動態文件好比servlet,jsp則轉發給Tomcat，Jboss服務器處理，這就是動靜分離。這也是反向代理服務器的一個重要的做用。

　　動靜分離主要是經過nginx+tomcat來實現，其中nginx處理圖片、html、JS、CSS等靜態文件，tomcat處理jsp、servlet等動態請求。因此能夠利用nginx做爲文件服務器，在公司的內網搭建文件服務器，提供下載功能，挺方便。

　　動靜分離從目前實現角度來說大體分爲兩種：一種是純粹把靜態文件獨立成單獨的域名，放在獨立的服務器上，也是目前主流推崇的方案；另一種方法就是動態跟靜態文件混合在一塊兒發佈，經過 nginx 來分開。

2.五、壓縮和解壓縮

　　壓縮響應一般顯著的減小傳輸數據的大小。然而，壓縮發生在運行時，它也會增長至關大的處理開銷對性能有負面的影響。Nginx在發送響應到客戶端時執行壓縮，但不對已經壓縮的響應「二次壓縮」。

　　默認狀況下，NGINX僅壓縮MIME類型的響應text/html。要壓縮其餘MIME類型的響應，請包含gzip_types指令並列出其餘類型。

2.六、高可用性

　　高可用HA（High Availability）是分佈式系統架構設計中必須考慮的因素之一，它一般是指，經過設計減小系統不能提供服務的時間。若是一個系統可以一直提供服務，那麼這個可用性則是百分之百，可是天有不測風雲。因此咱們只能儘量的去減小服務的故障

　　Keepalived軟件起初是專爲LVS負載均衡軟件設計的，用來管理並監控LVS集羣系統中各個服務節點的狀態，後來又加入了能夠實現高可用的VRRP (Virtual Router Redundancy Protocol ,虛擬路由器冗餘協議）功能。所以，Keepalived除了可以管理LVS軟件外，還能夠做爲其餘服務（例如：Nginx、Haproxy、MySQL等）的高可用解決方案軟件
Keepalived高可用服務之間的故障切換轉移，是經過VRRP 來實現的。

　　在 Keepalived服務正常工做時，主 Master節點會不斷地向備節點發送（多播的方式）心跳消息，用以告訴備Backup節點本身還活着，當主 Master節點發生故障時，就沒法發送心跳消息，備節點也就所以沒法繼續檢測到來自主 Master節點的心跳了，因而調用自身的接管程序，接管主Master節點的 IP資源及服務。而當主 Master節點恢復時，備Backup節點又會釋放主節點故障時自身接管的IP資源及服務，恢復到原來的備用角色

2.七、郵件代理

　　NGINX能夠將IMAP，POP3和SMTP協議代理到承載郵件賬戶的上游郵件服務器之一，所以能夠用做電子郵件客戶端的單個端點。這可能帶來許多好處，例如：

  1. 輕鬆擴展郵件服務器的數量
  2. 根據不一樣的規則選擇郵件服務器，例如，根據客戶的IP地址選擇最近的服務器
  3. 在郵件服務器之間分配負載

　　使用--with-mail用於電子郵件代理功能的--with-mail_ssl_module參數和用於SSL / TLS支持的參數編譯了Mail模塊

3、編譯安裝

3.一、安裝依賴

yum -y install gcc automake autoconf libtool make gcc-c++

#安裝pcre
cd /usr/local/src
wget https://ftp.pcre.org/pub/pcre/pcre-8.44.tar.gz 
tar -zxvf pcre-8.44.tar.gz
cd pcre-8.44
./configure
make
make install

#安裝zlib
cd /usr/local/src
wget http://zlib.net/zlib-1.2.11.tar.gz
tar -zxvf zlib-1.2.11.tar.gz
cd zlib-1.2.11
./configure
make
make install

#安裝openssl
cd /usr/local/src
wget http://www.openssl.org/source/openssl-1.1.1d.tar.gz
tar -zxf openssl-1.1.1d.tar.gz
cd openssl-1.1.1d
./Configure darwin64-x86_64-cc --prefix=/usr
make
make install

3.二、安裝nginx

官網：https://docs.nginx.com/nginx/admin-guide/installing-nginx/installing-nginx-open-source/#sources

cd /usr/local/src
wget http://nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz
tar -zxvf nginx-1.18.0.tar.gz
cd nginx-1.18.0

./configure \
--sbin-path=/usr/local/nginx/nginx \
--conf-path=/usr/local/nginx/nginx.conf \
--pid-path=/usr/local/nginx/nginx.pid \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module \
--with-file-aio \
--with-http_realip_module \
--with-http_ssl_module \
--with-stream \
--with-mail=dynamic \
--with-pcre=/usr/local/src/pcre-8.44 \
--with-zlib=/usr/local/src/zlib-1.2.11 \
--with-openssl=/usr/local/src/openssl-1.1.1d

make 
make install

3.三、編譯參數

make是用來編譯的，它從Makefile中讀取指令，而後編譯。

make install是用來安裝的，它也從Makefile中讀取指令，安裝到指定的位置。

configure命令是用來檢測你的安裝平臺的目標特徵的。它定義了系統的各個方面，包括nginx的被容許使用的鏈接處理的方法，好比它會檢測你是否是有CC或GCC，並非須要CC或GCC，它是個shell腳本，執行結束時，它會建立一個Makefile文件。nginx的configure命令支持如下參數： 

--prefix=path #定義一個目錄，存放服務器上的文件 ，也就是nginx的安裝目錄。默認使用 /usr/local/nginx。

--sbin-path=path #設置nginx的可執行文件的路徑，默認爲 prefix/sbin/nginx.

--conf-path=path #設置在nginx.conf配置文件的路徑。nginx容許使用不一樣的配置文件啓動，經過命令行中的-c選項。默認爲prefix/conf/nginx.conf.

--pid-path=path #設置nginx.pid文件，將存儲的主進程的進程號。安裝完成後，能夠隨時改變的文件名 ， 在nginx.conf配置文件中使用 PID指令。默認狀況下，文件名 爲prefix/logs/nginx.pid.

--error-log-path=path #設置主錯誤，警告，和診斷文件的名稱。安裝完成後，能夠隨時改變的文件名 ，在nginx.conf配置文件中 使用 的error_log指令。默認狀況下，文件名 爲prefix/logs/error.log.

--http-log-path=path #設置主請求的HTTP服務器的日誌文件的名稱。安裝完成後，能夠隨時改變的文件名 ，在nginx.conf配置文件中 使用 的access_log指令。默認狀況下，文件名 爲prefix/logs/access.log.

--user=name #設置nginx工做進程的用戶。安裝完成後，能夠隨時更改的名稱在nginx.conf配置文件中 使用的 user指令。默認的用戶名是nobody。

--group=name #設置nginx工做進程的用戶組。安裝完成後，能夠隨時更改的名稱在nginx.conf配置文件中 使用的 user指令。默認的爲非特權用戶。

--with-select_module --without-select_module #啓用或禁用構建一個模塊來容許服務器使用select()方法。該模塊將自動創建，若是平臺不支持的kqueue，epoll，rtsig或/dev/poll。

--with-poll_module --without-poll_module #啓用或禁用構建一個模塊來容許服務器使用poll()方法。該模塊將自動創建，若是平臺不支持的kqueue，epoll，rtsig或/dev/poll。

--without-http_gzip_module #不編譯壓縮的HTTP服務器的響應模塊。編譯並運行此模塊須要zlib庫。

--without-http_rewrite_module #不編譯重寫模塊。編譯並運行此模塊須要PCRE庫支持。

--without-http_proxy_module #不編譯http_proxy模塊。

--with-http_ssl_module #使用https協議模塊。默認狀況下，該模塊沒有被構建。創建並運行此模塊的OpenSSL庫是必需的。

--with-pcre=path #設置PCRE庫的源碼路徑。PCRE庫的源碼（版本4.4 - 8.30）須要從PCRE網站下載並解壓。其他的工做是Nginx的./ configure和make來完成。正則表達式使用在location指令和 ngx_http_rewrite_module 模塊中。

--with-pcre-jit #編譯PCRE包含「just-in-time compilation」（1.1.12中， pcre_jit指令）。

--with-zlib=path #設置的zlib庫的源碼路徑。要下載從 zlib（版本1.1.3 - 1.2.5）的並解壓。其他的工做是Nginx的./ configure和make完成。ngx_http_gzip_module模塊須要使用zlib 。

--with-cc-opt=parameters #設置額外的參數將被添加到CFLAGS變量。例如,當你在FreeBSD上使用PCRE庫時須要使用:--with-cc-opt="-I /usr/local/include。.如須要須要增長 select()支持的文件數量:--with-cc-opt="-D FD_SETSIZE=2048".

--with-ld-opt=parameters #設置附加的參數，將用於在連接期間。例如，當在FreeBSD下使用該系統的PCRE庫,應指定:--with-ld-opt="-L /usr/local/lib".

--add-module=<PATH> #靜態加載第三方模塊

--add-dynamic-module=<PATH> #動態加載第三方模塊

4、nginx經常使用命令

　./nginx   #啓動nginx

[root@lgh1 nginx]# ./nginx -h
nginx version: nginx/1.18.0
Usage: nginx [-?hvVtTq] [-s signal] [-c filename] [-p prefix] [-g directives]

Options:
-?,-h : this help
-v : show version and exit #顯示 nginx 的版本
-V : show version and configure options then exit #顯示 nginx 的版本，編譯器版本和配置參數
-t : test configuration and exit #測試配置參數並退出
-T : test configuration, dump it and exit# 測試配置參數，dump出並退出
-q : suppress non-error messages during configuration testing #在配置測試期間禁止顯示非錯誤消息
-s signal : send signal to a master process: stop, quit, reopen, reload #發送信號給主進程；包括stop(中止), quit(退出),reopen(從新打開日誌文件), reload(從新加載配置文件)
-p prefix : set prefix path (default: /usr/local/nginx/) #設置nginx的路徑
-c filename : set configuration file (default: /usr/local/nginx/nginx.conf) # 爲Nginx指定一個配置文件
-g directives : set global directives out of configuration file #從配置文件中設置全局指令

5、配置文件格式說明

...              #全局塊
events {         #events塊
   ...
}
http      #http塊
{
    ...   #http全局塊
    server        #server塊
    { 
        ...       #server全局塊
        location [PATTERN]   #location塊
        {
            ...
        }
        location [PATTERN] 
        {
            ...
        }
    }
    server
    {
      ...
    }
    ...     #http全局塊
}

　　

一、全局塊：配置影響nginx全局的指令。通常有運行nginx服務器的用戶組，nginx進程pid存放路徑，日誌存放路徑，配置文件引入，容許生成worker process數等。
二、events塊：配置影響nginx服務器或與用戶的網絡鏈接。有每一個進程的最大鏈接數，選取哪一種事件驅動模型處理鏈接請求，是否容許同時接受多個網路鏈接，開啓多個網絡鏈接序列化等。
三、http塊：能夠嵌套多個server，配置代理，緩存，日誌定義等絕大多數功能和第三方模塊的配置。如文件引入，mime-type定義，日誌自定義，是否使用sendfile傳輸文件，鏈接超時時間，單鏈接請求數等。
四、server塊：配置虛擬主機的相關參數，一個http中能夠有多個server。
五、location塊：配置請求的路由，以及各類頁面的處理狀況

 

參考：

 https://www.cnblogs.com/1214804270hacker/p/9325150.html

https://docs.nginx.com/nginx/admin-guide/load-balancer/http-load-balancer/

https://zhuanlan.zhihu.com/p/91296785

https://www.cnblogs.com/fuzhongfaya/p/8944951.html

https://www.cnblogs.com/crazymagic/p/11029487.html

https://www.nginx.cn/install

http://www.javashuo.com/article/p-xkijqyyb-hr.html

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