Nginx快速上手下篇

Nginx快速上手

根据实际的应用需要，学习要用到的Nginx的知识，以快速上手、理解并掌握Nginx
六：学习反向代理、动静分离、负载均衡、Geo和GeoIP模块
七：学习Rewrite模块和更多其它模块的功能
八：学习更多常见功能的片断配置
九：Nginx的配置优化建议

Http反向代理
Nginx通常被用作后端服务器的反向代理，这样就可以很方便的实现动静分离，以及负载均衡，从而大大提高服务器的处理能力。

Http Proxy模块，功能很多，最常用的是proxy_pass，最好还是都看看。

如果要使用proxy_cache的话，需要集成第三方的ngx_cache_purge模块，用来清
除指定的URL缓存。这个集成需要在安装nginx的时候去做，形如：
./configure --add-module=../ngx_cache_purge-1.0 ……

动静分离
Nginx实现动静分离，其实就是在反向代理的时候，如果是静态资源，那么就直接从Nginx发布的路径去读取，而不需要从后台服务器获取了。

但是要注意：这种情况下需要保证后端跟前端的程序保持一致，可以使用Rsync做服务端自动同步或者使用NFS、MFS分布式共享存储。

负载均衡
Nginx通过upstream模块来实现简单的负载均衡
在upstream块内，定义一个服务器列表，默认的方式是轮询，如果要确定同一个
访问者发出的请求总是由同一个后端服务器来处理，可以设置ip_hash，如：
upstream cctest1.com {
ip_hash
server 127.0.0.1:9080 weight=5;
server 127.0.0.1:8080 weight=5;
server 127.0.0.1:1111;
}
请注意：这个方法本质还是轮询，而且由于客户端的ip可能是不断变化的，比如动态ip，代理，翻墙等等，因此ip_hash并不能完全保证同一个客户端总是由同一个服务器来处理。

更多指令和配置，请参考Nginx的http负载均衡模块

Geo和GeoIP模块
这两个模块主要用于做全局的负载均衡，可以根据不同的客户端ip来访问不同的服务器，示例如下：
http{
geo $geo{
default default;
202.103.10.1/24 A;
179.9.0.3/24 B; }
upstream default.server{
server 192.168.0.100; }
upstream A.server{
server 192.168.0.101; }
upstream B.server{
server 192.168.0.102; }
server{
listen 80;
location / {
proxy_pass http://$geo.server$request_uri;
}
}
}
Rewrite模块配置-1
Rewrite模块：用来执行URL重定向。这个机制有利于去掉恶意访问的url，也有利于搜索引擎优化(SEO)。

Nginx使用的语法源于Perl兼容正则表达式（PCRE）库，基本语法如下：
^ ：必须以^后的实体开头
$ ：必须以$前的实体结尾
. ：匹配任意字符
[ ] ：匹配指定字符集内的任意字符
¹ ：匹配任何不包括在指定字符集内的任意字符串
| ：匹配| 之前或之后的实体
() ：分组，组成一组用于匹配的实体，通常会有|来协助

捕获子表达式，可以捕获放在（）之间的任何文本，比如：
^(.*)(hello|sir)$ 字符串为“hi sir” 捕获的结果： $1=hi $2=sir
这些被捕获的数据，在后面就可以当变量一样使用了

Rewrite模块配置-2
内部请求
外部请求是客户端的url，内部请求是Nginx通过特殊的指令触发。
比如：error_page、index、rewrite、try_files、include等等

内部请求分成两种类型
1：内部重定向：URI被改变，可能会匹配到其他的Location
2：子请求：比如使用Addition模块，指令add_after_body允许你在原始的URI之后指定一个URI，会把该URI被处理后的结果，插入到原始的URI的body中。
内部重定向示例
server {
server_name xxxxx.com;
location /abc/ {
rewrite ^/abc/(.*)$ /bcd/$1
}
location /bcd/{
internal;
root pages;
}
}

Rewrite模块配置-3
条件结构的基本语法：
1：没有操作符：指定的字符串或者变量不为空，也不为0开始的字符串，取true
2：= ， != ，例：if($request_method = POST){…}
3：~，~，!~，!~ ，例：if($uri ~* “\.jsp$”){…}
4：-f,!-f :用来测试指定文件是否存在，例：if(-f $request_filename){…}
5：-d,!-d ：用来测试指定目录是否存在
6：-e,!-e：用来测试指定文件、目录或者符号链接是否存在
7：-x,!-x：用来测试指定文件是否存在和是否可以执行
8：break：跳出if块
9：return：终止处理，并返回一个指定的http状态码
10：set：初始化或者重定义一个变量

其它模块-1
Http Index模块，都看看
Http Referer模块，都看看，可用于防盗链
Http Limit Zone模块，都看看，可用于会话的连接数控制，如限制每个IP的并发连接数等
Http Access模块，用于简单的访问控制，都看看
Http Charset模块，重点看看：charset
Gzip模块，可以都看看
Http Browser模块，用于按照请求头中的“User-agent”来创建一些变量，好为不同的浏览器创建不同的内容，暂时了解即可
Memcached模块，这是把Nginx当作Memcached的客户端，用来连接Memcached的模块。暂时不用看
Http Addition模块，可以在当前location内容之前或后添加内容，暂时不用看
其它模块-2
Http Empty Gif模块，这个模块在内存中保存一个能够很快传递的1×1透明GIF，暂时不用看
Http Auth Basic模块，基于Http Basic认证的方式来保护虚拟主机或目录，暂时不用看
Http AutoIndex模块，用于提供自动目录列表，该模块只有在找不到默认的index文件的时候才启用，暂时不用看
Http Fcgi模块，用于与FastCGI进程交互，暂时不用看
FLV Stream模块，支持当Http下载方式播放Flv时，可以支持进度条拖放，暂时不用看。
SSL模块，暂时不用看
邮件模块，暂时不用看
还有很多的模块，这里就不再一一介绍了

常见功能的配置片断-1
server配置为监听ip和端口
server{
listen 127.0.0.1:9080;
server_name 127.0.0.1;
}
server配置为监听域名和端口
server{
listen 80;
server_name www.xxx.com xxx.com *.xxx.com;
}
向后台服务器传递客户端的真实ip
location ~ .(jsp|action|mvc)$ {
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
proxy_pass http://xxx.com;
}

常见功能的配置片断-2
在负载均衡里面，实现后端服务器故障转移的配置
location ~ .(jsp|action|mvc)$ {
proxy_next_upstream http_502 http_504 timeout;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
proxy_pass http://server_pool;
}
简单的防盗链
location / {
……
valid_referers blocked xxx.com *.xxx.com;
if($invalid_referer){
rewrite ^/ http://xxx.com;
}
}
简单的限制下载速度
location / {
limit_rate 256K; }

常见功能的配置片断-3
使用proxy_cache的配置
http{#下面这两个path指定的路径必须在同一个分区
proxy_temp_path /cachetemp/proxy_temp_path;

设置名称为mycache，内存缓存100m，自动清除1天未使用的内容，硬盘缓存空间1g

proxy_cache_path /cachetemp/proxy_cache_path levels=1:2 keys_zone=mycache:100m
inactive=1d max_size=1g;
server{
location ~ .*.(gif|jpg|html|js|css)$ {
proxy_cache mycache; #使用名称为mycache的缓存

对不同的Http状态码设置不同的缓存时间

proxy_cache_valid 200 304 24h;
proxy_cache_valid 301 302 10m;
proxy_cache_valid any 1m;

设置缓存的key值

proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
}
}
}

Nginx的配置优化-1
如果没有足够的实力和必要去自己改写Nginx，那么Nginx的优化主要就是：优化Nginx的配置，做到合理高效的使用
优化的方向和目标，无外乎：
1：尽量提高单台机器处理效率
2：尽量降低单台机器的负载
3：尽量降低磁盘I/O
4：尽量降低网络I/O
5：尽量减少内存使用
6：尽量高效利用CPU
生产环境下，应该使Nginx模块最小化，就是用到哪几个就开哪几个，这个需要在编译安装Nginx的时候做。

Nginx的配置优化-2
用户和组，生产环境下，最好是专为Nginx创建用户和组，并单独设置权限，这样会更安全。例如： user nginx nginx

worker_processes :通常配置成cpu的总核数，或者其2倍，性能会更好。这可以减少进程间切换带来的消耗。
还可以同时使用worker_cpu_affinity来绑定cpu，使得每个worker进程独享一个cpu，实现完全的并发，性能更好，不过这个只对linux系统有效。
events里面的事件模型，Linux推荐使用epoll模型，FreeBSD推荐采用kqueue
worker_rlimit_nofile：描述一个nginx进程打开的最多的文件数目。配置成跟linux内核下文件打开数一致就可以了。可以通过ulimit -n 来查看，新装的系统默认是1024，CentOS中可以如下方式进行修改：
在/etc/security/limits.conf最后增加：

• soft nofile 65535
• hard nofile 65535
• soft nproc 65535
• hard nproc 65535

Nginx的配置优化-3
worker_connections：每个进程允许的最多连接数，默认是1024，可以设置大一些。
理论上并发总数是worker_processes和worker_connections的乘积，
worker_connections值的设置跟物理内存大小有关，因为系统可以打开的最大文件数和内存大小成正比，一般1GB内存的机器上可以打开的文件数大约是10万左右，所以，worker_connections 的值需根据worker_processes 进程数目和系统可以打开的最大文件总数进行适当地进行设置。
keepalive_timeout：设置到65左右就可以
client_header_buffer_size：设置请求的缓存，设置为4k，通常为系统分页大小的整数倍，可以通过getconf PAGESIZE 来查看系统分页大小。
对打开文件设置缓存
open_file_cache max=建议设置成和每个进程打开的最大文件数一致inactive=60s;
open_file_cache_valid 90s;
open_file_cache_min_uses 2;
open_file_cache_errors on;
尽量开启Gzip压缩，gzip_comp_level通常设置成3-5，高了浪费CPU
Error日志优化：运行期间设置为crit，可以减少I/O

Nginx的配置优化-4
access日志优化：如果使用了其他统计软件，可以关闭日志，来减少磁盘写，或者写入内存文件，提高I/O效率。
sendfile指令指定nginx 是否调用sendfile 函数（zero copy 方式）来输出文件，通常应设置成on，如果是下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为off
Buffers size优化：如果buffer size太小就会到导致nginx使用临时文件存储response，这会引起磁盘读写IO，流量越大问题越明显。
client_body_buffer_size 处理客户端请求体buffer大小。用来处理POST提交数据，上传文件等。client_body_buffer_size 需要足够大以容纳需要上传的POST数据。同理还有后端的buffer数据。
worker_priority进程优先级设置：Linux系统中，优先级高的进程会占用更多的系统资源，这里配置的是进程的静态优先级，取值范围-20到+19，-20级别最高。因此可以把这个值设置小一点，但不建议比内核进程的值低（通常为-5）
合理设置静态资源的浏览器缓存时间，尽量用浏览器缓存
负载均衡锁accept_mutex，建议开启，默认就是开启的
如果使用SSL的话，而且服务器上有SSL硬件加速设备的话，请开启硬件加速。

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