什么是Nginx

Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器,在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少,并发能力强,事实上nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好,中国大陆使用nginx网站用户有:百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等

Nginx的主要作用又是什么

1. 负载均衡

负载均衡是高可用网络基础架构的关键组件,通常用于将工作负载分布到多个服务器来提高网站、应用、数据库或其他服务的性能和可靠性

上图来解释一下吧
image.png

比如我自己创建了一个网站,分享一些学习心得之类的东西,一开始的时候访问数量少,那么一台服务器就可以支撑,但是后来有一天我突然成为大明星,那么这时候有很多人想要访问我的网站,渐渐的一台服务器不足以处理大量的请求,这时候就需要增加服务器来减缓压力,假如我增加了两台服务器,我不能让访问的人需要记住3个域名吧,就比如百度,他也有很多台服务器,但是我们只需要记住百度就可以了,那么这是怎末做到的呢?
image.png

这个时候呢我就可以在搭建一台新的Nginx服务器,让所有的请求都先来访问Nginx服务器,然后在由Nginx派发处理请求到其他服务器上Nginx是不处理请求的,他只是根据不同的策略来派发到不同的服务器上,这样是不是就解决了问题,用户只需要记住一个域名,而且请求量增大的时候也不会导致服务器宕机

1.1 负载均衡策略

从上面我们知道了Nginx是可以根据不同的策略来派发处理请求的,那么都有什么策略呢?

  • 轮询(默认)

    每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器宕机,能自动剔除
  • 指定权重

    指定轮询几率,weight和访问比率成正比,用于后端服务器性能不均的情况
    
  • ip_hash

    指定负载均衡器按照基于客户端IP的分配方式,这个方法确保了相同的客户端的请求一直发送到相同的服务器,以保证session会话。这样每个访客都固定访问一个后端服务器,可以解决session不能跨服务器的问题
  • least_conn(最小连接数)

    把请求转发给连接数较少的后端服务器。轮询算法是把请求平均的转发给各个后端,使它们的负载大致相同;但是,有些请求占用的时间很长,会导致其所在的后端负载较高。这种情况下,least_conn这种方式就可以达到更好的负载均衡效果
  • 第三方策略 第三方的负载均衡策略的实现需要安装第三方插件

    • fair

      按照服务器端的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配
    • url_hash

        访问url的hash结果来分配请求,使每个url定向到同一个后端服务器,要配合缓存命中来使用。同一个资源多次请求,可能会到达不同的服务器上,导致不必要的多次下载,缓存命中率不高,以及一些资源时间的浪费。而使用url_hash,可以使得同一个url(也就是同一个资源请求)会到达同一台服务器,一旦缓存住了资源,再此收到请求,就可以从缓存中读取
         

1.2 负载均衡策略的配置文件

    - 轮询
       这个的作用就是服务器的一个集合,所有会被Nginx派发任务的服务器在这里配置
       upstream是固定值  nodes 这个是随意的名字但是要跟下面的server.ocation.proxy_pass 中http后的名字一致
       upstream nodes {  
       server 192.168.1.11;  
       server 192.168.1.12;  
   }   
 
    server {  
           listen       80;   //监听的端口号
           server_name  127.0.0.1;   //Nginx 服务器地址
           location / {  //    / 表示所有的请求
               proxy_pass   http://nodes; //被转发的服务器地址
       }  
    - 权重 
        upstream nodes {   
       server 192.168.1.11 weight=3; //weight 默认值是1数值越大,代表被被访问的次数也会越多
       server 192.168.1.12 weight=10;
   }   
 
    server {  
           listen       80;   //监听的端口号
           server_name  127.0.0.1;   //Nginx 服务器地址
           location / {  //    / 表示所有的请求
               proxy_pass   http://nodes; //被转发的服务器地址
       } 
    - least_conn(最小连接数) 
     upstream nodes { 
         least_conn; //请连接数较少的后端服务器
       server 192.168.1.11; //weight 默认值是1数值越大,代表被被访问的次数也会越多
       server 192.168.1.12;
   }   
 
    server {  
           listen       80;   //监听的端口号
           server_name  127.0.0.1;   //Nginx 服务器地址
           location / {  //    / 表示所有的请求
               proxy_pass   http://nodes; //被转发的服务器地址
       }
    - ip_hash  
     upstream nodes { 
          ip_hash; //请求按访问ip的hash结果分配
       server 192.168.1.11; //weight 默认值是1数值越大,代表被被访问的次数也会越多
       server 192.168.1.12;
   }   
 
    server {  
           listen       80;   //监听的端口号
           server_name  127.0.0.1;   //Nginx 服务器地址
           location / {  //    / 表示所有的请求
               proxy_pass   http://nodes; //被转发的服务器地址
       }
  - fair  
     upstream nodes { 
       server 192.168.1.11; //weight 默认值是1数值越大,代表被被访问的次数也会越多
       server 192.168.1.12;
       fair;//后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配
   }   
 
    server {  
           listen       80;   //监听的端口号
           server_name  127.0.0.1;   //Nginx 服务器地址
           location / {  //    / 表示所有的请求
               proxy_pass   http://nodes; //被转发的服务器地址
       }
   - url_hash  
     upstream nodes { 
       server 192.168.1.11; //weight 默认值是1数值越大,代表被被访问的次数也会越多
       server 192.168.1.12;
          hash $request_uri;
       hash_method crc32;//按访问url的hash结果来分配请求,使每个url定向到同一个后端服务器
   }   
 
    server {  
           listen       80;   //监听的端口号
           server_name  127.0.0.1;   //Nginx 服务器地址
           location / {  //    / 表示所有的请求
               proxy_pass   http://nodes; //被转发的服务器地址
       }      

以上文件都是在nginx.conf里面配置

反向代理

代理:在Java设计模式中,代理模式是这样定义的:给某个对象提供一个代理对象,并由代理对象控制原对象的引用

在说反向代理前先说一下什么是正向代理?

1.1 正向代理

    举个例子说明一下吧 ,有一天我要去理发,然后我到了理发店之后说,我要找王Tony给我理发
    其实这就是正向代理,明确的知道自己的目标是什么

1.2 反向代理

    还是举个例子,我还是去理发店理发,不过我是第一次来,我说给我理个最便宜的,这时候我并不知道谁要来给我理发,但是只要能给理发就可以了
    这就是反向代理,我不关心处理请求的是谁,你只要把我要的结果给我就好了

反向代理和正向代理的区别就是,正向代理客户端,反向代理服务器

反向代理的配置

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;     //Nginx 地址

        location / {
            proxy_pass http://123.123.123.123.com     //要代理的服务器地址
            index  index.html index.htm index.jsp;
        }
    }

配置完这个以后,重启Nginx 在浏览器中输入localhost:80(80可以不用输入),就可以直接访问到服务器了

这就是反向代理

Nginx 配置文件的基本配置

user nginx nginx ;

Nginx用户及组:用户 组。window下不指定



worker_processes 8;

工作进程:数目。根据硬件调整,通常等于CPU数量或者2倍于CPU。



error_log  logs/error.log;  

error_log  logs/error.log  notice;  

error_log  logs/error.log  info;  

错误日志:存放路径。



pid logs/nginx.pid;

pid(进程标识符):存放路径。



worker_rlimit_nofile 204800;

指定进程可以打开的最大描述符:数目。

这个指令是指当一个nginx进程打开的最多文件描述符数目,理论值应该是最多打开文件数(ulimit -n)与nginx进程数相除,但是nginx分配请求并不是那么均匀,所以最好与ulimit -n 的值保持一致。

现在在linux 2.6内核下开启文件打开数为65535,worker_rlimit_nofile就相应应该填写65535。

这是因为nginx调度时分配请求到进程并不是那么的均衡,所以假如填写10240,总并发量达到3-4万时就有进程可能超过10240了,这时会返回502错误。



events

{
use epoll;

使用epoll的I/O 模型。linux建议epoll,FreeBSD建议采用kqueue,window下不指定。

补充说明:

与apache相类,nginx针对不同的操作系统,有不同的事件模型

A)标准事件模型

Select、poll属于标准事件模型,如果当前系统不存在更有效的方法,nginx会选择select或poll

B)高效事件模型

Kqueue:使用于FreeBSD 4.1+, OpenBSD 2.9+, NetBSD 2.0 和 MacOS X.使用双处理器的MacOS X系统使用kqueue可能会造成内核崩溃。

Epoll:使用于Linux内核2.6版本及以后的系统。

/dev/poll:使用于Solaris 7 11/99+,HP/UX 11.22+ (eventport),IRIX 6.5.15+ 和 Tru64 UNIX 5.1A+。

Eventport:使用于Solaris 10。 为了防止出现内核崩溃的问题, 有必要安装安全补丁。



worker_connections 204800;

没个工作进程的最大连接数量。根据硬件调整,和前面工作进程配合起来用,尽量大,但是别把cpu跑到100%就行。每个进程允许的最多连接数,理论上每台nginx服务器的最大连接数为。worker_processes*worker_connections

keepalive_timeout 60;

keepalive超时时间。



client_header_buffer_size 4k;

客户端请求头部的缓冲区大小。这个可以根据你的系统分页大小来设置,一般一个请求头的大小不会超过1k,不过由于一般系统分页都要大于1k,所以这里设置为分页大小。

分页大小可以用命令getconf PAGESIZE 取得。

[root@web001 ~]# getconf PAGESIZE

4096

但也有client_header_buffer_size超过4k的情况,但是client_header_buffer_size该值必须设置为“系统分页大小”的整倍数。



open_file_cache max=65535 inactive=60s;

这个将为打开文件指定缓存,默认是没有启用的,max指定缓存数量,建议和打开文件数一致,inactive是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。



open_file_cache_valid 80s;

这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。



open_file_cache_min_uses 1;

open_file_cache指令中的inactive参数时间内文件的最少使用次数,如果超过这个数字,文件描述符一直是在缓存中打开的,如上例,如果有一个文件在inactive时间内一次没被使用,它将被移除。

}





##设定http服务器,利用它的反向代理功能提供负载均衡支持

http

{
include mime.types;

设定mime类型,类型由mime.type文件定义



default_type application/octet-stream;



log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '

'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '

'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

log_format log404 '$status [$time_local] $remote_addr $host$request_uri $sent_http_location';

日志格式设置。

$remote_addr与$http_x_forwarded_for用以记录客户端的ip地址;

$remote_user:用来记录客户端用户名称;

$time_local: 用来记录访问时间与时区;

$request: 用来记录请求的url与http协议;

$status: 用来记录请求状态;成功是200,

$body_bytes_sent :记录发送给客户端文件主体内容大小;

$http_referer:用来记录从那个页面链接访问过来的;

$http_user_agent:记录客户浏览器的相关信息;

通常web服务器放在反向代理的后面,这样就不能获取到客户的IP地址了,通过$remote_add拿到的IP地址是反向代理服务器的iP地址。反向代理服务器在转发请求的http头信息中,可以增加x_forwarded_for信息,用以记录原有客户端的IP地址和原来客户端的请求的服务器地址。



access_log  logs/host.access.log  main;

access_log  logs/host.access.404.log  log404;

用了log_format指令设置了日志格式之后,需要用access_log指令指定日志文件的存放路径;



server_names_hash_bucket_size 128;

#保存服务器名字的hash表是由指令server_names_hash_max_size 和server_names_hash_bucket_size所控制的。参数hash bucket size总是等于hash表的大小,并且是一路处理器缓存大小的倍数。在减少了在内存中的存取次数后,使在处理器中加速查找hash表键值成为可能。如果hash bucket size等于一路处理器缓存的大小,那么在查找键的时候,最坏的情况下在内存中查找的次数为2。第一次是确定存储单元的地址,第二次是在存储单元中查找键 值。因此,如果Nginx给出需要增大hash max size 或 hash bucket size的提示,那么首要的是增大前一个参数的大小.



client_header_buffer_size 4k;

客户端请求头部的缓冲区大小。这个可以根据你的系统分页大小来设置,一般一个请求的头部大小不会超过1k,不过由于一般系统分页都要大于1k,所以这里设置为分页大小。分页大小可以用命令getconf PAGESIZE取得。



large_client_header_buffers 8 128k;

客户请求头缓冲大小。nginx默认会用client_header_buffer_size这个buffer来读取header值,如果

header过大,它会使用large_client_header_buffers来读取。



open_file_cache max=102400 inactive=20s;

这个指令指定缓存是否启用。
例: open_file_cache max=1000 inactive=20s; 

open_file_cache_valid 30s; 

open_file_cache_min_uses 2; 

open_file_cache_errors on;



open_file_cache_errors
语法:open_file_cache_errors on | off 默认值:open_file_cache_errors off 使用字段:http, server, location 这个指令指定是否在搜索一个文件是记录cache错误.

open_file_cache_min_uses

语法:open_file_cache_min_uses number 默认值:open_file_cache_min_uses 1 使用字段:http, server, location 这个指令指定了在open_file_cache指令无效的参数中一定的时间范围内可以使用的最小文件数,如果使用更大的值,文件描述符在cache中总是打开状态.
open_file_cache_valid

语法:open_file_cache_valid time 默认值:open_file_cache_valid 60 使用字段:http, server, location 这个指令指定了何时需要检查open_file_cache中缓存项目的有效信息.





client_max_body_size 300m;

设定通过nginx上传文件的大小



sendfile on;

sendfile指令指定 nginx 是否调用sendfile 函数(zero copy 方式)来输出文件,对于普通应用,必须设为on。如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用,可设置为off,以平衡磁盘与网络IO处理速度,降低系统uptime。



tcp_nopush on;

此选项允许或禁止使用socke的TCP_CORK的选项,此选项仅在使用sendfile的时候使用



proxy_connect_timeout 90; 
后端服务器连接的超时时间_发起握手等候响应超时时间



proxy_read_timeout 180;

连接成功后_等候后端服务器响应时间_其实已经进入后端的排队之中等候处理(也可以说是后端服务器处理请求的时间)



proxy_send_timeout 180;

后端服务器数据回传时间_就是在规定时间之内后端服务器必须传完所有的数据



proxy_buffer_size 256k;

设置从被代理服务器读取的第一部分应答的缓冲区大小,通常情况下这部分应答中包含一个小的应答头,默认情况下这个值的大小为指令proxy_buffers中指定的一个缓冲区的大小,不过可以将其设置为更小



proxy_buffers 4 256k;

设置用于读取应答(来自被代理服务器)的缓冲区数目和大小,默认情况也为分页大小,根据操作系统的不同可能是4k或者8k



proxy_busy_buffers_size 256k;



proxy_temp_file_write_size 256k;

设置在写入proxy_temp_path时数据的大小,预防一个工作进程在传递文件时阻塞太长



proxy_temp_path /data0/proxy_temp_dir;

proxy_temp_path和proxy_cache_path指定的路径必须在同一分区


proxy_cache_path /data0/proxy_cache_dir levels=1:2 keys_zone=cache_one:200m inactive=1d max_size=30g;
#设置内存缓存空间大小为200MB,1天没有被访问的内容自动清除,硬盘缓存空间大小为30GB。

keepalive_timeout 120;

keepalive超时时间。



tcp_nodelay on;



client_body_buffer_size 512k;
如果把它设置为比较大的数值,例如256k,那么,无论使用firefox还是IE浏览器,来提交任意小于256k的图片,都很正常。如果注释该指令,使用默认的client_body_buffer_size设置,也就是操作系统页面大小的两倍,8k或者16k,问题就出现了。
无论使用firefox4.0还是IE8.0,提交一个比较大,200k左右的图片,都返回500 Internal Server Error错误



proxy_intercept_errors on;

表示使nginx阻止HTTP应答代码为400或者更高的应答。



upstream bakend {
server 127.0.0.1:8027;

server 127.0.0.1:8028;

server 127.0.0.1:8029;

hash $request_uri;

}

nginx的upstream目前支持4种方式的分配

1、轮询(默认)

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端服务器down掉,能自动剔除。

2、weight
指定轮询几率,weight和访问比率成正比,用于后端服务器性能不均的情况。
例如:
upstream bakend {
server 192.168.0.14 weight=10;
server 192.168.0.15 weight=10;
}

2、ip_hash
每个请求按访问ip的hash结果分配,这样每个访客固定访问一个后端服务器,可以解决session的问题。
例如:
upstream bakend {
ip_hash;
server 192.168.0.14:88;
server 192.168.0.15:80;
}

3、fair(第三方)
按后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。
upstream backend {
server server1;
server server2;
fair;
}

4、url_hash(第三方)

按访问url的hash结果来分配请求,使每个url定向到同一个后端服务器,后端服务器为缓存时比较有效。

例:在upstream中加入hash语句,server语句中不能写入weight等其他的参数,hash_method是使用的hash算法

upstream backend {
server squid1:3128;
server squid2:3128;
hash $request_uri;
hash_method crc32;
}

tips:

upstream bakend{#定义负载均衡设备的Ip及设备状态}{
ip_hash;
server 127.0.0.1:9090 down;
server 127.0.0.1:8080 weight=2;
server 127.0.0.1:6060;
server 127.0.0.1:7070 backup;
}
在需要使用负载均衡的server中增加
proxy_pass http://bakend/;

每个设备的状态设置为:
1.down表示单前的server暂时不参与负载
2.weight为weight越大,负载的权重就越大。
3.max_fails:允许请求失败的次数默认为1.当超过最大次数时,返回proxy_next_upstream模块定义的错误
4.fail_timeout:max_fails次失败后,暂停的时间。
5.backup: 其它所有的非backup机器down或者忙的时候,请求backup机器。所以这台机器压力会最轻。

nginx支持同时设置多组的负载均衡,用来给不用的server来使用。

client_body_in_file_only设置为On 可以讲client post过来的数据记录到文件中用来做debug
client_body_temp_path设置记录文件的目录 可以设置最多3层目录

location对URL进行匹配.可以进行重定向或者进行新的代理 负载均衡





##配置虚拟机

server

{
listen 80;

配置监听端口



server_name image.***.com;

配置访问域名



location ~* \.(mp3|exe)$ {
对以“mp3或exe”结尾的地址进行负载均衡



proxy_pass http://img_relay$request_uri;

设置被代理服务器的端口或套接字,以及URL



proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

以上三行,目的是将代理服务器收到的用户的信息传到真实服务器上

}



location /face {
if ($http_user_agent ~* "xnp") {
rewrite ^(.*)$ http://211.151.188.190:8080/face.jpg redirect;

}

proxy_pass http://img_relay$request_uri;

proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

error_page 404 502 = @fetch;

}

location @fetch {
access_log /data/logs/face.log log404;

rewrite ^(.*)$ http://211.151.188.190:8080/face.jpg redirect;

}

location /image {
if ($http_user_agent ~* "xnp") {
rewrite ^(.*)$ http://211.151.188.190:8080/face.jpg redirect;

}

proxy_pass http://img_relay$request_uri;

proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

error_page 404 502 = @fetch;

}

location @fetch {
access_log /data/logs/image.log log404;

rewrite ^(.*)$ http://211.151.188.190:8080/face.jpg redirect;

}

}



##其他举例

server

{
listen 80;

server_name *.***.com *.***.cn;

location ~* \.(mp3|exe)$ {
proxy_pass http://img_relay$request_uri;

proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

}

location / {
if ($http_user_agent ~* "xnp") {
rewrite ^(.*)$ http://i1.***img.com/help/noimg.gif redirect;

}

proxy_pass http://img_relay$request_uri;

proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

#error_page 404 http://i1.***img.com/help/noimg.gif;

error_page 404 502 = @fetch;

}

location @fetch {
access_log /data/logs/baijiaqi.log log404;

rewrite ^(.*)$ http://i1.***img.com/help/noimg.gif redirect;

}

}

server

{
listen 80;

server_name *.***img.com;



location ~* \.(mp3|exe)$ {
proxy_pass http://img_relay$request_uri;

proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

}

location / {
if ($http_user_agent ~* "xnp") {
rewrite ^(.*)$ http://i1.***img.com/help/noimg.gif;

}

proxy_pass http://img_relay$request_uri;

proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

#error_page 404 http://i1.***img.com/help/noimg.gif;

error_page 404 = @fetch;

}

#access_log off;

location @fetch {
access_log /data/logs/baijiaqi.log log404;

rewrite ^(.*)$ http://i1.***img.com/help/noimg.gif redirect;

}

}

server

{
listen 8080;

server_name ngx-ha.***img.com;

location / {
stub_status on;

access_log off;

}

}

server {
listen 80;

server_name imgsrc1.***.net;

root html;

}



server {
listen 80;

server_name ***.com w.***.com;

# access_log /usr/local/nginx/logs/access_log main;

location / {
rewrite ^(.*)$ http://www.***.com/ ;

}

}

server {
listen 80;

server_name *******.com w.*******.com;

# access_log /usr/local/nginx/logs/access_log main;

location / {
rewrite ^(.*)$ http://www.*******.com/;

}

}

server {
listen 80;

server_name ******.com;

# access_log /usr/local/nginx/logs/access_log main;

location / {
rewrite ^(.*)$ http://www.******.com/;

}

}

location /NginxStatus {
stub_status on;
access_log on;
auth_basic "NginxStatus";
auth_basic_user_file conf/htpasswd;
}

#设定查看Nginx状态的地址



location ~ /\.ht {
deny all;
}

#禁止访问.htxxx文件

}



注释:变量

Ngx_http_core_module模块支持内置变量,他们的名字和apache的内置变量是一致的。

首先是说明客户请求title中的行,例如$http_user_agent,$http_cookie等等。

此外还有其它的一些变量

$args此变量与请求行中的参数相等

$content_length等于请求行的“Content_Length”的值。

$content_type等同与请求头部的”Content_Type”的值

$document_root等同于当前请求的root指令指定的值

$document_uri与$uri一样

$host与请求头部中“Host”行指定的值或是request到达的server的名字(没有Host行)一样

$limit_rate允许限制的连接速率

$request_method等同于request的method,通常是“GET”或“POST”

$remote_addr客户端ip

$remote_port客户端port

$remote_user等同于用户名,由ngx_http_auth_basic_module认证

$request_filename当前请求的文件的路径名,由root或alias和URI request组合而成

$request_body_file

$request_uri含有参数的完整的初始URI

$query_string与$args一样

$sheeme http模式(http,https)尽在要求是评估例如

Rewrite ^(.+)$ $sheme://example.com$; Redirect;

$server_protocol等同于request的协议,使用“HTTP/或“HTTP/

$server_addr request到达的server的ip,一般获得此变量的值的目的是进行系统调用。为了避免系统调用,有必要在listen指令中指明ip,并使用bind参数。

$server_name请求到达的服务器名

$server_port请求到达的服务器的端口号

$uri等同于当前request中的URI,可不同于初始值,例如内部重定向时或使用index

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