什么是Nginx

Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/SMTP服务器

Nginx优势和应用场景

优势

• 轻量级
• 高并发
• 模块化设计
• 社区活跃

Nginx VS Apache

• Nginx 配置简洁, Apache 较复杂；
• Nginx采用异步非阻塞的线程模型，处理能力要远强于Apache支持的同步线程模型；
• nginx处理静态文件好,耗费内存少，但是Apache擅长处理动态资源；
• Nginx支持7层负载均衡；
• 一般两者结合使用：前端nginx抗并发，后端apache集群。

应用场景

• http服务器：提供http服务
• 虚拟主机：实现一台服务器虚拟出多个网站，将
• 反向代理：集群下，做反向代理
• 负载均衡：多服务器按照策略分担负载

Nginx的安装

• 环境要求
  • gcc：yum install gcc-c++
  • pcre，一个Perl库，nginx的http模块使用pcre来解析正则表达式：yum install -y pcre pcre-devel
  • zlib，nginx使用zlib对http报文的内容进行gzip：yum install -y zlib zlib-devel
  • openssl，nginx支持https： yum install -y openssl openssl-devel
• 安装
  • 下载并解压到相应目录下：tar zxf nginx-1.8.0.tar.gz
  • 检查当前的环境是否满足要安装软件的依赖关系，对安装的软件进行配置并生成 Makefile文件，：(\表示命令未结束，还行继续输入)：

./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--with-http_gzip_static_module \
--http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client \
--http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy \
--http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi \
--http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi \
--http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi

• • 注意：启动nginx之前，上边将临时文件目录指定为/var/temp/nginx，需要在/var下创建temp及nginx目录
  • 创建所需目录：mkdir /var/temp/nginx/client -p
  • 编译：make
  • 安装：make insatll
  • Nginx常用命令
    • 启动：sbin/nginx
    • 退出：nginx -s stop
    • 重启：nginx -s reload

Nginx的常用配置

主要分为：

• 基本配置
• 事件配置(事件模型)(events)
  • use epoll
• http服务器配置，使用它的反向代理实现负载均衡(http)
  • http基本配置
    • fastcgi
    • gzip
  • 负载均衡配置(upstream)
    • 轮询(默认)
    • weight：指定轮询比例，weight和访问比率成正比
    • 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
    • fair：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
    • url_hash：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。
  • 虚拟主机配置(server)
    • listener：监听的端口号
    • server_name：域名，多个空格隔开
    • index：欢迎页
    • location [ =|~ |~* |^~] /uri/ { … }
      • = 开头表示精确匹配
      • ^~ 开头表示uri以某个常规字符串开头，理解为匹配 url路径即可。nginx不对url做编码，因此请求为/static/20%/aa，可以被规则^~ /static/ /aa匹配到（注意是空格）。
      • ~ 开头表示区分大小写的正则匹配
      • ~* 开头表示不区分大小写的正则匹配
      • !~和 !~*分别为区分大小写不匹配及不区分大小写不匹配 的正则
      • / 通用匹配，任何请求都会匹配到。

#定义Nginx运行的用户和用户组
user www www;

#nginx进程数，建议设置为等于CPU总核心数。
worker_processes 8;
 
#全局错误日志定义类型，[ debug | info | notice | warn | error | crit ]
error_log /usr/local/nginx/logs/error.log info;

#进程pid文件
pid /usr/local/nginx/logs/nginx.pid;

#指定进程可以打开的最大描述符：数目
#工作模式与连接数上限
#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。
worker_rlimit_nofile 65535;


events
{
    #参考事件模型，use [ kqueue | rtsig | epoll | /dev/poll | select | poll ]; epoll模型
    #是Linux 2.6以上版本内核中的高性能网络I/O模型，linux建议epoll，
    #如果跑在FreeBSD上面，就用kqueue模型。
    #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。
    use epoll;

    #单个进程最大连接数（最大连接数=连接数*进程数）
    #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_connections 65535;

    #keepalive超时时间。
    keepalive_timeout 60;

    #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。
    client_header_buffer_size 4k;

    #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 max=65535 inactive=60s;

    #这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
    #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.
    open_file_cache_valid 80s;

    #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。
    #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_min_uses 1;
    
    #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_errors on;
}
 
 
 
#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
{
    #文件扩展名与文件类型映射表
    include mime.types;

    #默认文件类型
    default_type application/octet-stream;

    #默认编码
    #charset utf-8;

    #服务器名字的hash表大小
    #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.
    server_names_hash_bucket_size 128;

    #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。
    client_header_buffer_size 32k;

    #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。
    large_client_header_buffers 4 64k;

    #设定通过nginx上传文件的大小
    client_max_body_size 8m;

    #开启高效文件传输模式，sendfile指令指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件，
    #对于普通应用设为 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I/O处理速度，降低系统的负载。注意：如果图片显示不正常把这个改成off。
    #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。
    sendfile on;

    #开启目录列表访问，合适下载服务器，默认关闭。
    autoindex 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
    tcp_nopush on;
     
    tcp_nodelay on;

    #长连接超时时间，单位是秒
    keepalive_timeout 120;

    #FastCGI相关参数是为了改善网站的性能：减少资源占用，提高访问速度。
    #下面参数看字面意思都能理解。
    fastcgi_connect_timeout 300;
    fastcgi_send_timeout 300;
    fastcgi_read_timeout 300;
    fastcgi_buffer_size 64k;
    fastcgi_buffers 4 64k;
    fastcgi_busy_buffers_size 128k;
    fastcgi_temp_file_write_size 128k;

    #gzip模块设置
    gzip on; #开启gzip压缩输出
    gzip_min_length 1k;    #最小压缩文件大小
    gzip_buffers 4 16k;    #压缩缓冲区
    gzip_http_version 1.0;    #压缩版本（默认1.1，前端如果是squid2.5请使用1.0）
    gzip_comp_level 2;    #压缩等级
    #压缩类型，默认就已经包含textml，所以下面就不用再写了，  
    #写上去也不会有问题，但是会有一个warn。
    gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;    
    gzip_vary on;

    #开启限制IP连接数的时候需要使用
    #limit_zone crawler $binary_remote_addr 10m;

    #负载均衡配置
    upstream piao.jd.com {
     
        #upstream的负载均衡，weight是权重，可以根据机器配置定义权重。
        #weigth参数表示权值，权值越高被分配到的几率越大。
        server 192.168.80.121:80 weight=3;
        server 192.168.80.122:80 weight=2;
        server 192.168.80.123:80 weight=3;

        #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
    }
     
     
     
    #虚拟主机的配置
    server
    {
        #监听端口
        listen 80;

        #域名可以有多个，用空格隔开
        server_name www.jd.com jd.com;
        index index.html index.htm index.php;
        root /data/www/jd;

        
        location ~ .*.(php|php5)?$
        {
            #指明nginx与fastcgi交互的id和端口号，也就是fastcgi监听的端口
            fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index index.php;
            include fastcgi.conf;
        }
         
        #图片缓存时间设置
        location ~ .*.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$
        {
            expires 10d;
        }
         
        #JS和CSS缓存时间设置
        location ~ .*.(js|css)?$
        {
            expires 1h;
        }
         
        #日志格式设定
        #$remote_addr与$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。
        log_format access '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
        '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
        '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
         
        #定义本虚拟主机的访问日志
        access_log  /usr/local/nginx/logs/host.access.log  main;
        access_log  /usr/local/nginx/logs/host.access.404.log  log404;
         
        #对 "/" 启用反向代理
        location / {
            proxy_pass http://127.0.0.1:88;
            proxy_redirect off;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             
            #后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
             
            #以下是一些反向代理的配置，可选。
            proxy_set_header Host $host;

            #允许客户端请求的最大单文件字节数
            client_max_body_size 10m;

            #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数，
            #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
            client_body_buffer_size 128k;

            #表示使nginx阻止HTTP应答代码为400或者更高的应答。
            proxy_intercept_errors on;

            #后端服务器连接的超时时间_发起握手等候响应超时时间
            #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
            proxy_connect_timeout 90;

            #后端服务器数据回传时间(代理发送超时)
            #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_send_timeout 90;

            #连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时)
            #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_read_timeout 90;

            #设置代理服务器（nginx）保存用户头信息的缓冲区大小
            #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_buffer_size 4k;

            #proxy_buffers缓冲区，网页平均在32k以下的设置
            #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_buffers 4 32k;

            #高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2）
            proxy_busy_buffers_size 64k;

            #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
            #设定缓存文件夹大小，大于这个值，将从upstream服务器传
            proxy_temp_file_write_size 64k;
        }
         
         
        #设定查看Nginx状态的地址
        location /NginxStatus {
            stub_status on;
            access_log on;
            auth_basic "NginxStatus";
            auth_basic_user_file confpasswd;
            #htpasswd文件的内容可以用apache提供的htpasswd工具来产生。
        }
         
        #本地动静分离反向代理配置
        #所有jsp的页面均交由tomcat或resin处理
        location ~ .(jsp|jspx|do)?$ {
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        }
         
        #所有静态文件由nginx直接读取不经过tomcat或resin
        location ~ .*.(htm|html|gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|ioc|rar|zip|txt|flv|mid|doc|ppt|
        pdf|xls|mp3|wma)$
        {
            expires 15d; 
        }
         
        location ~ .*.(js|css)?$
        {
            expires 1h;
        }
    }
}

虚拟主机配置(相应位置下的静态资源直接可以访问)

• 通过端口区分虚拟主机：增加一个新的server结点，指定不同端口(listener)，并指定新的资源存放位置(内网使用)
• 通过域名区分虚拟主机：增加一个新的server结点，指定不同域名(server_name)，并指定新的资源存放位置(外网使用)
• ip

反向代理

• 代理服务器(A想访问服务器C，但是A无法直接访问C，可以访问B，B可访问A和C，所以A可以借助B访问C，B将C的访问结果返回给A，从而实现A访问C)
• 反向代理(A想访问服务器B，B只是一个决定那台机处理该请求的一个代理服务器，后台的集群处理后，将响应交给B，B返回给A，对于A来说，就是B来处理的)(所以需要一个公网Ip的代理服务器，然后通过Nginx将请求发送给具体的处理请求的服务器即可)

Nginx实现反向代理

• 配置多个应用(tomcat)
• 配置一个Nginx服务器
  • 新增虚拟主机端口/域名
  • 新增upstream xxx{ server ip:端口号;}
  • location下的root改为proxy_pass: xxx
  • 配置多个服务器时，设置重复上述步骤即可
    正向代理代理的是用户请求，反向代理代理的是服务器响应

负载均衡

• upstream下再加一台server服务器 upstream xxx{ server ip:端口号; server ip2:端口号;}
  • 默认问轮询
  • 通过weight = x来配置权重 upstream xxx{ server ip:端口号 weight = 1; server ip2:端口号 weight = 3;}

Nginx高可用

keepalived + Nginx实现高可用

keepalived介绍

keepalived的作用是检测web服务器的状态，用来防止单点故障，如果有一台web服务器死机，或工作出现故障，Keepalived将检测到(心跳)，并将有故障的web服务器从系统中剔除，当web服务器工作正常后Keepalived自动将web服务器加入到服务器群中，这些工作全部自动完成，不需要人工干涉，需要人工做的只是修复故障的web服务器。

keepalived主要有三个模块

• core：keepalived的核心，负责主进程的启动、维护以及全局配置文件的加载和解析
• check：check负责健康检查，包括常见的各种检查方式
• VRRP：VRRP协议的实现

keepalived的安装

略

lvs + Nginx实现高并发 (四层负载均衡 + 七层负载均衡)(层是指ISO 7层模型中的层)

lvs介绍

LVS是Linux Virtual Server的简写，意即Linux虚拟服务器，是一个虚拟的服务器集群系统

四层负载均衡和七层负载均衡

• 基于四层交换技术的负载均衡(基于IP+端口的负载均衡)：通过报文中的目标地址和端口，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。如lvs和F5
• 基于七层交换技术的负载均衡(基于URL等应用层信息的负载均衡)：主要通过报文中的真正有意义的应用层内容，再加上负载均衡设备设置的服务器选择方式，决定最终选择的内部服务器。如Nginx，Apache
• 两种负载均衡可以结合使用(lvs + nginx)

lvs实现负载的三种方式

• NAT（Network Address Translation网络地址转换）
• TUN（tunnel 隧道）
• DR（direct route 直接路由）

lvs的安装

略