nginx
目錄- nginx
- 一、nginx簡介
- 二、nginx的特性與優點
- 1.nginx的特性
- 2.nginx的優點
- 三、nginx的功能及應用類別
- 1. nginx的基本功能
- 2. nginx的擴展功能
- 3. nginx的應用類別
- 四、nginx的模塊，作業原理，作業模式
- 1.nginx的模塊分類
- 2. nginx的作業原理
- 3. nginx的作業模式
- nginx原始碼部署
一、nginx簡介
nginx（發音同engine x）是一款輕量級的Web服務器/反向代理服務器及電子郵件（IMAP/POP3）代理服務器，并在一個BSD-like協議下發行，
nginx由俄羅斯的程式設計師Igor Sysoev所開發，最初供俄國大型的入口網站及搜尋引擎Rambler使用，
第一個公開版本0.1.0發布于2004年10月4日，其將源代碼以類BSD許可證的形式發布，因它的穩定性、豐富的功能集、示例組態檔和低系統資源的消耗而聞名，2011年6月1日，nginx 1.0.4發布，
nginx的特點是占有記憶體少，并發能力強，事實上nginx的并發能力確實在同型別的網頁服務器中表現較好，中國大陸使用nginx網站用戶有：百度、京東、新浪、網易、騰訊、淘寶等，
二、nginx的特性與優點
1.nginx的特性
Nginx 可以在大多數 Unix Linux OS 上編譯運行，并有 Windows 移植版，Nginx 的1.20.0穩定版已經于2021年4月20日發布，一般情況下，對于新建站點，建議使用最新穩定版作為生產版本，已有站點的升級急迫性不高，Nginx 的源代碼使用 2-clause BSD-like license，
Nginx 是一個很強大的高性能Web和反向代理服務，它具有很多非常優越的特性：
在連接高并發的情況下，Nginx是Apache服務不錯的替代品：Nginx在美國是做虛擬主機生意的老板們經常選擇的軟體平臺之一，能夠支持高達 50,000 個并發連接數的回應，感謝Nginx為我們選擇了 epoll and kqueue作為開發模型，
- 服務器
- Nginx作為負載均衡服務：Nginx 既可以在內部直接支持 Rails 和 PHP 程式對外進行服務，也可以支持作為 HTTP代理服務對外進行服務，Nginx采用C進行撰寫，不論是系統資源開銷還是CPU使用效率都比 Perlbal 要好很多，
- 處理靜態檔案，索引檔案以及自動索引;打開檔案描述符緩沖，
- 無快取的反向代理加速，簡單的負載均衡和容錯，
- FastCGI，簡單的負載均衡和容錯，
- 模塊化的結構，包括 gzipping, byte ranges, chunked responses,以及 SSI-filter 等 filter，如果由 FastCG或其它代理服務器處理單頁中存在的多個 SSI，則這項處理可以并行運行，而不需要相互等待，
- 支持 SSL 和 TLSSNI，
- 代碼
- Nginx代碼完全用C語言從頭寫成，已經移植到許多體系結構和作業系統，包括：Linux、FreeBSD、Solaris、Mac OS X、AIX以及Microsoft Windows，Nginx有自己的函式庫，并且除了zlib、PCRE和OpenSSL之外，標準模塊只使用系統C庫函式，而且，如果不需要或者考慮到潛在的授權沖突，可以不使用這些第三方庫，
- 代理服務器
- 作為郵件代理服務：Nginx 同時也是一個非常優秀的郵件代理服務（最早開發這個產品的目的之一也是作為郵件代理服務器），Last.fm 描述了成功并且美妙的使用經驗，
- Nginx 是一個安裝非常的簡單、組態檔非常簡潔（還能夠支持perl語法）、Bug非常少的服務，Nginx 啟動特別容易，并且幾乎可以做到7*24不間斷運行，即使運行數個月也不需要重新啟動，你還能夠不間斷服務的情況下進行軟體版本的升級，
2.nginx的優點
- 高并發連接：官方測驗能夠支撐5萬并發連接，在實際生產環境中跑到2-3萬并發連接數
- 記憶體消耗少：在3萬并發連接下，開啟的10個nginx行程才消耗150M記憶體（15M*10=150M）
- 組態檔非常簡單：風格跟程式一樣通俗易懂
- 成本低廉：nginx為開源軟體，可以免費使用，而購買F5 BIG-IP、NetScaler等硬體負載均衡交換機則需要十多萬至幾十萬人民幣
- 支持Rewrite重寫規則：能夠根據域名、URL的不同，將HTTP請求分到不同的后端服務器群組
- 內置的健康檢查功能：如果Nginx Proxy后端的某臺Web服務器宕機了，不會影響前端訪問
- 節省帶寬：支持GZIP壓縮，可以添加瀏覽器本地快取的Header頭
- 穩定性高：用于反向代理，宕機的概率微乎其微
- 模塊化設計：模塊可以動態編譯
- 外圍支持好：檔案全，二次開發和模塊較多
- 支持熱部署：可以不停機多載組態檔
- 支持事件驅動、AIO（AsyncIO，異步IO）、mmap（Memory Map，記憶體映射）等性能優化
三、nginx的功能及應用類別
1. nginx的基本功能
- 靜態資源的web服務器，能快取打開的檔案描述符
- http、smtp、pop3協議的反向代理服務器
- 快取加速、負載均衡
- 支持FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（Python）等
- 模塊化（非DSO機制），過濾器zip、SSI及影像的大小調整
- 支持SSL
2. nginx的擴展功能
- 基于名稱和IP的虛擬主機
- 支持keepalive
- 支持平滑升級
- 定制訪問日志、支持使用日志緩沖區提高日志存盤性能
- 支持URL重寫
- 支持路徑別名
- 支持基于IP及用戶的訪問控制
- 支持速率限制，支持并發數限制
3. nginx的應用類別
- 使用nginx結合FastCGI運行PHP、JSP、Perl等程式
- 使用nginx作反向代理、負載均衡、規則過濾
- 使用nginx運行靜態HTML網頁、圖片
- nginx與其他新技術的結合應用
四、nginx的模塊，作業原理，作業模式
nginx由內核和模塊組成，其中，內核的設計非常微小和簡潔，完成的作業也非常簡單，僅僅通過查找組態檔將客戶端請求映射到一個location block（location是nginx配置中的一個指令，用于URL匹配），而在這個location中所配置的每個指令將會啟動不同的模塊去完成相應的作業，
1.nginx的模塊分類
nginx的模塊從結構上分為核心模塊、基礎模塊和第三方模塊
- HTTP模塊、EVENT模塊和MAIL模塊等屬于核心模塊
- HTTP Access模塊、HTTP FastCGI模塊、HTTP Proxy模塊和HTTP Rewrite模塊屬于基本模塊
- HTTP Upstream模塊、Request Hash模塊、Notice模塊和HTTP Access Key模塊屬于第三方模塊
用戶根據自己的需要開發的模塊都屬于第三方模塊，正是有了如此多模塊的支撐，nginx的功能才會如此強大
nginx模塊從功能上分為三類，分別是：
- Handlers（處理器模塊），此類模塊直接處理請求，并進行輸出內容和修改headers資訊等操作，handlers處理器模塊一般只能有一個
- Filters（過濾器模塊），此類模塊主要對其他處理器模塊輸出的內容進行修改操作，最后由nginx輸出
- Proxies（代理器模塊），就是nginx的HTTP Upstream之類的模塊，這些模塊主要與后端一些服務比如fastcgi等操作互動，實作服務代理和負載均衡等功能
nginx模塊分為：核心模塊、事件模塊、標準Http模塊、可選Http模塊、郵件模塊、第三方模塊和補丁等
- nginx基本模塊：所謂基本模塊，指的是nginx默認的功能模塊，它們提供的指令，允許你使用定義nginx基本功能的變數，在編譯時不能被禁用，包括：
- 核心模塊：基本功能和指令，如行程管理和安全，常見的核心模塊指令，大部分是放置在組態檔的頂部
- 事件模塊：在Nginx內配置網路使用的能力，常見的events（事件）模塊指令，大部分是放置在組態檔的頂部
- 配置模塊：提供包含機制
具體的指令，請參考nginx的官方檔案
2. nginx的作業原理
-
nginx采用了異步非阻塞的作業方式
epoll模型：當有i/o事件產生時，epoll就會告訴行程哪個連接由i/o事件產生，然后行程就會處理這個事件，
nginx配置use epoll后，以異步非阻塞的方式作業，能夠處理百萬計的并發連接 -
處理程序：
每進來一個請求，會有一個作業行程去處理，但不是全程進行處理，處理可以會發生阻塞的情況；比如：向后端服務器轉發請求，那么這個處理的作業行程不會一直等待，它會在發送完請求后，注冊一個事件等待后端服務器回傳；此時，再有新的請求，這個worker就很快再按這種方式處理；而一旦后端服務器回傳資訊，就會觸發這個事件，worker就會進行處理，這個請求才會接著往下走；
通過這種<快速處理并快速釋放請求>的方式，達到同樣的配置可以處理更大并發的目的
3. nginx的作業模式
1.master-worker模式
nginx啟動成功后，會有一個master行程和至少一個worker行程；
master行程負責處理系統信號、加載配置、管理worker行程
worker行程負責處理具體的業務邏輯
對外部來說，真正提供服務的時worker行程
優點：
穩定性高；一個worker行程掛掉后master行程會立即啟動一個新的worker行程，保證worker行程數量不變，降低服務中斷的概率;
配合Linux的cpu親和性的匹配中，可以充分利用多核cpu的優勢，提升性能;
處理信號、配置重新加載等可以做到盡可能不中斷服務;
2.單行程模式
nginx只有一個行程，nginx的所有作業都由這個行程負責
優點：可以很方便的利用gdb工具進行除錯
缺點：
不支持平滑升級
任何的信號處理都可以造成服務的中斷
行程掛掉后，在沒有外部監控的情況下，無法重啟服務
生產環境中不會使用
nginx原始碼部署
環境說明：
| 系統 | 主機名 | IP |
|---|---|---|
| centos8 | nginx | 192.168.111.141 |
//修改名字
[root@localhost ~]# hostnamectl set-hostname nginx
[root@localhost ~]# bash
[root@nginx ~]#
//關閉防火墻和selinux
[root@nginx ~]# setenforce 0
[root@nginx ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@nginx ~]# systemctl disable --now firewalld
[root@nginx ~]# reboot
//配置yum源
[root@nginx ~]# curl -o /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo https://mirrors.aliyun.com/repo/Centos-vault-8.5.2111.repo
[root@nginx ~]# sed -i -e '/mirrors.cloud.aliyuncs.com/d' -e '/mirrors.aliyuncs.com/d' /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo
//創建用戶
[root@nginx ~]# useradd -rMs /sbin/nologin nginx
//安裝依賴包
[root@nginx ~]# dnf -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make wget vim
//創建日志存放目錄
[root@nginx ~]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@nginx ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx
//下載nginx包并解壓
[root@nginx ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.2.tar.gz
[root@nginx ~]# tar xf nginx-1.20.2.tar.gz
//進行編譯安裝
[root@nginx ~]# cd nginx-1.20.2
[root@nginx nginx-1.20.2]# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-debug \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-http_gunzip_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module
[root@nginx nginx-1.20.2]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l) && make install
//安裝完成
[root@nginx nginx-1.20.2]# cd /usr/local/nginx/
[root@nginx nginx]# ls
conf html logs sbin
nginx安裝后配置
//配置環境變數
[root@nginx ~]# echo "export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin" > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@nginx ~]# source /etc/profile.d/nginx.sh
//配置system啟動服務
[root@nginx ~]# vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service
[Unit]
Description=nginx server daemon
After=network.target
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
ExecReload=/bin/kill -HUP \$MAINPID
[Install]
WantedBy=multi-user.target
//啟動nginx
[root@nginx ~]# systemctl enable --now nginx
[root@nginx ~]# systemctl enable --now nginx
Created symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/nginx.service → /usr/lib/systemd/system/nginx.service.
[root@nginx ~]# ss -anlt
State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port Process
LISTEN 0 128 0.0.0.0:80 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 0.0.0.0:22 0.0.0.0:*
LISTEN 0 128 [::]:22 [::]:*
瀏覽器訪問
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