Nginx原理及基础搭建应用

一、Nginx原理
nginx的主要着眼点就是其高性能以及对物理计算资源的高密度利用，因此其采用了不同的架构模型。受启发于多种操作系统设计中基于“事件”的高级处理机制，nginx采用了模块化、事件驱动、异步、单线程及非阻塞的架构，并大量采用了多路复用及事件通知机制。在nginx中，连接请求由为数不多的几个仅包含一个线程的进程worker以高效的回环(run-loop)机制进行处理，而每个worker可以并行处理数千个的并发连接及请求。

Nginx的代码是由一个核心和一系列的模块组成, 核心主要用于提供Web Server的基本功能，以及Web和Mail反向代理的功能；还用于启用网络协议，创建必要的运行时环境以及确保不同的模块之间平滑地进行交互。不过，大多跟协议相关的功能和某应用特有的功能都是由nginx的模块实现的。这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出过滤器、变量处理器、协议、upstream和负载均衡几个类别，这些共同组成了nginx的http功能。事件模块主要用于提供OS独立的(不同操作系统的事件机制有所不同)事件通知机制如kqueue或epoll等。协议模块则负责实现nginx通过http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap与对应的客户端建立会话。
Nginx的核心模块为Main和Events，此外还包括标准HTTP模块、可选HTTP模块和邮件模块，其还可以支持诸多第三方模块。Main用于配置错误日志、进程及权限等相关的参数，Events用于配置IO模型，如epoll、kqueue、select或poll等，它们是必备模块。
Nginx的主配置文件由几个段组成，这个段通常也被称为nginx的上下文，每个段的定义格式如下所示。需要注意的是，其每一个指令都必须使用分号(;)结束，否则为语法错误。
如果负载以CPU密集型应用为主，如SSL或压缩应用，则worker数应与CPU数相同；如果负载以IO密集型为主，如响应大量内容给客户端，则worker数应该为CPU个数的1.5或2倍。
Nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程(master)和几个工作进程(worker)，配置了缓存时还会有缓存加载器进程(cache loader)和缓存管理器进程(cache manager)等。所有进程均是仅含有一个线程，并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以root用户身份运行，而worker、cache loader和cache manager均应以非特权用户身份运行。
主进程主要完成如下工作：
1. 读取并验正配置信息；
2. 创建、绑定及关闭套接字；
3. 启动、终止及维护worker进程的个数；
4. 无须中止服务而重新配置工作特性；
5. 控制非中断式程序升级，启用新的二进制程序并在需要时回滚至老版本；
6. 重新打开日志文件，实现日志滚动；
7. 编译嵌入式perl脚本；
worker进程主要完成的任务包括：

1. cache loader进程主要完成的任务包括：
1. 检查缓存存储中的缓存对象；
2. 使用缓存元数据建立内存数据库；
接收、传入并处理来自客户端的连接；
2. 提供反向代理及过滤功能；
3. nginx任何能完成的其它任务；

cache manager进程的主要任务：
1. 缓存的失效及过期检验；
Nginx的配置有着几个不同的上下文：main、http、server、upstream和location(还有实现邮件服务反向代理的mail)。配置语法的格式和定义方式遵循所谓的C风格，因此支持嵌套，还有着逻辑清晰并易于创建、阅读和维护等优势。

Nginx的代码是由一个核心和一系列的模块组成, 核心主要用于提供Web Server的基本功能，以及Web和Mail反向代理的功能；还用于启用网络协议，创建必要的运行时环境以及确保不同的模块之间平滑地进行交互。不过，大多跟协议相关的功能和某应用特有的功能都是由nginx的模块实现的。这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出过滤器、变量处理器、协议、upstream和负载均衡几个类别，这些共同组成了nginx的http功能。事件模块主要用于提供OS独立的(不同操作系统的事件机制有所不同)事件通知机制如kqueue或epoll等。协议模块则负责实现nginx通过http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap与对应的客户端建立会话。

在nginx内部，进程间的通信是通过模块的pipeline或chain实现的；换句话说，每一个功能或操作都由一个模块来实现。例如，压缩、通过FastCGI或uwsgi协议与upstream服务器通信，以及与memcached建立会话等。

二、环境搭建
1、安装依赖环境

[root@90src src]#yum groupinstall "Development Tools" "Server Platform Deveopment" -y
[root@90src src]#yum install openssl-devel pcre-devel -y

2、首先添加用户nginx，实现以之运行nginx服务进程：
[root@90src src]# groupadd -r nginx
[root@90src src]# useradd -r -g nginx nginx
3、编译安装
[root@90src src] tar xf nginx-1.7.5.tar.gz
[root@90src nginx-1.7.5]# cd nginx-1.7.5
[root@90src nginx-1.7.5]# ./configure --prefix=/usr --sbin-path=/usr/sbin/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock- path=/var/lock/nginx.lock --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client/ --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy/ --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fcgi/ --http-uwsgi-temp-path=/var/tmp/nginx/uwsgi --http-scgi-temp-path=/var/tmp/nginx/scgi --with-pcre | tee /tmp/nginx.txt
[root@90src nginx-1.7.5]# make && make install
4、为nginx提供SysV init脚本

[root@90src nginx-1.7.5]# vim /etc/rc.d/init.d/nginx
#!/bin/sh
#
# nginx - this script starts and stops the nginx daemon
#
# chkconfig: - 85 15
# description: Nginx is an HTTP(S) server, HTTP(S) reverse \
# proxy and IMAP/POP3 proxy server
# processname: nginx
# config: /etc/nginx/nginx.conf
# config: /etc/sysconfig/nginx
# pidfile: /var/run/nginx.pid
# Source function library.
. /etc/rc.d/init.d/functions
# Source networking configuration.
. /etc/sysconfig/network
# Check that networking is up.
[ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0
nginx="/usr/sbin/nginx"
prog=$(basename $nginx)
NGINX_CONF_FILE="/etc/nginx/nginx.conf"
[ -f /etc/sysconfig/nginx ] && . /etc/sysconfig/nginx
lockfile=/var/lock/subsys/nginx
make_dirs() {
# make required directories
user=`nginx -V 2>&1 | grep "configure arguments:" | sed 's/[^*]*--user=\([^ ]*\).*/\1/g' -`
options=`$nginx -V 2>&1 | grep 'configure arguments:'`
for opt in $options; do
if [ `echo $opt | grep '.*-temp-path'` ]; then
value=`echo $opt | cut -d "=" -f 2`
if [ ! -d "$value" ]; then
# echo "creating" $value
mkdir -p $value && chown -R $user $value
fi
fi
done
}
start() {
[ -x $nginx ] || exit 5
[ -f $NGINX_CONF_FILE ] || exit 6
make_dirs
echo -n $"Starting $prog: "
daemon $nginx -c $NGINX_CONF_FILE
retval=$?
echo
[ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile
return $retval
}
stop() {
echo -n $"Stopping $prog: "
killproc $prog -QUIT
retval=$?
echo
[ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile
return $retval
}
restart() {
configtest || return $?
stop
sleep 1
start
}
reload() {
configtest || return $?
echo -n $"Reloading $prog: "
killproc $nginx -HUP
RETVAL=$?
echo
}
force_reload() {
restart
}
configtest() {
$nginx -t -c $NGINX_CONF_FILE
}
rh_status() {
status $prog
}
rh_status_q() {
rh_status >/dev/null 2>&1
}
case "$1" in
start)
rh_status_q && exit 0
$1
;;
stop)
rh_status_q || exit 0
$1
;;
restart|configtest)
$1
;;
reload)
rh_status_q || exit 7
$1
;;
force-reload)
force_reload
;;
status)
rh_status
;;
condrestart|try-restart)
rh_status_q || exit 0
;;
*)
echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload|configtest}"
exit 2
esac

5、为脚本赋权并加入开机启动

[root@90src nginx-1.7.5]# vim /etc/rc.d/init.d/nginx
[root@90src nginx-1.7.5]# chmod +x /etc/rc.d/init.d/nginx
[root@90src nginx-1.7.5]# chkconfig --add nginx
[root@90src nginx-1.7.5]# chkconfig nginx on
6、启动并产看端口
[root@90sec nginx-1.7.5]# service nginx start

Starting nginx: [ OK ]
[root@90sec nginx-1.7.5]# ss -anlpt | grep nginx
LISTEN 0 128 *:80 *:* users:(("nginx",6846,6),("nginx",6847,6))
7、测试



三、nginx限速设置

nginx的限速功能通过limit_zone、limit_conn和limit_rate指令进行配置。首先需要在http上下文配置一个limit_zone，然后在需要的地方使用limit_conn和limit_rate 进行限速设置。
limit_zone：语法格式“limit_req_zone $variable zone=name:size rate=rate;”，实现针对每个IP定义一个存储session状态的容器。这个示例中定义了一个名叫first的10m大小的容器，这个名字会在后面的limit_conn中使用。
limit_conn first 1; 限制在first中记录状态的每个IP只能发起一个并发连接。
limit_rate 50k; 对每个连接限速50k. 注意，这里是对连接限速，而不是对IP限速。如果一个IP允许三个并发连接，那么这个IP就是限速为limit_rate×3，在设置的时候要根据自己的需要做设置调整，要不然会达不到自己希望的目的。

后面继续更新。。。。。。。。。

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