nginx详解

Nginx是一款轻量级高性能的Web服务器和反向代理服务器，并且还是一个邮件代理服务器。

Nginx与apache的区别
1.Nginx默认是异步单进程非阻塞工作模式，一个进程连接多个线程，一个线程对应一个请求连接，采用epoll（事件驱动）IO模型，占用资源少，高性能高并发，最大可支持50000个并发连接。；apache是同步多进程阻塞型工作模式，采用select标准IO模型，一个进程对应一个请求连接，处理并发请求效果较差。
2.Nginx具有内置的健康检查模块，可以通过加载内置模块（端口）对后端服务器进行健康检查，达到负载均衡的效果。
3.Nginx静态页面处理效果比apache强，但其动态页面处理不如apache，原因是nginx与php的连接比较简单，可以使用fastcgi软件改善。
4.Nginx具有高可用性，支持热部署，启动速度迅速，可以在不间断服务的状态下，对软件版本进行升级。
5.Nginx所有模块都支持静态编译，而apache所有模块支持动静态编译。
6.Apache的rewrite模块功能较nginx强大。
7.Nginx的配置比较简单，代码简洁；apache配置比较复杂，模块的配置文件比较分散。

Nginx模块
Nginx由<strong>内核和模块</strong>组成。
内核的功能主要是通过查找配置文件将客户请求映射到一个location模块上（location是nginx的一个模块，用于URL匹配），根据location模块中配置的指令去启动不同的模块完成请求响应。
模块：
结构上:核心模块（http模块（处理请求时调用响应的模块指令处理）；Main模块（定义全局设置）；event模块（定义IO工作模式和服务器可连接的最大连接数））；
基础模块（http access模块（http访问控制模块）；http fastcgi模块（允许nginx同FastCGI协同工作,并且控制参数被安全传递）；http proxy模块（代理模块，用于转发请求））；
第三方模块（http upstream request hash模块（设置负载均衡）；Notice模块（指定日志输出级别）；http access key模块（用于限制某些客户端的访问））。
功能上：handlers模块：直接处理请求，并对输出内容进行修改，一般只有一个。
Filters模块：主要对其他处理器模块输出内容进行修改，最后由nginx输出。
Proxies模块：主要与后端服务器进行交互，实现代理和负载均 衡功能。

Nginx工作原理：
请求过程：客户端――》nginx内核（选择处理器模块）――》handlers模块（生成处理结果）――》filters模块（处理修改处理结果）――》nginx响应请求――》客户端。
数据包流向：
客户端（请求数据包）――》nginx服务器――》七层，逐层传递数据包――》处理器――》七层，逐层传递――》nginx服务器――》客户端

Nginx安装
软件：nginx-1.8.0.tar.gz
依赖性软件：gcc gcc-c++(设置编译环境) zlib-devel pcre-devel(支持nginx的http rewrite功能) openssl-devel(支持http ssl模块)
解压，编译，安装：
# tar zxf nginx-1.8.0.tar.gz
# /root/nginx-1.8.0/configure
--prefix=/usr/local/nginx ##nginx安装目录
--with-http_stub_status_module ##监控nginx状态模块
--with-http_ssl_module ##加密认证模块
## make && make install
设置nginx启动命令
# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/sbin/nginx
开启ngixn服务：
# nginx
查看默认开启端口：
# netstat -anutpl
tcp 0 0 0.0.0.0:80 0.0.0.0:* LISTEN 3410/nginx
查看nginx目录大小：
# du -sh /usr/local/nginx
5.3M /usr/local/nginx
查看本地站点信息
# curl -I localhost
HTTP/1.1 200 OK ##http请求返回状态及http版本
Server: nginx ##nginx版本信息（已经隐藏版本）
Date: Sat, 16 Apr 2016 11:07:09 GMT ##（请求时间）
Content-Type: text/html ##文本格式为text/html
Content-Length: 612 ##文本长度
Last-Modified: Fri, 15 Apr 2016 09:08:03 GMT ##nginx安装时间
Connection: keep-alive ##连接状态
ETag: "5710af73-264"
Accept-Ranges: bytes
检测：
浏览器“172.25.48.10”，结果显示nginx的主页面，表明访问成功。

Nginx编译优化（在编译过程前或者编译过程中进行）
1.站点信息优化
# curl -I localhost
Server: nginx/1.8.0
# vim /root/nginx-1.8.0/src/core/nginx.h
#define NGINX_VER "nginx" ##删除版本信息
检测：
# curl -I localhost
Server: nginx ##隐藏Nginx版本信息
2.目录编译优化
原理：在编译nginx时，默认以debug模式（输出级别）进行，而在debug模式下，会插入很多跟踪和ASSERT之类的信息，在编译前取消nginx
的debug模式，会极大减少nginx的占用资源。
# du -sh /usr/local/nginx
5.3M /usr/local/nginx
# vim /root/nginx-1.8.0/auto/cc/gcc
#debug ##注释debug，可缩小nginx目录所占内存
#CFLAGS="$CFLAGS -g"
# du -sh /usr/local/nginx
848k /usr/local/nginx
3.cpu编译类型优化
原理:编译nginx时，默认的GCC参数时“-O”。
查看cpu类型
# cat /proc/cpuinfo | grep "model name"
model name : QEMU Virtual CPU version 1.5.3
本机cpu为QEMU内型。
编译时加上以下参数：
--with-cc-opt=’-O3’
--with-cpu-opt=CPU

Nginx配置案例
1.设置nginx用户
# groupadd -g 48 nginx
# useradd -u 48 -g 48 -s /sbin/nologin -d /usr/local/lnmp/nginx -M nginx
# id nginx ##查看nginx用户信息
uid=48(nginx) gid=48(nginx) groups=48(nginx)
# vim /usr/local/lnmp/nginx/conf/nginx.conf
user nginx ## 指定nginx用户
Worker_processes 1|2 ##1|2为系统cpu数
events { ##event模块，指定IO的工作模式
　　use epoll; ##事件模型
　　worker_connections 1024;
　　}
# nginx -t ##检测配置是否正确
# nginx -s reload ##重新加载nginx

2.添加https认证
# cd /etc/pki/tls/certs/
# make nginx.pem ##生成ssl证书
Country Name (2 letter code) [XX]:CN ##国家
State or Province Name (full name) []:Shaanxi ##省份
Locality Name (eg, city) [Default City]:xi'an ##城市
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:westos ##组织
Organizational Unit Name (eg, section) []:linux ##单位
Common Name (eg, your name or your server's hostname) []:vm4.example.com ##主机
Email Address []:997165724@qq.com ##管理员邮箱
# mv nginx.pem /usr/local/lnmp/nginx/conf/ ##将证书移至nginx的配置目录下
# cd /usr/local/lnmp/nginx/conf/
# vim nginx.conf
http {
　　 server {
listen 443 ssl; ##默认开启端口为443
server_name localhost; ##服务器名称
ssl_certificate nginx.pem; ## 认证文件
ssl_certificate_key nginx.pem; ##认证密钥文件
ssl_session_cache shared:SSL:1m; ##session保持时长
ssl_session_timeout 5m; ##session超时时长
ssl_ciphers HI504 Gateway TimeoutGH:!aNULL:!MD5; ##加密方式
ssl_prefer_server_ciphers on;
location / { ##URL模块
root html; ##默认发布目录
index index.html index.htm; ##默认人发布主页格式
}
　　 }
}
# nginx -t
# nginx -s reload
打开浏览器，输入"https://172.25.48.10",j进入，会显示没有认证，认证完后，显示nginx主页则表明访问成功。

3.添加虚拟主机
首先要将虚拟主机在物理主机上解析。
# vim /etc/hosts
172.25.48.10 www.haha.com www.heihei.com www.linux.com
进入服务主机，设置nginx虚拟主机。
# vim /usr/local/lnmp/nginx/conf/nginx.conf
http {
　　 server {
listen 80; ##默认端口为80；
server_name www.haha.com; ##指定主机域名
location / {
root /www; ##定义网站的发布目录
index index.html;
}
　　 }
}
# nginx -t ##检测nginx语法
# nginx -s reload
建立虚拟主机默认发布目录，并设置发布主页
# mkdir /www
# cd /www
# vim index.html
vm10.example.com
打开浏览器，输入www.haha.com查看，结果显示：
vm10.example.com
表示设置正确，访问成功。

4.Nginx做负载均衡
# vim /usr/local/lnmp/nginx/conf/nginx.conf
http {
upstream westos { ##upstream负载均衡函数，默认为轮循模式
server 172.25.48.4:80;
server 172.25.48.7:80;
}
server {
listen 80; ##监听80端口
server_name www.heihei.com; ##指定网站
location / {
proxy_pass http://westos; ##反向代理到负载均衡器westos上。
}
}
}
# nginx -t
# nginx -s reload
结果验证
打开虚拟机172.25.48.10（desktop.example.com）和主机172.25.254.48 (www.zhuji.com)做负载均衡器，并且都下载http服务，并且分别在两个主机的Apache默认发布目录编写index.html主页。
# yum install httpd -y
# /etc/init.d/httpd start
# cd /var/www/html
# vim index.html
desktop.example.com ##172.25.48.7主机
www.zhuji.com ##172.25.48.4主机
打开浏览器，输入“www.qq.com”，不停按f5查看结果。结果会不停在desktop.example.com和www.zhuji.com之间重复出现，表明负载均
衡成功。

5.Nginx的负载均衡模块支持四种调度算法：
1.轮循（Nginx默认），每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器中某台服务器挂掉，系统会自动剔除故障服务器，是用户访问不受影响。
2.weight轮询权值，weight权值越大，分配到的访问机率越高，主要用于后端服务器性能不均的情况下。
3.ip_hash，每个请求按照访问ip的hash算法结果分配，可以实现来自东一个ip的客户端请求固定到同一台后端服务器，可以解决动态网页存在的session共享问题，。
4.第三方调度算法
（1）.fair，较智能，可以根据页面大小和加载时间长短进行负载均衡，即根据后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间段的服务器优先分配。<strong>nginx本身不支持fair算法，需要下载nginx的upstream_fair模块即可</strong>。
（2）.url_hash，按照访问的url的hash结果分配请求，使每个url定向到后端同一个服务器，可以进一步提高后端缓存服务器的效率。需要安 装nginx的hash软件包。

6.Nginx的server模块支持设定后端服务器的状态。
1.down，表示当前的server不参与负载均衡,但服务器状态正常，只是不会被分配到任何请求。
2.backup，预留的备份机器，当其他所有的非backup服务器出现故障或者忙的时候，backup服务器才会处理请求。
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，在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间。mail_fials和max_timeout可以结合使用。

7.Nginx的status状态监控模块
stubstatus模块能够获取nginx自上次启动以来的工作状态，非核心模块，需要在编译过程中编译此模块。“--with-http_stub_status_module”.
功能：可以检测某一时间段内服务器被访问的次数，以此来判断服务器的并发量。
# vim /usr/local/lnmp/nginx/conf/nginx.conf
http {
　　 server{
　　 listen 80;
　　 server_name 172.25.48.10;
　　 location /status {
stub_status on; ##激活状态
access_log off; ##日志接收关闭
　 　}
　　 }
}
# nginx -t
# nginx -s reload
打开浏览器，输入“172.25.48.9/status”，查看结果显示，并且用f5刷新，每刷新一次，访问值增加1.结果显示：
Active connections: 1
server accepts handled requests
10 10 126
Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 0

8.Nginx重写模块
功能：在同一个公司内，会存在不同的公司主页网址。客户可以通过相同的网址访问不同的主页。
# vim /usr/local/lnmp/nginx/conf/nginx.conf
http {
　　 server{
listen 80；
server_name 172.25.48.10；
location / {
　　 root html;
　　 index index.html index.htm;
　　 rewrite ^(/.*)$ http://172.25.48.7;##将所有在浏览器上输入的网址全部重定向到http：//172.25.48.7主页上。 　　 }
　 　}
}
# nginx -t
# nginx -s reload
打开浏览器，输入：172.25.48.10，均定向到“http：//172.25.48.7”上面。

9.Nginx反向代理模块
功能：nginx做反向代理器，后台多个主机分别充当不同功能的服务器，达到数据有序存放的目的。
# vim /usr/local/lnmp/nginx/conf/nginx.conf
http {
server {
listen 80;
server_name 172.25.48.10;
#location /bbs {
# proxy_pass http://172.25.48.7/bbs; ##反向代理到其他主机的默认发布目录。
#}
location ~ ^/bbs { ##正则表达式，当使用正则表达式时，则反向代理所指定的网址不需要指定目录。
proxy_pass http://172.25.48.7; }
}
}
# nginx -t
# nginx -s reload
在172.25.48.7主机中的nginx默认发布目录/var/www//html中建立bbs目录。在bbs目录中建立网页index.html.
# mkdir -p /var/www/html/bbs
# vim /var/www/html/bbs/index.html
bbs.site server3.example.com
打开浏览器，输入“172.25.48.10/bbs”,结果会显示172.25.48.7主机/var/www/html/bbs/index.html中的网页内容。

10.Nginx缓存机制+负载均衡
功能：当出现高并发访问时，利用此机制可以减小后台压力，在一定时间内，客户可以通过访问缓存来达到诉求。
级别：level级别 = 1：2 ##1表示一级目录，为一个字符。2表示2级目录，为两个字符。最多为三层目录。定义目录。
Keys_zone=one:10m ##定义一个缓存文件区域大小。
max_size=512m; ##设置缓存最大值为512m。
# mkdir -p /dev/shm/nginx/cache ##建立系统缓存目录。
# vim /etc/rc.local ##此脚本在系统开机时会自动执行，将建立缓存目录命令行写入此目录中，则会在系统开机时自动建立系统缓存目录。
mkdir -p /dev/shm/nginx/cache
# vim /usr/local/lnmp/nginx/conf/nginx.conf
http {
　　 upstream westos { ##负载均衡
　　 server 172.25.48.7:80; ##nginx轮循规则
　　 server 172.25.48.4:80;
　　 }
　　 ##cache缓存机制，分别指定
　　 proxy_cache_path /dev/shm/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=one:10m max_size=512m;
　　 add_header X-Cache $upstream_cache_status;
　　 server {
　　 listen 80;
　　 server_name www.heihei.com;
　　 location / { ##正则表达式指定路径
　　 proxy_pass http://redhat; ##westos为负载均衡名称，与upstream对应。
　　 proxy_cache one; ##指定缓存区域，与keys_zone对应。
　　 proxy_cache_valid 200 10s; ##指定缓存时间，超过缓存时间，缓存失效，请求重新从后端获取数据，200是http的状态
码，表示正确。100表示静态界面，300表示重定向。
　 　}
　 　}
}
# nginx -t
# nginx -s reload
分别在172.25.48.7和172.25.48.4主机的nginx的默认发布目录/var/www/html目录中分别建立网页，打开浏览器,输入“www.heihei.com”,
不停按f5，每隔10s，结果会在vm7.example.com和vm7.example.com之间变换，并且会在/dev/shm/nginx/cache目录中产生大量缓存文件。
并且不间断执行“curl -I localhost”命令会出现以下结果：
# curl -I localhost
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
X-Cache: EXPIRED ##表示缓存已经失效，此次访问是直接访问后台。
立刻再次执行，会出现以下结果;
# curl -I localhost
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
X-Cache: HIT ##表示此次访问是访问缓存，而不是直接访问后台.