Nginx由浅入深-创新互联

一、Nginx简介  1、Nginx 概述

Nginx (“engine x”) 是一个高性能的 HTTP 和反向代理服务器,特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实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。

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Nginx 可以作为静态页面的 web 服务器，同时还支持 CGI 协议的动态语言，比如 perl、php等。但是不支持 java。Java 程序只能通过与 tomcat 配合完成。Nginx 专为性能优化而开发，性能是其最重要的考量,实现上非常注重效率 ，能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达 50,000 个并发连接数。

https://lnmp.org/nginx.html

3、正向代理 4、反向代理

反向代理，其实客户端对代理是无感知的，因为客户端不需要任何配置就可以访问，我们只需要将请求发送到反向代理服务器，由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，在返回给客户端，此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器，暴露的是代理服务器地址，隐藏了真实服务器 IP 地址。

5、负载均衡

客户端发送多个请求到服务器，服务器处理请求，有一些可能要与数据库进行交互，服务器处理完毕后，再将结果返回给客户端。

这种架构模式对于早期的系统相对单一，并发请求相对较少的情况下是比较适合的，成本也低。但是随着信息数量的不断增长，访问量和数据量的飞速增长，以及系统业务的复杂度增加，这种架构会造成服务器相应客户端的请求日益缓慢，并发量特别大的时候，还容易造成服务器直接崩溃。很明显这是由于服务器性能的瓶颈造成的问题，那么如何解决这种情况呢？
我们首先想到的可能是升级服务器的配置，比如提高 CPU 执行频率，加大内存等提高机器的物理性能来解决此问题，但是我们知道摩尔定律的日益失效，硬件的性能提升已经不能满足日益提升的需求了。最明显的一个例子，天猫双十一当天，某个热销商品的瞬时访问量是极其庞大的，那么类似上面的系统架构，将机器都增加到现有的顶级物理配置，都是不能够满足需求的。那么怎么办呢？

上面的分析我们去掉了增加服务器物理配置来解决问题的办法，也就是说纵向解决问题的办法行不通了，那么横向增加服务器的数量呢？这时候集群的概念产生了，单个服务器解决不了，我们增加服务器的数量，然后将请求分发到各个服务器上，将原先请求集中到单个服务器上的情况改为将请求分发到多个服务器上，将负载分发到不同的服务器，也就是我们所说的负载均衡。

6、动静分离

为了加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析，加快解析速度。降低原来单个服务器的压力。

二、Nginx 安装 1、准备工作

（1）打开虚拟机，使用远程连接工具连接 linux 操作系统

（2）查看 nginx 官网：http://nginx.org/

（2）nginx相关依赖

yum -y install gcc pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel

说下这几个的作用：

1.gcc 可以编译 C,C++,Ada,Object C和Java等语言（安装 nginx 需要先将官网下载的源码进行编译，编译依赖 gcc 环境）

2.pcre pcre-devel pcre是一个perl库，包括perl兼容的正则表达式库，nginx的http模块使用pcre来解析正则表达式，所以需要安装pcre库

3.zlib zlib-devel zlib库提供了很多种压缩和解压缩方式nginx使用zlib对http包的内容进行gzip，所以需要安装

4.openssl openssl-devel OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库，囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及 SSL 协议，并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。
nginx 不仅支持 http 协议，还支持 https（即在ssl协议上传输http），所以需要在 Centos 安装 OpenSSL 库

2、开始进行 nginx 安装

从centos 8开始，nginx软件包在默认的centos存储库中可用。在centos 8上安装nginx只需输入以下内容即可：

yum install nginx -y

安装完成后，使用以下命令启用并启动nginx服务：

nginx

要验证服务是否正在运行，请检查其状态：

ps -ef | grep nginx

nginx默认安装目录为：

/etc/nginx

调整防火墙

firewalld是centos 8上的默认防火墙解决方案。

在安装过程中，nginx使用预定义的规则创建防火墙服务文件，以允许访问http（80）和https（443）端口。

安装后，不能访问的，需要对防火墙进行设置

也可以直接关闭防火墙，并防止自启(在练习模式中)

//关闭防火墙&&防火墙自启

systemctl stop firewalld && systemctl disable firewalld

//安装Iptables管理工具&&启动Iptables&&设为Iptables开机自启&&清空Iptables规则&&保存Iptables默认规则

yum -y install iptables-services && systemctl start iptables && systemctl enable iptables&& iptables -F && service iptables save

①查看开放的端口

systemctl start firewalld.service

firewall-cmd --list-all

②设置开放的端口号

firewall-cmd --add-service=http --permanent

firewall-cmd --add-port=80/tcp --permanent

③设置之后需要重启防火墙

firewall-cmd --reload

④现在，您可以通过http://your_ip在web浏览器中打开来测试nginx的安装。您应该看到默认的nginx欢迎页面，其外观应类似于下图：

三、Nginx 常用的命令和配置文件 1、nginx 常用的命令

启动命令

nginx

查看是否启动成功

ps -ef|grep nginx

立即关闭命令

nginx -s stop

从容关闭命令

这种方法较stop相比就比较温和一些了，需要进程完成当前工作后再停止。

nginx -s quit

重新加载命令

nginx -s reload

查询版本号

nginx -v

2、nginx.conf 配置文件

查找安装路径

whereis nginx

(centos 8中)位置：/etc/nginx

nginx 安装目录下，其默认的配置文件都放在这个目录的 conf 目录下，而主配置文件nginx.conf 也在其中，后续对 nginx 的使用基本上都是对此配置文件进行相应的修改

配置文件中有很多#， 开头的表示注释内容，我们去掉所有以 # 开头的段落，精简之后的内容如下：

根据上述文件，我们可以很明显的将 nginx.conf 配置文件分为三部分：

第一部分：全局块

从配置文件开始到 events 块之间的内容，主要会设置一些影响 nginx 服务器整体运行的配置指令，主要包括配置运行 Nginx 服务器的用户（组）、允许生成的 worker process 数，进程 PID 存放路径、日志存放路径和类型以及配置文件的引入等。

比如上面第一行配置的：worker_processes 1

这是 Nginx 服务器并发处理服务的关键配置，worker_processes值越大，可以支持的并发处理量也越多，但是会受到硬件、软件等设备的制约

第二部分： events 块

比如上面的配置：worker_connections 1024

events 块涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接，常用的设置包括是否开启对多 work process下的网络连接进行序列化，是否允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，worker_connections,每个 wordprocess 可以同时支持的大连接数等。

上述例子就表示每个 work process 支持的大连接数为 1024.这部分的配置对 Nginx 的性能影响较大，在实际中应该灵活配置。

第三部分： http 块

这算是 Nginx 服务器配置中最频繁的部分，代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。

需要注意的是：http 块也可以包括 http 全局块、server 块。

①、http 全局块

http 全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。

②、server 块

这块和虚拟主机有密切关系，虚拟主机从用户角度看，和一台独立的硬件主机是完全一样的，该技术的产生是为了节省互联网服务器硬件成本。

每个 http 块可以包括多个 server 块，而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。而每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 locaton 块。

1、全局 server 块

最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或 IP 配置。

2、location 块

​ 一个 server 块可以配置多个 location 块。

这块的主要作用是基于 Nginx 服务器接收到的请求字符串（例如 server_name/uri-string），对虚拟主机名称（也可以是 IP 别名）之外的字符串（例如 前面的 /uri-string）进行匹配，对特定的请求进行处理。地址定向、数据缓存和应答控制等功能，还有许多第三方模块的配置也在这里进行。

四、nginx 配置实例- 反向代理 反向代理实例一

实现效果：打开浏览器，在浏览器地址栏输入地址 www.123.com，跳转到 liunx 系统 tomcat 主页面中。

1、准备工作

（1）在 liunx 系统安装 tomcat，使用默认端口 8080

• tomcat 安装文件放到 liunx 系统中，解压
• 进入 tomcat 的 bin 目录中，./startup.sh 启动 tomcat 服务器

（2）对外开放访问的端口 

firewall-cmd --add-port=8080/tcp --permanent

firewall-cmd --reload

查看已经开放的端口号

firewall-cmd --list-all

（3）在 windows 系统中通过浏览器访问 tomcat 服务器

2、访问过程的分析

3、具体配置

第一步 在 windows(win 11) 系统的 host 文件进行域名和 ip 对应关系的配置

添加内容在 host 文件中

第二步 在 nginx 进行请求转发的配置（反向代理配置）

第三步 启动nginx或重启nginx 

4、最终测试

反向代理实例二

1、实现效果

使用 nginx 反向代理，根据访问的路径跳转到不同端口的服务中

nginx 监听端口为 9001，

访问 http://192.168.17.129:9001/edu/ 直接跳转到 127.0.0.1:8080

访问 http:// 192.168.17.129:9001/vod/ 直接跳转到 127.0.0.1:8081

2、准备工作

（1）准备两个 tomcat 服务器，一个 8080 端口，一个 8081 端口

（2）创建文件夹和测试页面

3、具体配置

（1）找到 nginx 配置文件，进行反向代理配置

（2）开放对外访问的端口号 9001 8080 8081

4、最终测试

location 指令说明

该指令用于匹配 URL。

语法如下：

1、= ：用于不含正则表达式的 uri 前，要求请求字符串与 uri 严格匹配，如果匹配

成功，就停止继续向下搜索并立即处理该请求。

2、~：用于表示 uri 包含正则表达式，并且区分大小写。

3、~ *：用于表示 uri 包含正则表达式，并且不区分大小写。

4、^~：用于不含正则表达式的 uri 前，要求 Nginx 服务器找到标识 uri 和请求字

符串匹配度最高的 location 后，立即使用此 location 处理请求，而不再使用 location

块中的正则 uri 和请求字符串做匹配。

注意：如果 uri 包含正则表达式，则必须要有 ~ 或者 ~ * 标识。

五、nginx 配置实例-负载均衡

1、实现效果

（1）浏览器地址栏输入地址 http://192.168.17.129/edu/a.html，负载均衡效果，平均 8080和 8081 端口中

2、准备工作

（1）准备两台 tomcat 服务器，一台 8080，一台 8081

（2）在两台 tomcat 里面 webapps 目录中，创建名称是 edu 文件夹，在 edu 文件夹中创建

页面 a.html，用于测试

3、在 nginx 的配置文件中进行负载均衡的配置

4、nginx 分配服务器策略

第一种 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。

第二种 weight

weight 代表权重默认为 1,权重越高被分配的客户端越多

第三种 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

第四种 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。

六、nginx 配置实例- 动静分离

1、什么是动静分离？

Nginx 动静分离简单来说就是把动态跟静态请求分开，不能理解成只是单纯的把动态页面和静态页面物理分离。严格意义上说应该是动态请求跟静态请求分开，可以理解成使用 Nginx处理静态页面，Tomcat 处理动态页面。动静分离从目前实现角度来讲大致分为两种，一种是纯粹把静态文件独立成单独的域名，放在独立的服务器上，也是目前主流推崇的方案；另外一种方法就是动态跟静态文件混合在一起发布，通过 nginx 来分开。

通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发。通过 expires 参数设置，可以使浏览器缓存过期时间，减少与服务器之前的请求和流量。具体 Expires 定义：是给一个资源设定一个过期时间，也就是说无需去服务端验证，直接通过浏览器自身确认是否过期即可，所以不会产生额外的流量。此种方法非常适合不经常变动的资源。（如果经常更新的文件，不建议使用 Expires 来缓存），我这里设置 3d，表示在这 3 天之内访问这个 URL，发送一个请求，比对服务器该文件最后更新时间没有变化，则不会从服务器抓取，返回状态码 304，如果有修改，则直接从服务器重新下载，返回状态码 200。

2、准备工作

在 liunx 系统中准备静态资源，用于进行访问

3、具体配置

在 nginx 配置文件中进行配置

4、最终测试

（1）浏览器中输入地址

http://192.168.17.129/image/01.jpg

因为配置文件 autoindex on

重点是添加 location，最后检查 Nginx 配置是否正确即可，然后测试动静分离是否成功，之需要删除后端 tomcat服务器上的某个静态文件，查看是否能访问，如果可以访问说明静态资源 nginx 直接返回了，不走后端 tomcat 服务器。

七、nginx 原理

1、mater 和 worker

2、worker 如何进行工作的

3、一个 master 和多个 woker 有好处

（1）可以使用 nginx –s reload 热部署，利用 nginx 进行热部署操作

（2）每个 woker 是独立的进程，如果有其中的一个 woker 出现问题，其他 woker 独立的，

继续进行争抢，实现请求过程，不会造成服务中断

4、设置多少个 woker 合适

worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的

5、连接数 worker_connection

第一个：发送请求，占用了 woker 的几个连接数？

答案：2 或者 4 个

第二个：nginx 有一个 master，有四个 woker，每个 woker 支持大的连接数 1024，支持的

大并发数是多少？

l 普通的静态访问大并发数是： worker_connections * worker_processes /2，

l 而如果是 HTTP 作 为反向代理来说，大并发数量应该是 worker_connections *

worker_processes/4。

八、nginx 搭建高可用集群

0、高可用集群

问题

高可用

1、需要两台+的nginx服务器

2、虚拟ip

3、keepalived

配置高可用准备工作

在两台服务器安装keepalived

使用yum命令安装

yum install keepalived -y

安装之后，在 etc 里面生成目录 keepalived ，有文件 keepalived.conf

1、Keepalived+Nginx 高可用集群

修改/etc/keepalived/keepalivec.conf 配置文件

#全局配置
global_defs {
    notification_email {
    acassen@firewall.loc
    failover@firewall.loc
    sysadmin@firewall.loc
    }
    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc
    smtp_server 192.168.17.129 #主机ip
    smtp_connect_timeout 30
    router_id LVS_DEVEL #服务器域名名字，可在/etc/hosts中查看127.0.0.1映射的域名
}

#脚本配置
vrrp_script chk_http_port {
    script "/usr/local/src/nginx_check.sh"#脚本路径
    interval 2 #（检测脚本执行的间隔）;每隔2s检查一次
    weight 2 #设置服务器权重
}

#虚拟ip的配置
vrrp_instance VI_1 {
        state BACKUP # Master为Master；Salve为BACKUP
        interface ens33 #网卡；可以用ip addr 看网卡名
        virtual_router_id 51 # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同
        priority 90 # 主、备机取不同的优先级，主机值较大，备份机值较小
        advert_int 1 #每1s发送一次心跳
        authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
	}
	virtual_ipaddress {
    	192.168.17.50 // VRRP H 虚拟ip地址,多台keepalived绑定一个ip；必须同一网段
	}
}

在/usr/local/src 添加检测脚本

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/local/nginx/sbin/nginx #nginx启动路径
    sleep 2
    if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived #nginx挂掉后，杀掉这个服务器的所有keepalived进程
    fi
fi

把两台服务器上 nginx 和 和 keepalived 启动

启动 nginx ：

./nginx

启动 keepalived ：

systemctl start keepalived.service

把主服务器（192.168.17.129 ）nginx 和 和 keepalived 停止，再输入 192.168.17.50

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