nginx部署

nginx简介

nginx（发音同engine x）是一款轻量级的Web服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，并在一个BSD-like协议下发行。

nginx由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev所开发，最初供俄国大型的入口网站及搜寻引擎Rambler使用。

第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，nginx 1.0.4发布。

nginx的特点是占有内存少，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。

nginx的特性与优点

nginx的特性

nginx是一个很牛的高性能Web和反向代理服务器，它具有很多非常优越的特性：

• 在高连接并发的情况下，nginx是Apache服务器不错的替代品，能够支持高达50000个并发连接数的响应
• 使用epoll and kqueue作为开发模型
• nginx作为负载均衡服务器：nginx既可在内部直接支持和PHP程序对外进行服务，也可支持作为HTTP代理服务器对外进行服务
• nginx采用C进行编写，不论系统资源开销还是CPU使用效率都比Perlbal要好很多

nginx的优点

• 高并发连接：官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中跑到2-3万并发连接数
• 内存消耗少：在3万并发连接下，开启的10个nginx进程才消耗150M内存（15M*10=150M）
• 配置文件非常简单：风格跟程序一样通俗易懂
• 成本低廉：nginx为开源软件，可以免费使用。而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币
• 支持Rewrite重写规则：能够根据域名、URL的不同，将HTTP请求分到不同的后端服务器群组
• 内置的健康检查功能：如果Nginx Proxy后端的某台Web服务器宕机了，不会影响前端访问
• 节省带宽：支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存的Header头
• 稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微
• 模块化设计：模块可以动态编译
• 外围支持好：文档全，二次开发和模块较多
• 支持热部署：可以不停机重载配置文件
• 支持事件驱动、AIO（AsyncIO，异步IO）、mmap（Memory Map，内存映射）等性能优化

nginx的功能及应用类别

nginx的基本功能

• 静态资源的web服务器，能缓存打开的文件描述符
• http、smtp、pop3协议的反向代理服务器
• 缓存加速、负载均衡
• 支持FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（Python）等
• 模块化（非DSO机制），过滤器zip、SSI及图像的大小调整
• 支持SSL

nginx的扩展功能

• 基于名称和IP的虚拟主机
• 支持keepalive
• 支持平滑升级
• 定制访问日志、支持使用日志缓冲区提高日志存储性能
• 支持URL重写
• 支持路径别名
• 支持基于IP及用户的访问控制
• 支持速率限制，支持并发数限制

nginx的应用类别

• 使用nginx结合FastCGI运行PHP、JSP、Perl等程序
• 使用nginx作反向代理、负载均衡、规则过滤
• 使用nginx运行静态HTML网页、图片
• nginx与其他新技术的结合应用

nginx的模块与工作原理

nginx由内核和模块组成。其中，内核的设计非常微小和简洁，完成的工作也非常简单，仅仅通过查找配置文件将客户端请求映射到一个location block（location是nginx配置中的一个指令，用于URL匹配），而在这个location中所配置的每个指令将会启动不同的模块去完成相应的工作。

nginx的模块分类

nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块

• HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块等属于核心模块
• HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块属于基本模块
• HTTP Upstream模块、Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块属于第三方模块

用户根据自己的需要开发的模块都属于第三方模块。正是有了如此多模块的支撑，nginx的功能才会如此强大

nginx模块从功能上分为三类，分别是：

• Handlers（处理器模块）。此类模块直接处理请求，并进行输出内容和修改headers信息等操作。handlers处理器模块一般只能有一个
• Filters（过滤器模块）。此类模块主要对其他处理器模块输出的内容进行修改操作，最后由nginx输出
• Proxies（代理器模块）。就是nginx的HTTP Upstream之类的模块，这些模块主要与后端一些服务比如fastcgi等操作交互，实现服务代理和负载均衡等功能

nginx模块分为：核心模块、事件模块、标准Http模块、可选Http模块、邮件模块、第三方模块和补丁等

• nginx基本模块：所谓基本模块，指的是nginx默认的功能模块，它们提供的指令，允许你使用定义nginx基本功能的变量，在编译时不能被禁用，包括：
  • 核心模块：基本功能和指令，如进程管理和安全。常见的核心模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
  • 事件模块：在Nginx内配置网络使用的能力。常见的events（事件）模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
  • 配置模块：提供包含机制

具体的指令，请参考nginx的官方文档

nginx的工作原理

nginx的模块直接被编译进nginx，因此属于静态编译方式。

启动nginx后，nginx的模块被自动加载，与Apache不一样，首先将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中指定是否进行加载。

在解析配置文件时，nginx的每个模块都有可能去处理某个请求，但是同一个处理请求只能由一个模块来完成。

nginx的进程架构：
启动nginx时，会启动一个Master进程，这个进程不处理任何客户端的请求，主要用来产生worker线程，一个worker线程用来处理n个request。

下图展示了nginx模块一次常规的HTTP请求和响应的过程

用户通过HTTP发出请求，nginx内核接收到请求后选择一个处理器模块进行处理，，处理完后要生成内容（处理完后要代理模块代理），生成完后用过滤器模块进行过滤，过滤完后通过HTTP响应给用户

下图展示了基本的WEB服务请求步骤

nginx的安装与配置

nginx的安装

//创建用户
[root@MF ~]# useradd -r -M -s /sbin/nologin nginx

//关闭防火墙
[root@MF ~]# systemctl disable --now firewalld
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/firewalld.service.
Removed /etc/systemd/system/dbus-org.fedoraproject.FirewallD1.service.
[root@MF ~]# setenforce 0

//安装依赖包
[root@MF ~]# yum -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make vim wget

//下载nginx
[root@MF ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.0.tar.gz
[root@MF ~]# du -sh *
4.0K    anaconda-ks.cfg
1.1M    nginx-1.20.0.tar.gz

[root@MF ~]# tar xf nginx-1.20.0.tar.gz 
[root@MF ~]# ls
anaconda-ks.cfg  nginx-1.20.0  nginx-1.20.0.tar.gz
[root@MF ~]# cd nginx-1.20.0

//安装开发工具包
[root@MF nginx-1.20.0]# yum -y groups mark install 'Development Tools'

//创建日志目录
[root@MF nginx-1.20.0]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@MF nginx-1.20.0]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx

//编译安装
[root@MF nginx-1.20.0]# ./configure 
> --prefix=/usr/local/nginx 
> --user=nginx 
> --group=nginx 
> --with-debug 
> --with-http_ssl_module 
> --with-http_realip_module 
> --with-http_image_filter_module 
> --with-http_gunzip_module 
> --with-http_gzip_static_module 
> --with-http_stub_status_module 
> --http-log-path=/var/log/nginx/access.log 
> --error-log-path=/var/log/nginx/error.log

[root@MF nginx-1.20.0]# make
[root@MF nginx-1.20.0]# make install

//配置环境变量
[root@MF ~]# echo 'export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@MF ~]# source /etc/profile.d/nginx.sh 
[root@MF ~]# which nginx
/usr/local/nginx/sbin/nginx

//启动
[root@MF ~]# nginx
[root@MF ~]# ss -antl
State  Recv-Q   Send-Q      Local Address:Port     Peer Address:Port  
LISTEN 0        128               0.0.0.0:22            0.0.0.0:*     
LISTEN 0        128               0.0.0.0:80            0.0.0.0:*     
LISTEN 0        128                  [::]:22               [::]:*     

//服务控制方式，使用nginx命令
    -t  //检查配置文件语法
    -v  //输出nginx的版本
    -c  //指定配置文件的路径
    -s  //发送服务控制信号，可选值有{stop|quit|reopen|reload}

nginx的配置文件详解

主配置文件：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

• 默认启动nginx时，使用的配置文件是：安装路径/conf/nginx.conf文件
• 可以在启动nginx时通过-c选项来指定要读取的配置文件

nginx常见的配置文件及其作用

配置文件	作用
nginx.conf	nginx的基本配置文件
mime.types	MIME类型关联的扩展文件
fastcgi.conf	与fastcgi相关的配置
proxy.conf	与proxy相关的配置
sites.conf	配置nginx提供的网站，包括虚拟主机

  

nginx.conf配置详解

nginx.conf的内容分为以下几段：

• main配置段：全局配置段。其中main配置段中可能包含event配置段
• event {}：定义event模型工作特性
• http {}：定义http协议相关的配置

配置指令：要以分号结尾，语法格式如下：

derective value1 [value2 ...];

支持使用变量：

• 内置变量：模块会提供内建变量定义
• 自定义变量：set var_name value

用于调试、定位问题的配置参数

daemon {on|off};    //是否以守护进程方式运行nginx，调试时应设置为off
master_process {on|off};    //是否以master/worker模型来运行nginx，调试时可以设置为off
error_log 位置 级别;    //配置错误日志

error_log里的位置和级别能有以下可选项：

位置	级别
file stderr syslog:server=address[,parameter=value] memory:size	debug：若要使用debug级别，需要在编译nginx时使用--with-debug选项 info notice warn error crit alert emerg

 正常运行必备的配置参数

user USERNAME [GROUPNAME];    //指定运行worker进程的用户和组
pid /path/to/pid_file;    //指定nginx守护进程的pid文件
worker_rlimit_nofile number;    //设置所有worker进程最大可以打开的文件数，默认为1024
worker_rlimit_core size;    //指明所有worker进程所能够使用的总体的最大核心文件大小，保持默认即可

优化性能的配置参数

worker_processes n;    //启动n个worker进程，这里的n为了避免上下文切换，通常设置为cpu总核心数-1或等于总核心数
worker_cpu_affinity cpumask ...;    //将进程绑定到某cpu中，避免频繁刷新缓存
//cpumask：使用8位二进制表示cpu核心，如：
    0000 0001   //第一颗cpu核心
    0000 0010   //第二颗cpu核心
    0000 0100   //第三颗cpu核心
    0000 1000   //第四颗cpu核心
    0001 0000   //第五颗cpu核心
    0010 0000   //第六颗cpu核心
    0100 0000   //第七颗cpu核心
    1000 0000   //第八颗cpu核心
timer_resolution interval;    //计时器解析度。降低此值，可减少gettimeofday()系统调用的次数
worker_priority number;    //指明worker进程的nice值

事件相关的配置：event{}段中的配置参数

accept_mutex {off|on};    //master调度用户请求至各worker进程时使用的负载均衡锁；on表示能让多个worker轮流地、序列化地去响应新请求
lock_file file;    //accept_mutex用到的互斥锁锁文件路径
use [epoll | rtsig | select | poll];    //指明使用的事件模型，建议让nginx自行选择
worker_connections #;    //每个进程能够接受的最大连接数

网络连接相关的配置参数

keepalive_timeout number;    //长连接的超时时长，默认为65s
keepalive_requests number;    //在一个长连接上所能够允许请求的最大资源数
keepalive_disable [msie6|safari|none];    //为指定类型的UserAgent禁用长连接
tcp_nodelay on|off;    //是否对长连接使用TCP_NODELAY选项，为了提升用户体验，通常设为on
client_header_timeout number;    //读取http请求报文首部的超时时长
client_body_timeout number;    //读取http请求报文body部分的超时时长
send_timeout number;    //发送响应报文的超时时长

fastcgi的相关配置参数

LNMP：php要启用fpm模型
配置示例如下：

location ~ .php$ {
  root html;
  fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;      //定义反向代理
  fastcgi_index index.php;
  fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;
  include fastcgi_params;
}

location区段

通过指定模式来与客户端请求的URI相匹配

功能：允许根据用户请求的URI来匹配定义的各location，匹配到时，此请求将被相应的location配置块中
的配置所处理，例如做访问控制等功能
语法：location [ 修饰符 ] pattern {......}

常用修饰符说明：

修饰符	功能
=	精确匹配
-	正则表达式模式匹配，区分大小写
~*	正则表达式模式匹配，不区分大小写
^~	前缀匹配，类似于无修饰符的行为，也是以指定模块开始，不同的是，如果模式匹配，那么 就停止搜索其他模式了，不支持正则表达式
@	定义命名location区段，这些区段客户端不能访问，只可以由内部产生的请求来访问，如 try_files或error_page等

没有修饰符

表示必须以指定模式开始

//在配置文件里添加新的location，千万别改原来的配置
[root@mf html]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
......
 location /test {
            echo "无修饰符";
              }
.......

[root@mf html]# nginx -s reload

如下内容就可正确匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test
无修饰符
[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test/
无修饰符
[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test?p1=11?p2=22
无修饰符

精确匹配

=：表示必须与指定的模式精确匹配

......
location = /test {
            echo "精确匹配";
              }
......

[root@mf html]# nginx -s reload

如下内容就可正确匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test
精确匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test?p1=11?p2=22
精确匹配

如下内容则无法匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test/
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
         35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

正则表达式模式匹配(区分大小写)

~：表示指定的正则表达式要区分大小写

......
location ~ ^/test$ {
            echo "正则表达式要区分大小写";
              }
......

[root@mf html]# nginx -s reload

如下内容就可正确匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test
正则表达式要区分大小写
[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test?p1=11?p2=22
正则表达式要区分大小写

如下内容则无法匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test/
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
         35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>
[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/TEST/
<html>
<head><title>404 Not Found</title></head>
<body>
<center><h1>404 Not Found</h1></center>
<hr><center>nginx/1.20.0</center>
</body>
</html>

正则表达式模式匹配(不区分大小写)

~*：表示指定的正则表达式不区分大小写

......
location ~* ^/test$ {
            echo "正则表达式不区分大小写";
              }
......

[root@mf html]# nginx -s reload

如下内容就可正确匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test
正则表达式不区分大小写
[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test?p1=11?p2=22
正则表达式不区分大小写

如下内容则无法匹配

[root@mf ~]# curl http://192.168.92.129/test/
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>Welcome to nginx!</title>
<style>
    body {
         35em;
        margin: 0 auto;
        font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif;
    }
</style>
</head>
<body>
<h1>Welcome to nginx!</h1>
<p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and
working. Further configuration is required.</p>

<p>For online documentation and support please refer to
<a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/>
Commercial support is available at
<a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p>

<p><em>Thank you for using nginx.</em></p>
</body>
</html>

^{~：类似于无修饰符的行为，也是以指定模式开始，不同的是，如果模式匹配，则停止搜索其他模式}

查找顺序和优先级：由高到底依次为

1. 带有=的精确匹配优先
2. 正则表达式按照他们在配置文件中定义的顺序
3. 带有^~修饰符的，开头匹配
4. 带有~或~*修饰符的，如果正则表达式与URI匹配
5. 没有修饰符的精确匹配

优先级次序如下：

( location = 路径 ) --> ( location ^~ 路径 ) --> ( location ~ 正则 ) --> ( location ~* 正则 ) --> ( location 路径 )

访问控制

用于location段
allow：设定允许哪台或哪些主机访问，多个参数间用空格隔开
deny：设定禁止哪台或哪些主机访问，多个参数间用空格隔开

示例：

//只允许访问192.168.92.129

[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
.。。。。。
location ~ /mf {
            echo "test location";
            allow 192.168.92.130;
            deny all;
        }

。。。。。。

[root@nginx ~]# nginx -s reload

验证

在本机访问
[root@nginx logs]# curl 192.168.92.129/mf
<html>
<head><title>403 Forbidden</title></head>
<body>
<center><h1>403 Forbidden</h1></center>
<hr><center>nginx/1.20.0</center>
</body>
</html>

在192.168.92.130访问
[root@localhost ~]# curl 192.168.92.129/mf
test location

基于用户认证

auth_basic "欢迎信息";
auth_basic_user_file "/path/to/user_auth_file"

user_auth_file内容格式为：

username:password

这里的密码为加密后的密码串，建议用htpasswd来创建此文件：

htpasswd -c -m /path/to/.user_auth_file USERNAME

示例

server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.html;
        }

        location /mufeng {
            root html;
            index index.html;
            auth_basic "Welcome mufeng";
            auth_basic_user_file "/usr/local/nginx/conf/.user-auth-file";
        }