Nginx的概念和用法

這篇文章主要講解了“Nginx的概念和用法”，文中的講解內容簡單清晰，易于學習與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學習“Nginx的概念和用法”吧！

基礎篇

一、環境

服務器版本：CentOS 7.2

為了保證學習階段不遇到奇怪的事情，請保證以下四點（大神選擇性無視）

1. 確認系統網絡

2. 確認yum可用

3. 確認關閉iptables

4. 確認停用selinux

#查看iptables狀態
systemctl status firewalld.service
#關閉防火墻（臨時關閉）
systemctl stop firewalld.service
#查看SELinux狀態
getenforce
#臨時關閉SELinux
setenforce 0

安裝一些系統基本工具，正常情況系統都會自帶(沒有在裝哦)

yum -y install gcc gcc-c++ autoconf pcre pcre-devel make automake
yum -y install wget httpd-tools vim

二、Nginx是什么？

Nginx是一個開源且高性能、可靠的HTTP中間件、代理服務
其他的HTTP服務：

1. HTTPD-Apache基金會

2. IIS-微軟

3. GWS-Google(不對外開放)

近幾年，Nginx的市場占有率越來越高，一度飆升，為什么呢？接下來我們就知道了！

三、我們為什么選擇Nginx？

1. IO多路復用epoll（IO復用）

如何理解呢？舉個例子吧！
有A、B、C三個老師，他們都遇到一個難題，要幫助一個班級的學生解決課堂作業。
老師A采用從第一排開始一個學生一個學生輪流解答的方式去回答問題，老師A浪費了很多時間，并且有的學生作業還沒有完成呢，老師就來了，反反復復效率極慢。
老師B是一個忍者，他發現老師A的方法行不通，于是他使用了影分身術，分身出好幾個自己同一時間去幫好幾個同學回答問題，最后還沒回答完，老師B消耗光了能量累倒了。
老師C比較精明，他告訴學生，誰完成了作業舉手，有舉手的同學他才去指導問題，他讓學生主動發聲，分開了“并發”。
這個老師C就是Nginx。

2. 輕量級

• 功能模塊少 - Nginx僅保留了HTTP需要的模塊，其他都用插件的方式，后天添加

• 代碼模塊化 - 更適合二次開發，如阿里巴巴Tengine

3. CPU親和

把CPU核心和Nginx工作進程綁定，把每個worker進程固定在一個CPU上執行，減少切換CPU的cache miss，從而提高性能。

三、安裝與目錄

本人使用了鳥哥的lnmp集成包 https://lnmp.org，簡單方便-推薦！

#執行這句語句，根據指引，將安裝 nginx php mysql 可進入lnmp官網查看更詳細的過程
#默認安裝目錄/usr/local
wget -c http://soft.vpser.net/lnmp/lnmp1.4.tar.gz && tar zxf lnmp1.4.tar.gz && cd lnmp1.4 && ./install.sh lnmp

#默認安裝目錄
/usr/local

四、基本配置

#打開主配置文件，若你是用lnmp環境安裝
vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

----------------------------------------

user #設置nginx服務的系統使用用戶
worker_processes #工作進程數 一般情況與CPU核數保持一致
error_log #nginx的錯誤日志
pid #nginx啟動時的pid

events {
    worker_connections #每個進程允許最大連接數
    use #nginx使用的內核模型
}

我們使用 nginx 的 http 服務，在配置文件 nginx.conf 中的 http 區域內，配置無數個 server ，每一個 server 對應這一個虛擬主機或者域名

http {
    ... ... #后面再詳細介紹 http 配置項目

    server {
        listen 80 #監聽端口;
        server_name localhost #地址

        location / { #訪問首頁路徑
            root /xxx/xxx/index.html #默認目錄
            index index.html index.htm #默認文件
        }

        error_page 500 504 /50x.html #當出現以上狀態碼時從新定義到50x.html
        location = /50x.html { #當訪問50x.html時
            root /xxx/xxx/html #50x.html 頁面所在位置
        }
    }

    server {
        ... ...
    }
}

一個 server 可以出現多個 location ，我們對不同的訪問路徑進行不同情況的配置
我們再來看看 http 的配置詳情

http {
    sendfile on #高效傳輸文件的模式 一定要開啟
    keepalive_timeout 65 #客戶端服務端請求超時時間
    log_format main XXX #定義日志格式 代號為main
    access_log /usr/local/access.log main #日志保存地址 格式代碼 main
}

五、模塊

查看 nginx 已開啟和編聯進去的模塊，模塊太多了，就不在這長篇大論，有需要自行百度吧~

#大寫V查看所有模塊，小寫v查看版本
nginx -V
# 查看此配置文件 是否存在語法錯誤
nginx -tc /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

場景實現篇

一、靜態資源WEB服務

1.靜態資源類型

非服務器動態運行生成的文件，換句話說，就是可以直接在服務器上找到對應文件的請求

1. 瀏覽器端渲染：HTML,CSS,JS

2. 圖片：JPEG,GIF,PNG

3. 視頻：FLV,MPEG

4. 文件：TXT，任意下載文件

2.靜態資源服務場景-CDN

什么是CDN？例如一個北京用戶要請求一個文件，而文件放在的新疆的資源存儲中心，如果直接請求新疆距離太遠，延遲久。使用nginx靜態資源回源，分發給北京的資源存儲中心，讓用戶請求的動態定位到北京的資源存儲中心請求，實現傳輸延遲的最小化

2.nginx靜態資源配置

配置域：http、server、location
#文件高速讀取
http {
     sendfile on;
}
#在 sendfile 開啟的情況下，開啟 tcp_nopush 提高網絡包傳輸效率
#tcp_nopush 將文件一次性一起傳輸給客戶端，就好像你有十個包裹，快遞員一次送一個，來回十趟，開啟后，快遞員講等待你十個包裹都派件，一趟一起送給你
http {
     sendfile on;
     tcp_nopush on;
}
#tcp_nodelay 開啟實時傳輸，傳輸方式與 tcp_nopush 相反，追求實時性，但是它只有在長連接下才生效
http {
     sendfile on;
     tcp_nopush on;
     tcp_nodelay on;
}

#將訪問的文件壓縮傳輸 （減少文件資源大小，提高傳輸速度）
#當訪問內容以gif或jpg結尾的資源時
location ~ .*\.(gif|jpg)$ {
    gzip on; #開啟
    gzip_http_version 1.1; #服務器傳輸版本
    gzip_comp_level 2; #壓縮比，越高壓縮越多，壓縮越高可能會消耗服務器性能
    gzip_types text/plain application/javascript application/x-javascript text/javascript text/css application/xml application/xml+rss image/jpeg image/gif image/png; #壓縮文件類型
    root /opt/app/code; #對應目錄（去該目錄下尋找對應文件）
}

#直接訪問已壓縮文件
#當訪問路徑以download開頭時，如www.baidu.com/download/test.img
#去/opt/app/code目錄下尋找test.img.gz文件，返回到前端時已是可以瀏覽的img文件
location ~ load^/download {
    gzip_static on #開啟;
    tcp_nopush on;
    root /opt/app/code;
}

二、瀏覽器緩存

HTTP協議定義的緩存機制（如：Expires; Cache-control等 ）
減少服務端的消耗，降低延遲

1.瀏覽器無緩存

瀏覽器請求 -> 無緩存 -> 請求WEB服務器 -> 請求相應 -> 呈現

在呈現階段會根據緩存的設置在瀏覽器中生成緩存

2.瀏覽器有緩存

瀏覽器請求 -> 有緩存 -> 校驗本地緩存時間是否過期 -> 沒有過期 -> 呈現

若過期從新請求WEB服務器

3.語法配置

location ~ .*\.(html|htm)$ {
    expires 12h; #緩存12小時
}

服務器響應靜態文件時，請求頭信息會帶上 etag 和 last_modified_since 2個標簽值，瀏覽器下次去請求時，頭信息發送這兩個標簽，服務器檢測文件有沒有發生變化，如無,直接頭信息返 etag 和last_modified_since，狀態碼為 304 ，瀏覽器知道內容無改變,于是直接調用本地緩存，這個過程也請求了服務，但是傳著的內容極少

三、跨站訪問

開發nginx跨站訪問設置

location ~ .*\.(html|htm)$ {
     add_header Access-Control-Allow-Origin *;
     add_header Access-Control-Allow-Methods GET,POST,PUT,DELETE,OPTIONS;
     #Access-Control-Allow-Credentials true #允許cookie跨域
}

在響應中指定 Access-Control-Allow-Credentials 為 true 時，Access-Control-Allow-Origin 不能指定為 *，需要指定到具體域名

相關跨域內容可參考 Laravel 跨域功能中間件 使用代碼實現跨域，原理與nginx跨域配置相同

四、防盜鏈

防止服務器內的靜態資源被其他網站所套用
此處介紹的 nginx 防盜鏈為基礎方式，其它更加深入的方式將在之后的文章介紹

首先，需要理解一個nginx變量

$http_referer #表示當前請求上一次頁面訪問的地址，換句話說，訪問 www.baidu.com 主頁，這是第一次訪問，所以 $http_referer 為空，但是 訪問此頁面的時候還需要獲取一張首頁圖片，再請求這張圖片的時候 $http_referer 就為 www.baidu.com

然后配置

location ~ .*\.(jpg|gif)$ {
    #valid_referers 表示我們允許哪些 $http_referer 來訪問
    #none 表示沒有帶 $http_referer，如第一次訪問時 $http_referer 為空
    #blocked 表示 $http_referer 不是標準的地址，非正常域名等
    #只允許此ip
    valid_referers none blocked 127.xxx.xxx.xx
    if ($invalid_referer) { #不滿足情況下變量值為1
        return 403;
    }
}

五、HTTP代理服務

Nginx可以實現多種代理方式

• HTTP

• ICMPPOPIMAP

• HTTPS

• RTMP

1. 代理區別

區別在于代理的對象不一樣

正向代理代理的對象是客戶端
反向代理代理的對象是服務端

2. 反向代理

語法：proxy_pass URL
默認：——
位置：loaction

#代理端口
#場景：服務器80端口開放，8080端口對外關閉，客戶端需要訪問到8080
#在nginx中配置proxy_pass代理轉發時，如果在proxy_pass后面的url加/，表示絕對根路徑；如果沒有/，表示相對路徑，把匹配的路徑部分也給代理走
server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080/;
        proxy_redirect default;

        proxy_set_header Host $http_host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; #獲取客戶端真實IP

        proxy_connect_timeout 30; #超時時間
        proxy_send_timeout 60;
        proxy_read_timeout 60;

        proxy_buffer_size 32k;
        proxy_buffering on; #開啟緩沖區,減少磁盤io
        proxy_buffers 4 128k;
        proxy_busy_buffers_size 256k;
        proxy_max_temp_file_size 256k; #當超過內存允許儲蓄大小，存到文件
    }
}

負載均衡和緩存服務

一、負載均衡

負載均衡的實現方法就是我們上章介紹的反向代理 。將客戶的請求通過 nginx 分發（反向代理）到一組多臺不同的服務器上

這一組服務器我們稱為 服務池（upstream server），池內的每一個服務器稱為一個 單元，服務池內將對每一個單元進行請求輪訓，實現負載均衡

#配置
語法：upstream name ...
默認：——
位置：http

upstream #自定義組名 {
    server x1.baidu.com; #可以是域名
    server x2.baidu.com;
    #server x3.baidu.com
    #down 不參與負載均衡
    #weight=5; 權重，越高分配越多
    #backup; 預留的備份服務器
     #max_fails 允許失敗的次數
     #fail_timeout 超過失敗次數后，服務暫停時間
      #max_coons 限制最大的接受的連接數
      #根據服務器性能不同，配置適合的參數

    #server 106.xx.xx.xxx; 可以是ip
    #server 106.xx.xx.xxx:8080; 可以帶端口號
    #server unix:/tmp/xxx; 支出socket方式
}

假設我們有三臺服務器，并且假設它們的IP地址，前端負載均衡服務器A（127.0.0.1），后臺服務器B（127.0.0.2），后臺服務器C（127.0.0.3）

新建文件 proxy.conf，內容如下，上一章介紹的反向代理配置

proxy_redirect default;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 60;
proxy_read_timeout 60;
proxy_buffer_size 32k;
proxy_buffering on;
proxy_buffers 4 128k;
proxy_busy_buffers_size 256k;
proxy_max_temp_file_size 256k;

#服務器A的配置
http {
    ...
    upstream xxx {
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
    }
    server {
        liseten 80;
        server_name localhost;
        location / {
            proxy_pass http://xxx #upstream 對應自定義名稱
            include proxy.conf;
        }
    }
}

#服務器B、服務器C的配置
server {
    liseten 80;
    server_name localhost;
    location / {
         index index.html
    }
}

調度算法

• 輪訓：按時間順序逐一分配到不同的后端服務器

• 加權輪訓：weight值越大，分配到的幾率越高

• ip_hash：每個請求按訪問IP的hash結果分配，這樣來自同一個IP固定訪問一個后端服務器

• least_conn：最少鏈接數，哪個機器連接數少就分發給誰

• url_hash：按照訪問的URL的hash結果來分配請求，每一個URL定向到同一個后端服務器

• hash關鍵數值：hash自定義key

ip_hash 配置

upstream xxx {
        ip_hash;
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
  }

ip_hash存在缺陷，當前端服務器再多一層時，將獲取不到用戶的正確IP，獲取的將是前一個前端服務器的IP，因此 nginx1.7.2版本推出了 url_hash

url_hash 配置

upstream xxx {
        hash $request_uri;
        server 127.0.0.2;
        server 127.0.0.3;
  }

二、緩存服務

1. 緩存類型

• 服務端緩存：緩存存儲在后端服務器，如redis,memcache

• 代理緩存：緩存存儲在代理服務器或者中間件上，它的內容是從后端服務器獲取的，但是保存在自己本地

• 客戶端緩存：緩存在瀏覽器內的

2. nginx 代理緩存
客戶端請求nginx，nginx查看本地是否有緩存數據，若有直接返回給客戶端，若沒有再去后端服務器請求

http {
    proxy_cache_path /var/www/cache #緩存地址
                        levels=1:2 #目錄分級
                        keys_zone=test_cache:10m #開啟的keys空間名字:空間大小(1m可以存放8000個key)
                        max_size=10g #目錄最大大小(超過時，不常用的將被刪除)
                        inactive=60m #60分鐘內沒有被訪問的緩存將清理
                        use_temp_path=pff; #是否開啟存放臨時文件目錄，關閉默認存儲在緩存地址

    server {
        ...
        location / {
            proxy_cache test_cache; #開啟緩存對應的名稱，在keys_zone命名好
            proxy_cache_valid 200 304 12h; #狀態碼為200 304的緩存12小時
            proxy_cache_valid any 10m; #其他狀態緩存10小時
            proxy_cache_key $host$uri$is_args$args; #設置key值
            add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status";
        }
    }
}

當有個特定請求我們不需要緩存的時候，在上面配置的內容中加入以下配置

server {
    ...
    if ($request_uri ~ ^/(login|register) ) { #當請求地址有login或register時
        set $nocache = 1; #設置一個自定義變量為true
    }
    location / {
        proxy_no_cache $nocache $arg_nocache $arg_comment;
        proxy_no_cache $http_pragma $http_authoriztion;
    }
}

3. 分片請求

早期版本 nginx 對大文件的分片請求不支持緩存，1.9版本后slice模塊實現了這個功能
前端發起請求，nginx去獲取這個請求文件的大小，若超過我們的定義slice的大小，會進行切片，分割成多個小的請求去請求后端，到前端就成為一個一個獨立的緩存文件

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優勢：每個子請求收到的數據都會形成獨立文件，一個請求中斷了，其他請求不受影響，原本情況請求中斷，再次請求文件將從頭開始，而開啟分片請求，就接下去獲取未請求的小文件

劣勢：當文件很大或者slice很小時，可能會導致文件描述符耗盡等情況

語法：slice size; #當大文件請求時，設置size為每個小文件的大小
 默認：slice 0;
 位置：http/server/location

常見問題

一、相同 server_name 多個虛擬主機優先級

#當出現虛擬主機域名相同的情況，重啟nginx時，會出現警告??處理，但是并不不會阻止nginx繼續使用

server {
    listen 80;
    server_name www.baidu.com
    ...
}

server {
    listen 80;
    server_name www.baidu.com
    ...
}

...

優先選擇最新讀取到的配置文件，當多個文件是通過include時，文件排序越靠前，越早被讀取

二、location 匹配優先級

= #進行普通字符精確匹配，完全匹配
 ^~ #進行普通字符匹配，當前表示前綴匹配
 ~\~* #表示執行一個正則匹配()

#當程序使用精確匹配時，一但匹配成功，將停止其他匹配
#當正則匹配成功時，會繼續接下來的匹配，尋找是否還有更精準的匹配

三、try_files的使用

按順序檢查文件是否存在

location / {
    try_files $uri $uri/ /index.php;
}

#先查找$uri下是否有文件存在，若存在直接返回給用戶
#若$url下沒有文件存在，再次訪問$uri/的路徑是否有文件存在
#還是沒有文件存在，交給index.php處理

例：
location / {
    root /test/index.html
    try_files $uri @test
}

location @test {
    proxy_pass http://127.0.0.1：9090;
}

#訪問 / 時，查看 /test/index.html 文件是否存在
#若不存在，讓9090端口的程序去處理這個請求

四、alias和root的區別

location /request_path/image/ {
    root /local_path/image/;
}

#當我們訪問 https://cache.yisu.com/upload/information/20210524/347/786645.png時
#將訪問 https://cache.yisu.com/upload/information/20210524/347/786646.png 下的文件

location /request_path/image/ {
    alias /local_path/image/;
}

#當我們訪問 https://cache.yisu.com/upload/information/20210524/347/786645.png時
#將訪問 https://cache.yisu.com/upload/information/20210524/347/786647.png 下的文件

五、如果用戶真實IP

當一個請求通過多個代理服務器時，用戶的IP將會被代理服務器IP覆蓋

#在第一個代理服務器中設置
    set x_real_ip=$remote_addr
#最后一個代理服務器中獲取
    $x_real_ip=IP1

六、Nginx 常見錯誤碼

413 Request Entity Too Large #上傳文件過大，設置 client_max_body_size
503 bad gateway #后端服務無響應
504 Gateway Time-out            #后端服務執行超時

感謝各位的閱讀，以上就是“Nginx的概念和用法”的內容了，經過本文的學習后，相信大家對Nginx的概念和用法這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關知識點的文章，歡迎關注！