Nginx 入门到精通笔记

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一、nginx基本概念

1.1 什么是nginx

nginx 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供了电子邮件IMAP/POP3/SMTP服务），其特点是占有内存少、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。

1.2 nginx

作为web服务器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，能经受高负载的考研，有报告表明能支持高达50000个并发连接数。
https://lnmp.org/nginx.html

1.3 反向代理

1.3.1 正向代理

nginx 不仅可以作反向代理，实现负载均衡，还能用做正向代理来进行上网等功能。正向代理：如果把局域网外的internet想象成一个巨大的资源库，则局域网中的客户端要访问internet，则需要通过代理服务器来访问，这种代理服务器就称为正向代理。

在客户端（浏览器）配置代理服务器，通过代理服务器进行互联网访问。说白了，就是能翻墙，访问外网。

1.3.2 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。

在这里插入图片描述

1.4 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，服务器处理我完毕后，再将结果返回给客户端。

这种架构模式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比较适合的，成本也低，但是随着信息数量不断增长，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败，硬件的性能提升已经不能满足日益提升的需求了，最明显的例子，天猫双十一当天，某个热销商品的瞬时访问量是及其庞大的，南无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是行不通的，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

1.5 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、常用命令和配置文件

2.1 Linux 安装nginx

1.将下载好后的nginx.tar.gz文件拖到linux的/usr/local下
2.解压 tar -zxvf nginxxxx.tar.gz
3. 删除压缩包rm -rf nginx.xxx.tar.gz
4. 安装c语言 yum install gcc-c++
下载C语言的开发包3个：
指令：yum install -y pcre-devel
指令：yum install -y zlib zlib-devel
指令：yum install -y openssl openssl-devel
5. 进入解压后的nginx文件目录执行如下命令
./configure
–prefix=/usr/local/nginx
–pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid
–lock-path=/var/lock/nginx.lock
–error-log-path=/var/log/nginx/error.log
–http-log-path=/var/log/nginx/access.log
–with-http_gzip_static_module
–http-client-body-temp-path=/var/temp/nginx/client
–http-proxy-temp-path=/var/temp/nginx/proxy
–http-fastcgi-temp-path=/var/temp/nginx/fastcgi
–http-uwsgi-temp-path=/var/temp/nginx/uwsgi
–http-scgi-temp-path=/var/temp/nginx/scgi

编译安装执行命令： make
7.执行：make install

回退local目录下，此时会多出一个nginx目录

执行 mkdir -p /var/temp/nginx
10.进入local/nginx/conf下。将server_

启动 local/nginx/sbin 下 ./nginx -s reload

查看进程是否启动 ps -ef | grep nginx

如果需要外部网络访问nginx，需要关闭防火墙
centOS6及以前版本使用命令： systemctl stop iptables.service
centOS7关闭防火墙命令： systemctl stop firewalld.service
关闭防火墙会导致服务器有一定风险，所以建议是单独开放服务端口
开放80端口：
firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent
如果遇上指令出现报错，可执行如下指令，开启之后，再次开放如上指令，开放80端口
systemctl start firewalld.service #开启服务
systemctl enable firewalld.service #设置开机启动
查询端口号80 是否开启：firewall-cmd --query-port=80/tcp
重启防火墙：firewall-cmd --reload

随后访问该ip:端口即可看到nginx界面

2.2 nginx 操作的常用命令

使用nginx操作命令前提条件，必须进入nginx的目录
/usr/local/nginx/sbin
查看nginx的版本号 ./nginx -v
启动nginx ./nginx
关闭nginx ./nginx -s stop
重新加载nginx,配置文件修改时，不用先停止，在启动，可以reload即可加载最新的配置文件./nginx -s reload

2.3 nginx 的配置文件

nginx 配置文件位置 /usr/local/nginx/conf/
nginx 配置文件组成

#user  nobody;
worker_processes  1;
#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;
#pid        logs/nginx.pid;
events {
    
    
worker_connections  1024;
}
http {
    
    
include       mime.types;
default_type  application/octet-stream
#log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
#                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
#                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

#access_log  logs/access.log  main;

sendfile        on;
#tcp_nopush     on;

#keepalive_timeout  0;
keepalive_timeout  65;

#gzip  on;

server {
    
    
    listen       80;
    server_name  localhost;

    #charset koi8-r;

    #access_log  logs/host.access.log  main;

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

    #error_page  404              /404.html;

    # redirect server error pages to the static page /50x.html
    #
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    location = /50x.html {
    
    
        root   html;
    }

    # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
    #
    #location ~ \.php$ {
    
    
    #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
    #}

    # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
    #
    #location ~ \.php$ {
    
    
    #    root           html;
    #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
    #    fastcgi_index  index.php;
    #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
    #    include        fastcgi_params;
    #}

    # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
    # concurs with nginx's one
    #
    #location ~ /\.ht {
    
    
    #    deny  all;
    #}
}


# another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
#
#server {
    
    
#    listen       8000;
#    listen       somename:8080;
#    server_name  somename  alias  another.alias;

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


# HTTPS server
#
#server {
    
    
#    listen       443 ssl;
#    server_name  localhost;

#    ssl_certificate      cert.pem;
#    ssl_certificate_key  cert.key;

#    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
#    ssl_session_timeout  5m;

#    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
#    ssl_prefer_server_ciphers  on;

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

nginx 配置文件由三部分组成
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）、运行生成的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。

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
在这里插入图片描述

events块涉及的指令主要影响nginx服务器与用户网络的连接，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，是否运行同时接受多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个word process
可以同时支持的最大连接数等。上述例子就表示每个work process 支持的最大连接数是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少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。

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、连接超时事件、单链接请求数上限等。
server块
这块和虚拟主机由密切关系，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块可已包括多个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location块
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。
localtion 块
一个server块可以配置多个localtion块、
这块的主要作用是基于nginx服务器接收的请求字符串（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运行。

三、nginx 配置文件实例-反向代理

tomcat 下载地址：https://tomcat.apache.org/download-80.cgi
jdk 下载地址：
1、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linux系统tomcat主页面中。
**2、准备工作 **

1）在linux系统中安装tomcat，默认使用端口8080
	tomcat安装文件到liunx系统中，解压，
进入tomcat的bin ./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 ##重新载入配置，比如添加规则之后，需要执行此命令
	查看已经开放的端口: firewall-cmd --list-all

3. 访问过程分析
在这里插入图片描述
4、具体配置

在windows系统的host文件进行域名IP对应关系的配置
在nginx 的conf/nginx.conf文件下

5、最终效果

在这里插入图片描述

四、nginx 配置文件实例-反向代理

1.实现效果

使用nginx 反向代理，根据访问的路径跳转不同端口的服务中，nginx监听端口为9001
访问 http://127.0.0.1:9001/edu/ 直接跳转到127.0.0.1：8080
访问 http://127.0.0.1:9001/vod/ 直接跳转到127.0.0.1:8081

2. 准备工作

准备两个tomcat服务器。一个8080端口，一个8081端口
创建文件夹和测试页面

3.具体配置

找到nginx的配置文件,进行反向代理配置，配置完后进入nginx的sbin目录重新加载nginx配置./nginx -s reload

location指令正则说明：

正则符号	说明
=	用于不含正则表达式的url前，要求请求字符串与url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。
~	用于表示url包含正则表达式,并且区分大小写
~*	用于表示url包含正则表达式，并且不区分大小写
^~	用于不含正则表达式的url前，要求nginx服务器找到标识url和请求字符串匹配最高的location后，立即使用此location处理请求，而不再使用location块中的正则url和请求字符串做匹配

注意：如果url包含正则表达式，则必须要有~或者~*标识

开放对外访问的端口号：9001

在这里插入图片描述
3. 测试

五、nginx配置实例-负载均衡

1、实现效果

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

2、准备工作

准备两台tomcat服务器，一台8080，一台8081
在两台tomcat里面webapps目录中，创建名称是edu文件夹，在edu文件夹中创建页面用于测试

3. 在nginx的配置文件中增加负载均衡的配置

在这里插入图片描述

4. 查看成果

在这里插入图片描述

随着互联网信息的爆炸性增长，负载均衡（load
balance）已经不再是一个很陌生的话题，顾名思义，负载均衡即是将负载分摊到不同的服务器单元，即保证服务的可用性，又保证响应足够块，给用户很好的体验，快速增长的访问量和数据流量催生了各式各样的负载均衡产品，很多专业的负载均衡硬件提供了很好的功能，但却价格不菲，这使得负载均衡软件大受欢迎，nginx就是其中一个，在Linux下有nginx，LVS，Haproxy等等服务可以提供负载均衡服务，而且nginx提供了几种分配方式（策略）
1、轮询（默认）
每个请求按事件顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，就能剔除。
2. weight
weight代表权重，默认为1，权重越高，分配的客户端越多。
指定轮询纪律，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况：例如: 分配tomcat 8080：1次请求，在分配8081：2次请求，接着分配8080：1次请求，以此类推。

3.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，可以解决session问题，例如：

4. fair （第三方）
按后端服务器响应事件来分配请求，响应时间短优先分配、

六、nginx 配置实例-动静分离

6.1 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和静态请求分开，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；

另外一种方法就是静态跟动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浏览，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，表示三天之内访问这个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，直接从服务器重新下载，返回状态码200。

6.2 准备工作

在linux系统中准备静态资源，用于访问
在这里插入图片描述

6.3 具体配置

在nginx配置文件中进行配置
在这里插入图片描述

6.4最终测试

在浏览器中输入地址 http://192.168.31.132/image/01.jpg

autoindex on；能列出文件目录；
在浏览器地址栏输入地址http://192.168.31.132/page/a.html

七、nginx配置高可用集群-主从模式

7.1 什么是高可用集群

在这里插入图片描述

需要两台nginx服务器
需要keepalived
需要虚拟ip

7.2 配置高可用的准备工作

需要两台服务器 192.168.31.132 ；192.168.31.141
在两台服务器安装nginx
在两台服务器安装keepalived
使用yum命令进行安装 yum install keepalived -y

查看是否已经安装 rpm -q -a keepalived

在这里插入图片描述
keepalived会安装后在cd /etc生成keepalived配置文件，做主从nginx配置都是在keepalived.conf下进行相应修改

7.3 完成高可用配置（主从配置）

7.4 keepalive.conf的配置

! Configuration File for keepalived
# 全局配置
global_defs {
    
      
   notification_email {
    
    
     [email protected]
     [email protected]
     [email protected]
   }
   notification_email_from [email protected]
   smtp_server 192.168.31.132 # 主机ip
   smtp_connect_timeout 30
   router_id LVS_DEVEL # 服务器域名，可以在etc/host中查看
}

# 检测脚本
vrrp_script chk_http_port {
    
    
    script "/usr/local/src/nginx_check.sh" # 脚本路径
    interval  2  # (检测脚本执行间隔，每2秒检测一次)
    weight   2 # 设置服务器权重
}

# 虚拟IP配置
vrrp_instance VI_1 {
    
    
    state MASTER    # 备份服务器上将MASTER 改为BACKUP
    interface ens33  # 网卡，可用 ip addr查看网卡名
    virtual_router_id 51 # 主、备机的virtual_router_id必须相同, 这样keepalived才能知道当前主的和哪个系统的keepalived是一组的。
    priority 100 # 主、备机取不同的的优先级，主机值较大,备份机值较小
    advert_int 1 # 每一秒发送一次心跳
    authentication {
    
    
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
    
    
        192.168.17.50  # VRRP H虚拟地址, 虚拟ip地址，用户浏览器访问，暴露给用户的，多台keepalived绑定一个ip；必须同一网段。
    }
}

5 在/usr/local/src下添加nginx_check.sh的检测脚本

#!bin/bash

A=`ps -C nginx ---no-header |wc -l` # 获取nginx的状态

if [ $A -eq 0 ]; then # 为0时说明已经nginx已经挂掉了，进一步处理，非0时什么也不做
    /usr/local/nginx/sbin/nginx # 尝试重启nginx
    sleep 2  # 等待两秒，这里可以随意设置为的是给上面nginx留够启动的时间，保证nginx能正常启动
        if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0];then # 再次判断nginx是否已经启动成功，为0时，说明nginx无法启动了，彻底宕机了。
     killall keepalived # 将keeaplived进程 彻底杀死
    fi
fi

6 在/usr/local/src下添加nginx_check.sh的检测脚本

keepalived 启动命令 systemctl start keepalived.service
查看进程ps -ef | grep keepalived

7 最终测试

1）在浏览器访问虚拟ip地址：192.168.31.50
在这里插入图片描述
2）停止主服务器的nginx和keepalive，浏览器在进行访问。

3）恢复主服务器的keepalived心跳，验证从服务器是否切换为主服务器

总结：

测试的时候这里要保证keepalived的进程彻底杀死，之前不理解，一直以为将nginx stop就行了，这样并不行，
会给你一个错误的判断，仔细看上面的check的脚本就知道，它先判断nginx是否活着，nginx死掉了，它会尝试重启nginx，
实在nginx启动不了，它才会去杀死keepalived进程，
所有nginx的主从的心跳监听，其实在监听主从的keepalived的进程。并非nginx的进程。说白了，keepalived其实它是独立的，并不是只能和nginx搭配使用，check脚本时自定义的，它相当于keepalived的一个扩展，假设将nginx换成tomcat，脚本也可以这样写，当tomcat挂掉后，尝试重启tomcat，实在启动不了，就杀死keepalived，这里只是比喻。

测试发现，主服务器的nginx宕机后，它会尝试启动nginx，当彻底启动不了，便将自身的keepalived进程杀死，以便备份服务器时时检测到主服务器keepalived心跳停止了，备份服务器便代理了主服务器的共作，但从服务器并没有放弃检测主服务器的心跳，当主服务器恢复了心跳，备份服务器便将接收浏览器请求的权力给主服务器，备份服务器依然会监听主服务器的keepalived的心跳。

八、nginx原理

在这里插入图片描述

一个master 和多个woker有什么好处
1.可以使用nginx -s reload 热部署，利于nginx进行热部署操作
2.对于每个worker进程来说，都是独立的进程，不需要加锁，所以省掉了锁带来的开销，同时在编程以及问题查找时，也会方便很多，其次，采用独立的进程，可以让互相之间不会影响，一个进程退出后，其他进程还在工作，服务器不会终端，master进程则很快启动新的worker进程，当然worker进程的异常退出，肯定时程序有bug了，异常退出，会导出前worker上的所有请求失败，不过不会影响所有请求，所有降低了风险
需要设置多少个worker
nginx同redis类似，都采用了io多路复用机制，每个worker都是一个对立的进程，但每个进程里只有一个主线程，通过异步非阻塞的方式来处理请求，即使是上万个请求也不再话下，每个worker的线程可以把一个cpu的性能发挥到极致。所有worker数和服务器的cpu数相当是最为适宜的，设少了会浪费cpu，设多了会造成cpu频繁切换上下文带来的损耗。