《Nginx 高性能 Web 服务器详解》

Nginx 苗泽

《Nginx 高性能 Web 服务器详解》

1.2 常见服务器产品介绍

Apache
- Apache Web 服务器最初是由 NCSA httpd 1.3 服务器发展而来。
- 特性全，运行速度快，性能稳定，扩展功能丰富。
- 在设计时使用了以“进程”为基础的架构，这导致其在多处理器环境中性能有所下降。
Microsoft IIS
- IIS 最初是 Windows NT 的可选包，最后内置在 Win 2000、Win XP Professional、Win Server 2003、2008、2012 中一起发行。
- IIS 和 Windows Server 相结合，使其在网络应用服务器的管理、可用性、可靠性、安全性、性能和可扩展性等方面都大为增强了。
- 6.0
  - 全新的 IIS 架构：新的内核监听模式、新的“应用程序隔离模式 – 工作进程隔离模式”，增强了应用程序池、工作进程以及 Web 管理服务等方面的功能
  - 增强了网络应用的开发与国际性支持。
- 7.0
  - 增加了 SQL 数据库管理器
  - 日报报表可视化支持
  - 对 IIS 设置提供完全控制的配置编辑器、请求过滤器、.NET 授权规则编辑器以及 FastCGI 机制
  - 部署成本高
Tomcat
- Tomcat 在英文中是 “公猫或其他雄性猫科动物”的意思。Tomcat 服务器最初是由 Sun 公司的软件架构师詹姆斯·邓肯·戴维森开发的，后变为开源项目，并由 Sun 公司将其贡献给了 Apache 软件基金会。
- Tomcat 是 Sun 公司官方推荐的 Servlet 和 JSP 容器，在中小型系统和并发访问用户不是很多的场合下，其作为轻量级应用服务器，被广泛地使用。
- Tomcat 作为轻量级的服务器软件，无法满足复杂业务场景的要求，也没有复杂和丰富的功能；但 Tomcat 是免费开源的，且体积小，安装和部署都很方便，系统资源占用率低，是主要的 Servlet 和 JSP 容器，在这方面它比绝大多数的商业应用软件服务器要好。
Lighttpd
- Lighttpd 专门针对高性能网站，提供了一套安全、快速、兼容性良好并且灵活的 Web Server 环境。
- 内存开销非常低、 CPU 占用率低、模块丰富，支持 FastCGI、Output Compress（输出压缩）、URL 重写等绝大多数 Apacha 具有的重要功能，是 Apache 的绝好替代者。
Nginx
- Nginx 是一款免费开源的高性能 HTTP 服务器及反向代理服务器（Reverse Proxy）产品，还可以提供 IMAP/POP3 代理服务等功能。

1.3 Nginx 的功能特性

基本 HTTP 服务
- 处理静态文件；处理索引文件以及支持自动索引。
- 打开并自行管理文件描述符缓存。
- 提供反向代理服务，并且可以使用缓存加速反向代理，同时完成简单负载均衡及容错。
- 提供远程 FastCGI 服务的缓存机制，加速访问，同时完成简单的负载均衡以及容错。
- 使用 Nginx 的模块化特性提供过滤器功能。 Nginx 基本过滤器包括 gzip 压缩、ranges 支持、 chunked 响应、XSLT、SSI 以及图像缩放等。其中，针对包含多个 SSI 的页面，经由 FastCGI 或反向代理，SSI 过滤器可以并行处理。
- 支持 HTTP 下的安全套接层安全协议 SSL 。
高级 HTTP 服务
- 支持基于名字和 IP 的虚拟主机设置。
- 支持 HTTP/1.0 中 KEEP-Alive 模式和管线（PipeLined）模型连接。
- 支持重新加载配置以及在线升级时，无须中断正在处理的请求。
- 自定义访问日志格式、带缓存的日志写操作以及快速日志轮转。
- 提供 3xx ~ 5xx 错误代码重定向功能。
- 支持重写（Rewrite）模块扩展。
- 支持 HTTP DAV 模块，从而为 Http WebDAV 提供 PUT、DELETE、MKCOL、COPY 以及 MOVE 方法。
- 支持 FLV 流和 MP4 流传输。
- 支持网络监控，包括基于客户端 IP 地址和 HTTP 基本认证机制的访问控制、速度限制、来自同一地址的同时连接数或请求数限制等。
- 支持嵌入 Perl 语言。
邮件服务
- 支持使用外部 HTTP 认证服务器重定向用户到 IMAP/POP3 后端，并支持 IMAP 认证方式和 POP3 认证方式。
- 支持使用外部 HTTP 认证服务器认证用户后重定向连接到内部 SMTP 后端，并支持 SMTP 认证方式。
- 支持邮件代理服务下的安全套接层安全协议 SSL 。
- 支持纯文本通信协议的扩展协议 STARTTLS 。

1.4 常用功能介绍

HTTP 代理和反向代理
- 支持判断表达式：通过使用正则表达式进行相关配置，可以实现根据不同的表达式，采取不同的转发策略。
- 对后端返回情况进行了异常判断：如果返回结果不正常，则重新请求另一台主机，并自动剔除返回异常的主机。
- 支持错误页面跳转功能。
负载均衡
- 内置策略
  - 轮询：将前端请求按顺序（时间顺序或排列次数）逐一分配到不同的后端节点上，对于出现问题的后端节点自动排除。
  - 加权轮询：在基本的轮询策略上考虑各后端节点接受请求的权重，指定各后端节点被轮询到的几率。
    - 加权轮询主要用于后端节点性能不均的情况。
  - IP hash：将前端请求的 IP 进行 hash 操作，然后根据 hash 结果将请求分配给不同的后端节点。
    - 好处是避免考虑前端用户的 session 在后端多个节点上共享的问题。
- 扩展策略
  - url hash
    - 和 IP hash 类似，基于 url 的 hash 结果进行请求的转发。
    - 优点：如果后端有缓存服务器，能够提高缓存效率。
    - 缺点：不能自动排除异常节点。
  - fair
    - 将前端请求转发到一个最近负载最小的后台节点。Nginx 通过后端节点对请求的响应时间来判断负载情况。
Web 缓存
- 主要有 Proxy_Cache 相关指令集和 FastCGI_Cache 相关指令集构成。
- Proxy_Cache ：主要用于在 Nginx 服务器提供反向代理服务时，对后端资源服务器的返回内容进行 URL 缓存。
- FastCGI_Cache ：主要用于对 FastCGI 的动态程序进行缓存。
- 第三方模块 ngx_cache_purge 主要用于清理 Nginx 服务器上指定的 URL 缓存。

2.3 Nginx 服务的启停控制

Nginx 服务在运行时，会保持一个主进程和一个或多个 worker process 工作进程。

获取主进程的 PID 有两个途径：

在 Nginx 服务器启动以后，默认在 Nginx 服务器安装目录下的 logs 目录中会产生文件名为 nginx.pid 的文件，此文件中保持的就是 Nginx 服务主进程的 PID 。
```
cat nginx.pid
  
```
使用 ps 工具
```
ps -ef | grep nginx
  
```

Nginx 服务可接收的信号：

信号	作用
TERM 或 INT	快速停止 Nginx 服务器
QUIT	平缓停止 Nginx 服务器
HUP	使用新的配置文件启动进程，之后平缓停止原有进程，也就是所谓的“平滑重启”
USR1	重新打开日志文件，常用于日志切割
USR2	使用新版本的 Nginx 文件启动服务，之后平缓停止原有 Nginx 进程，也就是所谓的“平滑升级”
WINCH	平缓停止 worker process ，用于 Nginx 服务器平滑升级

向 Nginx 服务主进程发送信号：

使用 nginx 二进制文件
```
nginx -g SIGNAL
  
```

使用 kill 命令发送信号

kill SIGNAL PID

或

kill SIGNAL `filepath of nginx.pid`

启动 Nginx 服务

nginx

停止 Nginx 服务

nginx -g TERM | IINT | QUIT

重启 Nginx 服务

nginx -g HUP [-c newConfFile]

升级 Nginx 服务

如需更换安装路径，可先执行如下命令：

nginx -p newInstallPath

平滑升级 Nginx ：

nginx -g USR2

查看新的 Nginx 服务状态：

ps -ef | grep nginx

平滑停止旧服务信号：

nginx -g WINCH

2.4 Nginx 服务器基础配置指令

默认的 Nginx 服务器配置文件存放在安装目录的 conf 目录中，主配置文件名 nginx.conf 。

下面是 1.19.4 版本默认的 nginx.conf 文件：

user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       /etc/nginx/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  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

全局块

user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

events 块

events {
    worker_connections  1024;
}

http 块

http {
    include       /etc/nginx/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  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

server 块

user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       /etc/nginx/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  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

location 块

user  nginx;
worker_processes  1;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       /etc/nginx/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  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

mime.types 默认的内容：

types {
    text/html                                        html htm shtml;
    text/css                                         css;
    text/xml                                         xml;
    image/gif                                        gif;
    image/jpeg                                       jpeg jpg;
    application/javascript                           js;
    application/atom+xml                             atom;
    application/rss+xml                              rss;

    text/mathml                                      mml;
    text/plain                                       txt;
    text/vnd.sun.j2me.app-descriptor                 jad;
    text/vnd.wap.wml                                 wml;
    text/x-component                                 htc;

    image/png                                        png;
    image/svg+xml                                    svg svgz;
    image/tiff                                       tif tiff;
    image/vnd.wap.wbmp                               wbmp;
    image/webp                                       webp;
    image/x-icon                                     ico;
    image/x-jng                                      jng;
    image/x-ms-bmp                                   bmp;

    font/woff                                        woff;
    font/woff2                                       woff2;

    application/java-archive                         jar war ear;
    application/json                                 json;
    application/mac-binhex40                         hqx;
    application/msword                               doc;
    application/pdf                                  pdf;
    application/postscript                           ps eps ai;
    application/rtf                                  rtf;
    application/vnd.apple.mpegurl                    m3u8;
    application/vnd.google-earth.kml+xml             kml;
    application/vnd.google-earth.kmz                 kmz;
    application/vnd.ms-excel                         xls;
    application/vnd.ms-fontobject                    eot;
    application/vnd.ms-powerpoint                    ppt;
    application/vnd.oasis.opendocument.graphics      odg;
    application/vnd.oasis.opendocument.presentation  odp;
    application/vnd.oasis.opendocument.spreadsheet   ods;
    application/vnd.oasis.opendocument.text          odt;
    application/vnd.openxmlformats-officedocument.presentationml.presentation
                                                     pptx;
    application/vnd.openxmlformats-officedocument.spreadsheetml.sheet
                                                     xlsx;
    application/vnd.openxmlformats-officedocument.wordprocessingml.document
                                                     docx;
    application/vnd.wap.wmlc                         wmlc;
    application/x-7z-compressed                      7z;
    application/x-cocoa                              cco;
    application/x-java-archive-diff                  jardiff;
    application/x-java-jnlp-file                     jnlp;
    application/x-makeself                           run;
    application/x-perl                               pl pm;
    application/x-pilot                              prc pdb;
    application/x-rar-compressed                     rar;
    application/x-redhat-package-manager             rpm;
    application/x-sea                                sea;
    application/x-shockwave-flash                    swf;
    application/x-stuffit                            sit;
    application/x-tcl                                tcl tk;
    application/x-x509-ca-cert                       der pem crt;
    application/x-xpinstall                          xpi;
    application/xhtml+xml                            xhtml;
    application/xspf+xml                             xspf;
    application/zip                                  zip;

    application/octet-stream                         bin exe dll;
    application/octet-stream                         deb;
    application/octet-stream                         dmg;
    application/octet-stream                         iso img;
    application/octet-stream                         msi msp msm;

    audio/midi                                       mid midi kar;
    audio/mpeg                                       mp3;
    audio/ogg                                        ogg;
    audio/x-m4a                                      m4a;
    audio/x-realaudio                                ra;

    video/3gpp                                       3gpp 3gp;
    video/mp2t                                       ts;
    video/mp4                                        mp4;
    video/mpeg                                       mpeg mpg;
    video/quicktime                                  mov;
    video/webm                                       webm;
    video/x-flv                                      flv;
    video/x-m4v                                      m4v;
    video/x-mng                                      mng;
    video/x-ms-asf                                   asx asf;
    video/x-ms-wmv                                   wmv;
    video/x-msvideo                                  avi;
}

常用工具一览

《全能侦探社》

《Nginx 高性能 Web 服务器详解》

《Nginx 高性能 Web 服务器详解》 link

1.2 常见服务器产品介绍 link

1.3 Nginx 的功能特性 link

1.4 常用功能介绍 link

2.3 Nginx 服务的启停控制 link

2.4 Nginx 服务器基础配置指令 link

《Nginx 高性能 Web 服务器详解》

1.2 常见服务器产品介绍

1.3 Nginx 的功能特性

1.4 常用功能介绍

2.3 Nginx 服务的启停控制

2.4 Nginx 服务器基础配置指令