Nginx简介

Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的web服务器，处理高并发能力是十分强大的，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。
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。

nginx可以提供的服务

  1. 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

  1. Nginx做反向代理实现负载均衡（主要）

客户只需要将请求发送到反向代理服务器nginx，由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，再返回给客户端。利于解决横向增加服务器的扩容问题。
反向代理对于客户端而言隐藏了目标服务器IP地址，其主功能是可以做负载均衡和安全防护。nginx服务器是一个高性能的http web服务器，其能够对代理中的数据作缓冲，不管正向代理还是反向代理，都能加快客户端的访问速度！

  1. Nginx做正向代理

Nginx 不仅可以做反向代理，实现负载均衡。还能用作正向代理来进行上网等功能。（即通过代理服务器来访问服务器的过程 , 需要在客户端配置代理服务器进行指定网站访问)
正向代理相对于目标服务器而言隐藏了客户端的真实IP地址，主要是为了突破网络访问限制，比如科学上网，还有就是隐藏客户端IP地址。

  1. Nginx做动静分离（次主要）

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。

nginx 的优点/特点

承载高并发。 对静态小文件支持很好，性能很高 占用资源少。2万并发、10个线程，内存消耗几百M 功能种类比较多。web,cache,proxy。但每一个功能都不是特别强 基于异步IO模型，支持epoll模型，使得nginx可以支持高并发 利用nginx可以对IP限速，可以限制连接数 配置简单，更灵活 nginx 配合动态服务和Apache有区别。（FASTCGI 接口）

如何选择web服务器

静态业务：高并发、采用nginx，lighttpd，根据自己的掌握程度或公司的要求。
动态业务：采用nginx和Apache均可。
静态业务+动态业务: 采用nginx和Apache均可。
提示方案：nginx做web（Apache，lighttpd）、反向代理（haproxy,lvs,nat）及缓存服务器（squid）也是不错的。
思想：我们工作都不要追求一步到位，满足需求的前提下，先用，然后逐步完善。
最终建议：对外的业务nginx，对内的业务Apache（yum httpd mysql-server php）。

Nginx 的安装与启动（centos7)

先下载好nginx的安装包, 选择稳定版本，下载地址：http://nginx.org/en/download.html
下载后传至linux系统
nginx安装依赖：GCC、openssl-devel、pcre-devel和 zlib-devel软件库。

  1. yum -y install gcc
  2. yum -y install gcc-c++
  3. yum install  pcre pcre-devel -y 
  4. yum install openssl openssl-devel -y

解压安装nginx：

  1. tar -zxvf nginx-1.20.1.tar.gz  解压文件
  2. ./configure 完成后
  3. 执行命令： make && make install

进入安装目录/usr/local/nginx/sbin文件夹,里面有两个文件：nginx 和 nginx.old。

  1. ./nginx 即可执行
  2. ps -ef | grep nginx 测试是否启动

image.png
启动成功！
进入目录查看默认端口：**#cat /usr/local/nginx/conf/nginx.conf** 文件
image.png
查看到nginx默认端口（默认为80），使用网页的形式测试（像Tomcat一样。）
输入IP:80，则显示：
image.png

防火墙问题

在 windows 系统中访问 linux 中 nginx，默认不能访问的，因为防火墙问题 （1）关闭防火墙 （2）开放访问的端口号，80 端口

  1. firewall-cmd --list-all 查看开放的端口号
  2. firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent 开放端口
  3. systemctl restart firewalld.service 重启防火墙

Windows启动nginx

可以直接双击nginx.exe启动或者将下边的脚本保存为bat文件双击运行.

  1. #1.启动
  2. CMD-->安装目录--> start nginx 或 nginx.exe   #建议使用第一种,第二种会使你的cmd窗口一直处于执行中,不能进行其他命令操作
  4. #2.停止
  5. nginx.exe -s stop 或 nginx.exe -s quit  #stop是快速停止，可能不保存相关信息。quit是完整有序的停止nginx,并保存相关信息.
  7. #3.重新载入Nginx配置
  8. nginx.exe -s reload     #nginx配置有修改,但你不想重启nginx的时候
  10. #4.重新打开日志文件
  11. nginx.exe -s reopen
  13. #5.查看Nginx版本
  14. nginx -v

Nginx 的常用命令和配置文件

Nginx常用命令

使用nginx操作命令前提：必须进入到nginx的自动生成目录的下/sbin文件夹下：
cd /usr/local/nginx/sbin

  1. ./nginx -v  查看 nginx 的版本号
  2. ./nginx   启动 nginx
  3. ./nginx -s stop  关闭nginx
  4. ./nginx -s reload  重新加载 nginx
  5. ps -ef | grep nginx 测试是否启动

Nginx配置文件

配置文件位置: /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
image.png
nginx 配置的组成部分:

  1. worker_processes  1;
  3. events {
  4.     worker_connections  1024;
  5. }
  7. http {
  8.     include       mime.types;
  9.     default_type  application/octet-stream;
  10.     sendfile        on;
  11.     keepalive_timeout  65;
  13.     server {
  14.         listen       80;
  15.         server_name  localhost;
  17.         location / {
  18.             root   html;
  19.             index  index.html index.htm;
  20.         }
  21.         error_page   500 502 503 504  /50x.html;
  22.         location = /50x.html {
  23.             root   html;
  24.         }
  25.     }
  26. }

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：
events { 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，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：**

  1. http {
  2.     include       mime.types;
  3.     default_type  application/octet-stream;
  4.     sendfile        on;
  5.     keepalive_timeout  65;
  7.     server {
  8.         listen       80;
  9.         server_name  localhost;
  11.         location / {
  12.             root   html;
  13.             index  index.html index.htm;
  14.         }
  15.         error_page   500 502 503 504  /50x.html;
  16.         location = /50x.html {
  17.             root   html;
  18.         }
  19.     }
  20. }
  1. 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。<br />**http全局块**<br />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。<br />**server 块**<br />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。<br />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。<br />而每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 locaton 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。

  • 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。

Nginx 反向代理

配置实例 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 liunx 系统 tomcat 主页 面中
准备工作
（1）在 liunx 系统安装 tomcat，使用默认端口 8080，如果这里8080被其他应用占用，可以修改端口为80xx。在conf目录下的server.xml配置文件中，如下，将port改为 80xx，其实下面也有类似的Connector 标签，但是要看protocol协议为HTTP/1.1的标签修改即可。
opt/tomcat/tomcat1/conf/server.xml

  1.     <Connector port="8080" protocol="HTTP/1.1"
  2.                connectionTimeout="20000"
  3.                redirectPort="8443" />
  • 进入 tomcat 的 bin 目录中

./startup.sh 启动 tomcat 服务器
对外开放访问的端口 ，也可以直接关闭防火墙

  1. firewall-cmd --list-all 查看开放的端口号
  2. firewall-cmd --zone=public --add-port=8080/tcp --permanent 开放端口
  3. firewall-cmd --remove-port=8081/tcp --permanent 移除端口
  4. systemctl restart firewalld.service 重启防火墙

在 nginx 进行请求转发的配置（反向代理配置）
# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
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修改windows的host文件， 增加ip域名映射
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192.168.72.20 www.shuai.com # 192.168.72.20 为我的虚拟机ip

最终测试，如上配置，我们监听 80 端口，访问域名为 www.123.com，不加端口号时默认为 80 端口，故访问该域名时会跳转到 127.0.0.1:8081 路径上。在浏览器端输入 www.123.com 结果如下
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实现过程：
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Nginx 反向代理+负载均衡

配置实例2

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，且更具加权轮询方式跳转到不同端口
nginx 监听端口为 9001，
访问 http://127.0.0.1:9001/edu/ 直接跳转到 127.0.0.1:8081
访问 http://127.0.0.1:9001/vod/ 直接跳转到 127.0.0.1:8082
准备工作
准备两个 tomcat，一个 8081 端口，一个 8082 端口。
在/usr/feng/apach-tomcat/下 新建tomcat8081和tomcat8082两个文件夹，将 Tomcat安装包 分别上传到两个文件夹，进行解压缩安装，8081的Tomcat只改一个http协议默认端口号 就行，直接启动即可。
这里需要改8082的端口号，需要修改三个端口，只修改一个端口号的话，是启动不了的，我已经测试过了（如果只修改http协议默认端口的话，8081和8082只会启动一个）。因为默认的都是8080
**vim server.xml**修改默认端口号
tomcat8082修改后如下：
1、修改server 的默认端口，由默认8005->8091
image.png
2、修改http协议的默认端口，由默认的8080->8082
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3、修改默认ajp协议的默认端口，由默认的8009->9001
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  • 并准备好测试的页面

写一个a.html页面，
tomcat8081的tomcat，放到目录 /webapp/vod 下，内容：
<h1>fengfanchen-nginx-8081!!!</h1>
tomcat8082的tomcat，放到目录 /webapp/edu 下，内容
<h1>fengfanchen-nginx-8082!!!</h1>

测试页面
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第二步，修改 nginx 的配置文件
# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
修改 nginx 的配置文件 在 http 块中添加 server{}
修改其中注释的就行。
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修改成功后
记得开放防火墙端口：8001，8002，80

  • 测试结果，不配置负载均衡策略—默认轮询

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nginx 负载均衡4种分配服务器策略

a. 轮询（默认）
b. weight ： weight 代表权重, 默认为 1, 权重越高被分配的客户端越多

  1.   upstream myserver {
  2.         server 192.168.72.20:8081 weight=10;
  3.         server 192.168.72.20:8082 weight=5;
  4.         }

c. ip_hash: 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

  1.      upstream myserver {
  2.          ip_hash;
  3.         server 192.168.72.20:8081;
  4.         server 192.168.72.20:8082;
  5.         }

d. 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。

  1.      upstream myserver {
  2.          fair;
  3.         server 192.168.72.20:8081;
  4.         server 192.168.72.20:8082;
  5.         }

Nginx 动静分离

什么是动静分离？
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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。
准备工作
在Linux 系统中准备 静态资源，用于进行访问。
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  1. www文件夹中 a.html
  2. image 中的 01.jpg/png… （随便选一张）

具体配置
在 nginx 配置文件中进行配置
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最终测试
a. 测试 image
http://208.208.128.122/image/
http://208.208.128.122/image/01.jpg
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b. 测试 www
http://208.208.128.122/www/a.html
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Nginx 集群（高可用）

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配置示例流程：

  1. 需要两台nginx 服务器
  2. 需要keepalived
  3. 需要虚拟IP

配置高可用的准备工作

  1. 需要两台服务器 208.208.128.122 和 208.208.128.85
  2. 在两台服务器安装 nginx(流程最上面有)

第二台服务器的默认端口 改为 9001 ，运行并测试，如下：
image.png
3.在两台服务器安装 keepalived
安装keepalived
a.安装
第一种方式：命令安装

  1. yum install keepalived -y
  2. # 查看版本：
  3. rpm -q -a keepalived

第二种方式：安装包方式，将压缩包上传至：/usr/feng/
命令如下：

  1. cd /usr/feng/
  2. tar -zxvf keepalived-2.0.18.tar.gz
  3. cd keepalived-2.0.18
  4. ./configure
  5. make && make install

b.配置文件（主从配置文件）
修改 keepalived.conf 配置文件
**/etc/keepalived/keepalivec.conf **

  1. global_defs { 
  2.    notification_email { 
  3.      acassen@firewall.loc 
  4.      failover@firewall.loc 
  5.      sysadmin@firewall.loc 
  6.    } 
  7.    notification_email_from Alexandre.Cassen@firewall.loc 
  8.    smtp_server 208.208.128.122
  9.    smtp_connect_timeout 30 
  10.    router_id LVS_DEVEL 
  11. } 
  13. vrrp_script chk_http_port { 
  15.    script "/usr/local/src/nginx_check.sh" 
  17.    interval 2      #（检测脚本执行的间隔） 
  19.    weight 2 
  21. } 
  23. vrrp_instance VI_1 {     
  24.     state MASTER   # 备份服务器上将 MASTER 改为 BACKUP       
  25.     interface ens192  //网卡     
  26.     virtual_router_id 51   # 主、备机的 virtual_router_id 必须相同     
  27.     priority 100     # 主、备机取不同的优先级，主机值较大，备份机值较小 
  28.     advert_int 1 
  29.     authentication { 
  30.         auth_type PASS 
  31.         auth_pass 1111 
  32.     } 
  33.     virtual_ipaddress {         
  34.         208.208.128.50 // VRRP H 虚拟地址 
  35.     } 
  36. }

c.添加检测脚本
在/usr/local/src 添加检测脚本

  1. #!/bin/bash
  2. A=`ps -C nginx –no-header |wc -l`
  3. if [ $A -eq 0 ];then
  4.     /usr/local/nginx/sbin/nginx
  5.     sleep 2
  6.     if [ `ps -C nginx --no-header |wc -l` -eq 0 ];then
  7.         killall keepalived
  8.     fi
  9. fi

开启nginx 和 keepalived
把两台服务器上 nginx 和 keepalived 启动 ：

  1. ./nginx   启动nginx         # /usr/local/nginx/sbin
  2. systemctl start keepalived.service  启动 keepalived

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另一台操作一样！
最终测试
a)在浏览器地址栏输入 虚拟 ip 地址 192.168.17.50
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b)把主服务器（192.168.17.129）nginx 和 keepalived 停止，再输入 192.168.17.50
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image.png
依旧能正常访问！

Nginx 的原理

  • nginx 启动后，是由两个进程组成的。master（管理者）和worker（工作者）。
  • 一个nginx 只有一个master。但可以有多个worker

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过来的请求由master管理，worker进行争抢式的方式去获取请求。
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master-workers 的机制的好处

  • 首先，对于每个 worker 进程来说，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。可以使用 nginx –s reload 热部署，利用 nginx 进行热部署操作
  • 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，其它进程还在工作，服务不会中断，master 进程则很快启动新的 worker 进程。当然，worker 进程的异常退出，肯定是程序有 bug 了，异常退出，会导致当 前 worker 上的所有请求失败，不过不会影响到所有请求，所以降低了风险。

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 都是一个独立的进程，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， 即使是千上万个请求也不在话 下。每个 worker 的线程可以把一个 cpu 的性能发挥到极致。所以 worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的。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。
worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜

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

第二个：nginx 有一个 master，有四个 woker，每个 woker 支持最大的连接数 1024，支持的 最大并发数是多少？

  • 普通的静态访问最大并发数是：worker_connections * worker_processes /2，
  • 而如果是 HTTP 作 为反向代理来说，最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4。

这个值是表示每个 worker 进程所能建立连接的最大值，所以，一个 nginx 能建立的最大连接 数，应该是 worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于 HTTP 请 求 本 地 资 源 来 说 ， 能 够 支 持 的 最 大 并 发 数 量 是 worker_connections * worker_processes，如果是支持 http1.1 的浏览器每次访问要占两个连接，所以普通的静态访 问最大并发数是：worker_connections * worker_processes /2，而如果是 HTTP 作 为反向代 理来说，最大并发数量应该是 worker_connections * worker_processes/4。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服 务的连接，会占用两个连接。
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