Nginx的基礎應用

原創 ch丶瘋子wtc 2018-09-11 02:32

Nginx是一款輕量級的Web和反向代理服務器，它的誕生主要是爲了解決C10K的問題，它具有較多的特性；

Nginx的特性：

 1、模塊化設計，具有較好的擴展性

 2、具有高可靠性

 3、支持熱部署：可以在不影響用戶使用的情況下，升級老版本；可以不停機更新配置文件、更換日誌文件、更換服務器程序版本

 4、低消耗內存：10K個keepalive連接模式下的非活動連接僅消耗2.5M內存

 5、是event-driven事件驅動模型：具有一個主進程，多個子進程，每個子進程響應多個請求

 

Nginx的基本功能：

 1、靜態資源的web服務器

 2、可以作爲http協議的正反向代理服務器

正向代理：Nginx作爲服務器，可直接響應資源給客戶端

反向代理：Nginx作爲代理器，客戶端不直接和服務器交流，而是通過和代理服務器的代理器來交流；通過代理器來讀取服務器中的資源，從而響應給客戶端

 3、支持pop3/imap4協議反向代理服務器

 4、支持FastCGI、UWSGI等

 5、支持模塊化：例如ssl、zip


Nginx的程序架構圖：

wKiom1dH_OnSXPyyAAGLmKXLVcw920.png

Master：Master爲主進程，主要作用是加載配置文件、管理worker進程、可進行平滑升級

Worker：worker爲子進程，由master主進程生成，一個worker進程可以處理多個客戶端請求；主要作用是接受客戶端請求、http代理、FastCGI代理、Memcache代理、在磁盤內緩存以及管理磁盤內的緩存


準備環境：

虛擬機1：nginx
IP：172.18.42.200
虛擬機2：httpd（後端主機）
IP：172.18.42.201
虛擬機3：httpd（後端主機）
IP：172.18.42.202



一、實現“ngx_http_auth_basic_module”認證機制

1、虛擬機1安裝nginx服務

[root@node0 ~]# yum install nginx

2、編輯nginx主配置文件

[root@node0 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf  ##nginx的主配置文件
server {
listen 80;  ##監聽的端口
server_name localhost;
root /www/lweim/;   ##指定讀取資源路徑
location /nginx {
  auth_basic "Show your Information";  ##指定提示頁
  auth_basic_user_file /etc/nginx/.ngxpasswd;   ##指定密碼文件路徑
}
}
[root@node0 nginx]# htpasswd -c -m /etc/nginx/.ngxpasswd lweim   ##創建虛擬用戶“lweim”
-c：當.nginxpasswd這個文件不存在時需使用
-m：使用md5算法
[root@node0 ~]# echo "172.18.42.200 Nginx 1" > /www/lweim/nginx/index.html

3、訪問web頁面

wKioL1dH_sezWOZdAADzxaiTSMs538.png



二、實現“ngx_http_stub_status_module”基本狀態信息

1、編輯配置文件 

[root@node0 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
server {
  listen       80;
  server_name  localhost;
  root /www/lweim/;
  location /status {  ##指明狀態頁面目錄
  stub_status on;  ##開啓狀態頁
  }
}
[root@node0 ~]# mkdir /www/lweim/status/  ##創建狀態頁目錄

2、訪問web

wKiom1dH_iGzH8e0AAAonb5AZUc538.png

Active  connections：處於活動狀態的客戶端連接數量

Accepts：已經接受客戶端的總請求數量

Handled：已經處理客戶單的總請求數量

Request：客戶端發出的總請求數量

Reading：正在讀取客戶端請求報文首部的連接數量

Writing：正在向客戶端發送響應報文的連接數量

Waiting：正在等待客戶端發出請求的空閒進程數



三、實現“ngx_http_ssl_module”https請求

1、在未修改配置文件之前嘗試訪問“https://172.18.42.200”

wKiom1dH_o7wcg1eAAC3kK4Elx0267.png

2、修改配置文件

server {
  listen  80;
  server_name  localhost;
  root /www/lweim/;
}
 
server {
  listen  443 ssl;  ##https監聽在tcp的443端口
  server_name  localhost;
 
  ssl_certificate    /etc/nginx/ssl/ngx.crt;  ##指明ngx.crt的文件路徑
  ssl_certificate_key  /etc/nginx/ssl/ngx.key;  ##指明ngx.key的文件路徑
 
  ssl_session_cache  shared:SSL:1m;
  ssl_session_timeout    5m;
 
  ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
  ssl_prefer_server_ciphers  on;
 
  location /nginx {
  }
}

Ssl  on | off：是否啓用當前虛擬主機的ssl功能

Ssl_ certificate  file：當前虛擬主機使用的PEM格式的證書文件

Ssl_certificate_key  file：當前虛擬機使用的證書文件中的公鑰配對的私鑰文件路徑，依然是PEM格式

Ssl_protocols [SSLv2] [SSLv3] [TLSv1] [TLSv1.1] [TLSv1.2]：表示ssl協議的版本；摩恩爲後3個

Ssl_session_cache off | none | [ builtin [ : size ] ]  [ shard : name : size ]：指明ssl會話緩存的機制

  builtin：使用openssl內建的緩存機制，對此機制爲各worker獨有

  shared：在各個worker進程共享的緩存

name：緩存空間的名稱

size：緩存空間的大小以字節爲單位，每1MB內存可緩存4000個會話

Ssl_session_time  timeout：ssl會話時長，指ssl  session  cache中緩存條目時長


3、再次訪問web

wKioL1dIAB7S6zliAAAfF42CMOE643.png



四、實現“ngx_http_rewrite_module”重寫url

1、修改配置文件

location / {
 rewrite (.*)\.html$ $1.txt last;
 rewrite (.*)\.txt$ $1.jpg break;
}
##當用戶第一次請求uri中以html結尾時，會把uri重寫爲以txt結尾並重新開始循環；
隨後匹配到第二條rewrite，把uri中的txt更改爲以jpg結尾的文件並響應給客戶端

rewrite  regex  replacement [flag]

 regex：基於正則表達式，用於匹配用戶請求的url

 replacement：爲重寫的結果

 Flag：

   Last：重寫完成後停止對當前uri在location中的後續其他操作，而後更改爲對新的uri做出新一輪處理

   Break：重寫完成後停止對當前uri在當前location中的後續其他操作，直接返回給客戶端

   Redirect：重寫完成後，臨時返回給客戶端一個新的URL，隨後瀏覽器在根據新的URL請求新的資源；響應碼爲302

   Premanent：重寫完成後，永久返回給客戶端一個新的URL，隨後瀏覽器在根據新的URL請求信的資源；響應碼爲301


2、訪問web服務

wKiom1dH_7GRzahFAAD6QumM73M971.png



五、實現“ngx_http_gizp_module”壓縮功能：只能用在http上下文

1、修改nginx配置文件

http {
 gzip  on;
 gzip_comp_level 6;
 gzip_disable msie6;
 gzip_http_version 1.0;
 gzip_types text/plain;
}

Gzip  on | off：啓用或禁用gzip壓縮響應報文

Gzip_comp_level level：指定壓縮比，1-9；默認爲1

Gzip_disable regex：regex是匹配客戶端瀏覽器類型的模式，表示對所有匹配到的瀏覽器下不執行壓縮響應

Gzip_min_length length：觸發啓用先壓縮功能的響應報文的最小長度

Gzip_http_version：設定啓用壓縮響應功能時，協議的最小版本

Gzip_types：指定僅執行壓縮的資源內容類型；默認爲text/html

gzip_types text/plain、text/css、text/xml、application/x-javascript 、application/xml、application/json、application/java-script;


2、訪問web

wKioL1dIAQbwcihXAAAcyTy4QF0311.png



六、實現“ngx_http_fastcgi_module”

1、虛擬機2安裝php-fpm服務

[root@node1 ~]# yum install php-fpm -y  ##安裝php-fpm服務
[root@node1 ~]# vim /etc/php-fpm.d/www.conf  ##修改php-fpm的配置文件
listen = 172.18.42.201:9000   ##監聽本地能與外部通信的IP地址
listen.allowed_clients = 172.18.42.200  ##監聽具有httpd服務的IP
[root@node1 ~]# ss -tnl
State       Recv-Q Send-Q   Local Address:Port                  Peer Address:Port              
LISTEN      0      128      172.18.42.201:9000                             *:*

Nginx和php結合的方式只有fpm；php-fpm的工作方式類似於httpd的prefork模塊

  Listen = ：指明本地能與外部通信的地址

  Listen.allow_clients = ：指明具有httpd服務的IP

  Pm = dynamic | static

   Pm.start_servers：啓動fpm進程時啓動的工作進程數量

   Pm.min_spare_servers：最少空閒進程數

   Pm.max_spare_servers：最大空閒進程數

   Pm.max_children：最大工作進程數


2、修改nginx的配置文件

location ~ \.php$ {
 fastcgi_pass   172.18.42.201:9000； ##指明fpm-php服務的IP
 fastcgi_index  index.php;
 fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /web/lweim/$fastcgi_script_name;
 include     fastcgi_params;
}

Fastcgi_pass：用來指明代理那個服務器（裝了php-fpm的服務器能與外部監聽的地址）

Fastcgi_index：fastcgi應用的主頁面名稱

Fastcgi_param：傳遞給fpm服務器參數


3、訪問web

wKioL1dIAafhlWXtAAAi5W_q7xI922.png




七、實現“fastcgi_cache_path”緩存：只能用在http上下文

1、修改nginx的配置文件

[root@node0 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf
http {
fastcgi_cache_path /var/cache/nginx/fastcgi levels=1:2 keys_zone=ngxcache:10m;  ##定義緩存
}
 
location ~ \.php$ {
   fastcgi_pass 172.18.42.201:9000;
   fastcgi_index index.php;
   fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /web/lweim/$fastcgi_script_name;
   include fastcgi_params;
   fastcgi_cache ngxcache;    ##指明緩存名稱
   fastcgi_cache_key $request_uri;    ##定義緩存鍵
   fastcgi_cache_valid 200 302 10m;  ##狀態碼200、302緩存10分鐘
   fastcgi_cache_valid 301 1h;    ##狀態碼301緩存1個小時
   fastcgi_cache_valid 404 2h;    ##狀態碼404緩存2個小時
}

Fastcgi_cache_path path：指明緩存文件的路徑

Fastcgi_cache zone | off：是否啓用緩存，如果啓用，需要指明緩存與那個cache文件中

Fastcgi_cache_key string：定義要使用的緩存鍵

Fastcgi_cache_methods GET | HEAD | POST：緩存那些類型的請求的相關數據

Fastcgi_cache_vaild [code..]  time：對不同響應碼設定其可緩存時間


2、查看緩存目錄

[root@node0 ~]# tree /var/cache/nginx/fastcgi/ 
/var/cache/nginx/fastcgi/
├── 1
│   └── af
│        └── e251273eb74a8ee3f661a7af00915af1
├── b
│   └── fe
│        └── c86156f7dcfecf44876ca30d1bac7feb
└── e
     └── 39
         └── f46b8508aa08a6f8670fb088b8a9739e



八、實現“ngx_http_proxy_module”

1、修改nginx配置文件

[root@node0 ]# vim nginx.conf
location ~ .*\.txt$ {    ##txt結尾的文件由虛擬機2來響應
 proxy_pass    
}
 
location ~ .*\.jpg$ {
 proxy_pass    ##jpg結尾的文件由虛擬機3來響應
}

（1）當proxy_pass後面的路徑不帶uri時，會將其location中的uri傳遞給後端主機   

location  /bbs  {
  proxy_pass http://172.18.42.200;
} 
  ##最終請求的路徑爲http://172.18.42.200/bbs


（2）當proxy_pass後面路徑是一個uri時，它會將location中的uri替換爲proxy_pass的後端主機

location  /bbs  {
  proxy_pass http://172.18.42.200/;
}   
##最終請求的路徑爲http://172.18.42.200；把“/bbs/”當做成“/”


（3）如果location定義其uri時使用了正則表達式模式匹配機制，則proxy_pass後的路徑一定不能帶uri

location  ~* \.php$  {
  proxy_pass  
}


2、配置虛擬機2

[root@node1 ~]# yum install httpd -y
[root@node1 ~]# echo "172.18.42.201 txt" > /var/www/html/wtc.txt 
[root@node1 ~]# systemctl start httpd.service


3、配置虛擬級3

[root@node1 ~]# yum install httpd -y
[root@node2 ~]# mv /root/wawa.jpg /var/www/html/wtc.jpg
[root@node1 ~]# systemctl start httpd.service

4、訪問web

wKioL1dIBOmyfMrLAAAhAr3uHvQ678.png

wKioL1dIBQrR8n_-AAD0BeQznqM819.png



九、實現“proxy_set_header”，讓後端主機記錄源IP

1、在未修改配置文件之前查看後端主機的記錄日誌

[root@node1 ~]# tail /var/log/httpd/access_log
172.18.42.200 - - [25/May/2016:19:20:34 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 200 18 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:46.0) Gecko/20100101 Firefox/46.0"
172.18.42.200 - - [25/May/2016:19:20:34 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 200 18 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64; rv:46.0) Gecko/20100101 Firefox/46.0"
 ##後端主機記錄的訪問IP都是nginx自身的的IP



2、修改nginx的配置文件

[root@node0 nginx]# vim nginx.conf
location ~ .*\.txt$ {
 proxy_pass http://172.18.42.201;
 proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
}


3、修改虛擬機2httpd的配置文件

[root@node1 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
#LogFormat "%h %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined
LogFormat "%{X-Real_IP}i %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined


4、訪問web之後查看後端主機的記錄日誌

[root@node1 ~]# tail /var/log/httpd/access_log
172.18.250.14 - - [25/May/2016:19:27:41 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 304 - "-" "Mozilla/5.0 (Wi
172.18.250.14 - - [25/May/2016:19:27:41 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 304 - "-" "Mozilla/5.0 (Wi
172.18.250.14 - - [25/May/2016:19:27:41 +0800] "GET /wtc.txt HTTP/1.0" 304 - "-" "Mozilla/5.0 (Wi
  ##記錄的訪問IP“172.18.250.14”爲物理機的IP，做日誌分析纔有意義



十、實現實現“proxy_cache”緩存

1、修改nginx配置文件

http {
proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy levels=1:2 keys_zone=ngxcache:10m;
}
location ~ .*\.txt$ {
          proxy_pass http://172.18.42.201;
          proxy_set_header X-Real_IP $remote_addr;
          proxy_cache ngxcache;
          proxy_cache_key $request_uri;
          proxy_cache_valid 200 302 404 1h;
        }


2、訪問web之後查看緩存目錄

root@node0 ~]# tree /var/cache/nginx/proxy/
/var/cache/nginx/proxy/
└── 5
    └── fd
        └── 19cbf2faabf255f790ebd83de4a42fd5



十一、實現“ngx_http_upstream_module”負載均衡

1、修改nginx配置文件

http  {
upstream web {   ##定義一個服務器組
  server 172.18.42.201 weight=1;
  server 172.18.42.202 weight=2;
    }
}
location / {
  proxy_pass    ##引用服務器組 
        }
}        
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.202 Web Server 2 .
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.202 Web Server 2 .
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
 ##實現了負載均衡

Upstream name {……}

  定義後端服務器組，可直接使用字符串

Server address {parameters}：指明服務器的地址和相關參數

  address：

IP[ : PORT ]：給定IP地址

HOSTNAME[ : PORT ]：當後端有多個虛擬主機時，應該使用hostname定義

Unix：/path/to/some_sock_file

  parameters：

Weight=number：後端服務器權重

Max_fails=number：設定最大失敗重試次數

Fail_timeout time：設置服務器不可用的超時時長

Backup：備用主機；定義後端主機是否爲一個sorry_server

Down：手動標記後自動下面，不在處理任何請求

 

2、實現源地址哈希調度算法

http  {
upstream web {
  server 172.18.42.201 weight=1;
  server 172.18.42.202 weight=2;
  ip_hash;   ##源地址哈希算法；將來自同一用戶的請求始終發往同一主機上       
    }
}
location / {
  proxy_pass http://web; 
 }
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
[root@node1 ~]# curl http://172.18.42.200
<h1>
172.18.42.201 Web Server 1
</h1>
 ##響應請求的始終是一臺後端主機

Ip_hash：源地址哈希算法，只能用在upstream上下文；指定調度算法

Least_conn：最少連接調度方法，只能用在upstream上下文

Keepalive：指明嘗試連接後端主機次數，只能用在upstream上下文中


3、“Health_check”對後端主機做健康檢測：只能用在location上下文

  Interval=number：檢測的頻度，默認爲5s

  Fails=number：判定爲失敗的檢測次數

  Passes=number：判定爲檢測成功的次數

  Uri=uri：執行健康狀態監測時請求的uri

  Match=name：基於哪個match做檢測結果爲“成功”或者“失敗”的判斷

  Port=port：向服務器的那個端口發起健康狀態檢測請求


4、“match  name”對後端主機做健康狀態監測時，定義其結果判斷標準的標準指令：只能用於http上下文

  Status：期望的響應碼

Status CODE

Status ！CODE

Status  CODE~CODE

  Header：基於響應首部進行判斷

Header HEADER=VALUE

Header HEADER！=VALUE

Header [!]HEADER

Header Header ~ VALUE

  Body：期望的響應碼報文的主體部分應該有的內容

Body ~ “CONTENT”

Body ！~ “CONNTENT”


5、“hash key”：定義調度方法，可自定義基於何種信息（key）進行綁定：只能用在upstream上下文

  Hash $remote_addr：根據後端主機的IP地址進行綁定

  Hash $request_uri：綁定第一次訪問的服務器，以後每次的訪問都指定元的的那臺服務器

  Hasg $cookie_username：根據客戶端的cookie


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