分佈式架構 Nginx優化

• Nginx默認配置路徑 /conf/nginx.conf文件,可在啓動時 通過-c 指定安裝路徑
• Nginx啓動原理
  1.啓動nginx會啓動一個Master進程，這個進程不處理任何客戶端請求，主要用來產生worker進程，一個worker進程用來處理一個request
  2.單獨worker之間互不影響，worker_connections可以配置，指每個進程裏面可以啓動多少個worker

優化思路

• 默認Nginx是經過優化的，而我們針對Nginx優化主要集中在配置調整上
• 如果優化後效果不理想，增加硬件,如機器，負載均衡

常見配置文件如下

• nginx.conf 應用程序基本配置 /核心配置
• mime.types MIME關聯擴展文件
• fastcgi.conf 與fastcgi相關配置
• proxy.conf 與proxy相關配置
• sites.conf 配置Nginx提供的網站，包括虛擬主機

nginx.conf配置講解,常用核心模塊指令可以參考如下

• http://www.howtocn.org/nginx:directiveindex 純中文
• http://nginx.org/en/docs/ 官網

nginx.conf配置

error_log logs/error.log crit
user  root;
worker_processes  2;
worker_rlimit_nofile 15360;

events {
use  epoll;
worker_connections  10240/20480;
}
//web反向代理
http {

include mime.types;//引入其他文件
include proxy.conf;//引入代理文件
default_type application/octet-stream;

access_log logs/access.log main

charset utf-8;
server_names_hash_bucket_size 128;
client_header_buffer_size 2k;
large_client_header_buffers 4 4k;
client_max_body_size 8m;
sendfile on;
tcp_nopush on;
keepalive_timeout 60;
fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2
keys_zone=TEST:10m
inactive=5m;
fastcgi_connect_timeout 300;
fastcgi_send_timeout 300;
fastcgi_read_timeout 300;
fastcgi_buffer_size 4k;
fastcgi_buffers 8 4k;
fastcgi_busy_buffers_size 8k;
fastcgi_temp_file_write_size 8k;
fastcgi_cache TEST;
fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;
fastcgi_cache_min_uses 1;
fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
open_file_cache max=204800 inactive=20s;
open_file_cache_min_uses 1;
open_file_cache_valid 30s;
tcp_nodelay on;
gzip on;
gzip_min_length 1k;
gzip_buffers 4 16k;
gzip_http_version 1.0;
gzip_comp_level 2;
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
gzip_vary on;

//負載均衡配置節點
upstream zachary.cn{
	#server 127.0.0.1:9080 weight=5
	server 127.0.0.1 weight=5
	#server 127.0.0.1:1010
}


server{

	listen 80;
	
	server_name zachary.cn;
	
	index index.php index.htm;
	
	root /www/html/; 靜態資源路徑
	
	location ~ .*/.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|ico)${
		if(-f $request_filename){
			#expires 30d;
			break;
		}
		
	}
	
	location ~ .*/.(html|htm|js|css)${
		#expires 1d;
	}
	
	location /{
		proxy_set_header Host $host;
		proxy_set_header X-Porwarded-Por $remote_addr //獲取真實ip
		proxy_pass http://zachary.cn
		proxy_next_upstream [error|timeout|invalid_header|http_500|http_502|http_503|http_504|http_404|off] //默認 error timeout
		
	}
	
	location ~ .*/.(php|php5)?${
		fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
		fastcgi_index index.php;
		include fcgi.conf;
	}
	
	
	log_format access '$remote_addr — $remote_user [$time_local] "$request"'
		'$status $body_bytes_sent “$http_referer” '
		'”$http_user_agent” $http_x_forwarded_for';
		access_log /www/log/access.log access;
	}
	
	error_page 500 502 503 504 /501.html;
	location = /501.html{
		internal;
		root errors/html
	 }
	}

Nginx.conf 講解

處理過程：

• 請求進來worker會監控80端口，過濾靜態資源後，請求反向代理到後臺服務器（如tomcat）後臺服務器可以負載均衡配置多臺，可通過權重如weight、iphash 指定服務器接收請求策略。
• 靜態資源不代理到後臺服務器 直接可以到專有靜態資源服務器、分佈式共享存儲獲取 如NFS\MFS
• nginx單點的HA高可用：proxy_next_upstream可配置（如果指向服務器 此時服務器1處於不正常，它會重新把請求指向下臺服務器依次類推

詳細講解

• 併發總數是 worker_processes *worker_connections ，反向代理下要除以4
• events裏面的I/O模型，Linux推薦使用epoll模型,FreeBSD推薦採用kqueue
• worker_processes建議配置服務器CPU總核數，或者2倍，性能會更好
• worker_rlimit_nofile打開最大文件數，配置Linux內核下文件打開數一致，可以通過ulimit -n查看，默認1024，可以修改/etc/security/limits.conf 增加到65535
• worker_connections 單個進程允許的客戶端最大連接數

Nginx配置二級域名

server_name www.zachary.cn *.zachary.cn;
判斷是二級域名，可自定義變量設置
if($host ~* (\b(?!www\b)\w+)\.\w+\.com){
	set $zach1 $1;
	set $zachurl $request_uri;
}
rewrite可以使用自定義變量

Nginx 配置HTTP主要有以下幾塊

http{ //協議級別
	server{ //服務器級別
		location/ {//請求級別
		}
	}
	
}

location區段通過指定模式來和客戶端請求URL進行匹配，基本語法
location [=|~|~*|^~|@] pattern{.....}

server{
	server_name zachary.cn
	location /cc56{
		......
	}
}

區分大小寫 如下匹配
http://zachary.cn/cc56
http://zachary.cn/cc56/
http://zachary.cn/cc56cincnb2
http://zachary.cn/cc56/?cccc=1&bbbb=2
 
 
 server{
	server_name zachary.cn
	location ~* ^/cc56{
		......
	}
}

不區分大小寫 如下匹配
http://zachary.cn/cc56
http://zachary.cn/CC56
http://zachary.cn/cc56/?cccc=1&bbbb=2
HTTP反向代理

常用proxy_pass, 如 location /{proxy_pass http://zachary.cn}

Nginx負載均衡

流行負載均衡 如（DNS輪詢、硬件F5、軟件LVS、Nginx）
Nginx通過upstream
upstream zachary.cn{
	ip_hash
	#server 127.0.0.1:9080 weight=5
	server 127.0.0.1 weight=5
	#server 127.0.0.1:1010
}
默認weight=1，不推薦使用ip_hash，客戶端ip會變化，如動態ip、翻牆、代理
Eewrite模塊，用來指定URL重定向，這個機制可以處理惡意訪問url

Nginx兼容http/https
場景：有些網站或者系統想提高安全性，故從http升級至https，處理過程如下：

• 需要有域名
• 申請ssl認證證書，阿里雲、騰訊雲免費申請證書（有效期一年）如:https://console.cloud.tencent.com/ssl
• nginx配置ssl證書(下面申請的證書文件，其中包括pem和key的文件)

Nginx配置過程如下：

server {

    listen       443 ssl;

    server_name  zachary.cn;

     

    ssl_certificate      cert/ce.pem;

    ssl_certificate_key  cert/ce.key;

 

    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;

    ssl_session_timeout  6m;

 

    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;

    ssl_prefer_server_ciphers  on;

 

    location  / {

    root /usr/local/nginx/html;

        try_files $uri $uri/ /index.html;

        index  index.html index.htm;

    }

    error_page   500 502 503 504  /50x.html;

    location = /50x.html {

        root   html;

    }

}

#http兼容https
server {
    listen 80;
    server_name zachary.cn;
    rewrite ^(.*)$ https://$host$1 permanent;
}

優化過程

• 優化併發總數 worker_processes *worker_connections，worker_processes參考CPU核數，worker_connections每個進程允許連接數，1GB內存可以打開10W文件數
• keepalive_timeout 建議設置60-70左右
• client_header_buffer_size,建議設置請求緩存
• gzip_comp_level 開啓Gzip壓縮，建議設置3-5，高了耗損CPU
• access日誌優化，如果使用其它統計工具，可關閉，減少磁盤寫入，提高I/O效率
• sendfile 指定是否調用sendfile函數來輸出文件，建議設置on
• buffersize優化，如果太小會導致nginx使用臨時文件存儲response，client_body_buffer_size 處理客戶端請求體buffer大小，處理post請求數據、上傳文件等
• tcp_nopush 建議開啓提高吞吐量
• tcp_nodelay 不緩存數據，一段一段發送，建議開啓
• client_header_timeout 設置請求頭超時時間，建議10-20s
• client_body_timeout 設置請求體超時時間，建議10-20s
• reset_timeout_connection 關閉不響應客戶端連接，建議開啓
• send_timeout 客戶端響應超時時間 默認60s，建議設置10s

總結

Nginx根據各系統的結構進行特定優化，優化順序 （先優化單臺配置、單臺到達瓶頸後可通過硬件引流到多臺機器）故達到高可用狀態，參數調優可參考官方文檔仔細斟酌測試

作者簡介：張程 技術研究

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