Nginx

nginx 作为近年来最火的中间件之一，很有必要学习 nginx 优势

采用 IO 多路复用epoll模型，epoll驱动的就是在操作系统下的系统内核来进行工作，实现 IO 复用的处理方式

多进程多线程处理，但一个线程只能处理一个 IO 流
多路 IO 复用，采用的是一个线程并实现 IO 流非阻塞模式

while true {
  for i in stream[]; {
    // 查看有无数据，无数据就进行循环
    if i has data
    read until unavailable
  }
}

所以当没有数据时，就会白白浪费 cpu，此时我们可以使用内核模型来进行循环，一般使用的是 epoll 模型， epoll 模型相当于是一个代理，获取有数据的循环再进行遍历 epoll 优势 - 解决 SELECT 模型对于文件句柄 FD 打开限制 - 采用 callback 函数回调机制优化模型效率 2. 利用了 cpu 亲和 affinity 来提高 cpu 的并发处理能力减少不必要的性能损耗。cpu 亲和就是把 cpu 核心和 Nginx 工作进程绑定方式，把每个 worker 进程固定在一个 cpu 上执行，减少切换 cpu 的 cache miss，获得更好地性能 3. sendfile ，在没有 nginx 时，用户发送一个请求获取文件的时候，会经过内核空间和用户空间，最终到达 socket 并传递给用户，而 sendfile 只会进过内核空间传递给用户

安装

这里查看

安装目录

/etc/logrotate.d/nginxNginx 日志轮转，用于logrotate服务的日志切割，也就是可以按天进行输出
/etc/nginx | /etc/nginx/nginx.conf | /etc/nginx/conf.d | /etc/nginx/conf.d/default.confNginx 主要配置文件
/etc/nginx/fastcgi_params | /etc/nginx/uwsgi_params | /etc/nginx/scgi_params为cgi配置和fastcgi配置
/etc/nginx/koi-utf | /etc/nginx/koi-win | /etc/nginx/win-utf编码转换映射转换文件
/etc/nginx/mime.types设置 http 协议的Content-Type与扩展名对应关系
/usr/lib/systemd/system/nginx-debug.service | /usr/lib/systemd/system/nginx.service | /etc/sysconfig/nginx | /etc/sysconfig/nginx-debug用于配制出系统守护进程管理器管理方式
/usr/lib64/nginx/modules | /etc/nginx/modulesNginx 模块目录
/usr/sbin/nginx | /usr/sbin/nginx-debugNginx 命令
/usr/share/doc/nginx-1.12.0 | /usr/share/doc/nginx-1.12.0/COPYRIGHT | /usr/share/man/man8/nginx.8.gzNginx 的手册和帮助文件
/var/cache/nginxNginx 的缓存目录
/var/log/nginxNginx 的日志目录

命令

nginx -t -c：查看配置是否正确
nginx -s reload -c：重新加载配置

配置语法

默认配置语法

user：设置 nginx 服务的系统使用用户
worker_processes：工作进程数，一般和 cpu 核心一致
error_log：nginx 的错误日志
pid：nginx服务启动时候pid
events：事件模块
- worker_connections：每个进程允许最大连接数
- use：设置 nginx 使用的内核模型
http: 包含所有 http 的服务
- server：配置虚拟或是独立的站点
  - listen：监听的端口
  - server_name：监听的 host
  - location：控制每一层路径的访问
    - 可以接一个路径，然后有一个模块
  - error_page: 可以接状态码，之后再接页面

server {
  listen 80;
  server_name localhost;

  location / {
    root /usr/share/nginx/html;
    // 如果在 root 路径下没有找到 index.html 回去找 index.htm
    index index.html index.htm;
  }

  error_page 500 502 /50x.html;
  location = /50x.html {
    // 在这个路径下寻找对应的 html 文件
    root /usr/share/nginx/html;
  }
}

include：包含所有的Content-Type
default_type：默认的Content-Type
log_format：日志类型
keepalive_timeout <时间长度>：客户端和服务端超时的时间
gzip：打开gzip

虚拟主机

当我们希望一个 Nginx 来运行多套单独服务时，可以配置多个虚拟主机。有三种方式

基于主机的多 IP 的方式

多网卡多 IP 的方式，网卡 1 -> IP1 网卡 2 -> IP2，对主机配置要求高
单网卡多 IP 的方式，网卡 1 -> IP1 -> IP2，对网卡设置别名。通过ip a add <Ip>/<掩码> dev <设备名>的方式来增加 IP 地址，在增加之前使用ping <IP>的方式来判断这个域名是否存在服务，如果有服务就不能增加

基于端口的配置方式

端口其实和上面类似，只不过不用设置多 IP，listen监听的是不同端口号即可。需要处理的是端口冲突，需要先用命令查看，然后避开对应的端口

基于多个 host 名称方式，常见的方式，也就是多域名方式。它只需要一个 IP 和一个端虚拟主机的配置放在 nginx 的配置文件 /etc/nginx/nginx.conf 中 includes 属性中包括的路径中，之后通过 listen 属性配置到具体的 IP 地址首先需要修改本地的 host 文件，增加 IP 对应的 host 地址，但需要配置的 host 地址对应同一个 IP 地址，同时需要配置 server_name


server {
listen 80;
server_name 2.imooc.com;
}

日志

日志类型包括 error.log 和 access_log

error.log：主要用于处理 http 请求的状态，以及 nginx 服务的状态，会按照不同的级别记录到error.log中
- error_log <log 位置> <error 级别(比如 warn)>：在服务配置中增加字段
access_log：依赖于log_format的配置，每一个信息都是对应一个变量，log_format就是将所有变量组装到一起
- access_log <log 位置> <log_format 的 name>：在服务配置中增加字段
- Nginx 变量：可在log_format中进行组合format输出日志信息
  - HTTP 请求变量
    - arg_<变量名>：输出信息
    - http_<HEADER>：request中的head
    - sent_http_<HEADER>：response中的head
  - 内置变量：比较多，进入官网了解
  - 自定义变量

模块

使用 nginx -V ，以 --with 开头的就是开启的模块

Nginx 官方模块，官方支持的模块
- --with-http_stub-status_module：Nginx 的客户端状态，此时可以使用浏览器访问<地址>/mystatus查看 nginx 当前活跃的连接数
  - Syntax: stub_status
  - Default: --
  - Context: server，location

location /mystatus {
  stub_status;
}

--with-http_random_index_module：目录中选择一个随机主页，也就是随机选择一个主页，给用户不同的感觉。但不会选择路径下的隐藏文件
- Syntax：random_index on | off
- Default：random_index off
- Context：location

location / {
  random_index on;
}

--with-http_sub_module：HTTP 内容替换
- Syntax：sub_filter <要替换的内容> <替换的内容>
- Default：--
- Context：http，server，location 或是，每次请求校验服务器内容是是否更新，如果更新返回的是新的
- Syntax：sub_filter_last_modified on | off
- Default：sub_filter_last_modified off
- Context：http，server，location 或是，匹配所有 html 代码里的第一个，还是匹配所有指定的字符串
- Syntax：sub_filter_once on | off
- Default：sub_filter_once on
- Context：http，server，location

第三方模块

请求限制

HTTP 协议的连接与请求

HTTP1.0：TCP 不能复用
HTTP1.1：顺序性 TCP 复用
HTTP2.0：多路复用 TCP 复用
-limit_conn_module：连接限制调用空间进行限制， key 就是对什么进行限制，比如 IP ， name 就是这个 zone 的名字， size 就是大小
- Syntax：limit_conn_zone key zone=name:size
- Default：--
- Context：http 以及， zone 表示申请的 zone 名， number 就是同一时间只能允许多少个
- Syntax：limit_conn zone number
- Default：--
- Context：http，server, location
-limit_req_module：请求限制也是调用空间进行限制， name 就是 zone 名， size 就是空间大小， rate 就是对速率进行限制，通常以秒为单位
- Syntax：limit_req_zone key zone=name:size rate=rate;
- Default：--
- Context：http

  # $binary_remote_addr 表示的是客户端的地址
  limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_zone:1m rate=1r/s

以及， burst 表示是超过指定速率以后，遗留的三个请求放到下一秒请求，其他的会直接返回

Syntax：limit_req zone=name burst=number] [nodelay]
Default：--
Context：http，server, location

访问控制

http_access_module：基于 IP 的访问控制，但是它只是对代理层进行限制，而对真正的客户端没有进行限制。
- http_x_forwarded_for：常用的 http 变量，会显示代理以及发起连接的客户端 IP，可以一定程度的解决限制真正客户端问题 - http_x_forwarded_for = Client IP, Proxy(1) IP, Proxy(2) IP - 局限性 - 它是通过头HTTP_X_FORWARD_FOR来进行控制的，可能有厂商不使用这个头，或是传递一个别的值 - 结合geo模块 - 通过 HTTP 自定义变量传递，可以在 HTTP 头定义一个我们规定的变量，在联系上一级时把自己的remote_addr信息携带到上一级上，从而得到客户端信息

address IP 地址， CIDR 网段， unix 就是 linux 或是 unix 使用 socket 的方式的访问， all 就是允许所有的

Syntax：allow address | CIDR | unix: | all
Default：--
Context：http，server, location, limit_except 或是，也就是不允许访问的
Syntax：deny address | CIDR | unix: | all
Default：--
Context：http，server, location, limit_except

http_auth_basic_module：基于用户的信任登录
- Syntax：auth_basic string | off
- Default：auth_basic off`
- Context：http，server, limit_except 以及， file 就是用来存储用户名和密码信息的文件，需要按照 nginx 规定的格式。可以使用 htpasswd 来生成密码文件， htpasswd -c <生成文件名> <用户名>
- Syntax：auth_basic_user_file file
- `Default：--
- Context：http, location，server, limit_except 局限性
1. 用户信息依赖文件方式
2. 操作管理机械，效率低下解决方案
3. nginx 结合LUA实现高效验证
4. nginx 和 LDAP打通，利用nginx-auth-ldap模块

静态资源 web 服务

静态资源类型，静态资源就是那些不需要动态生成的资源

浏览器渲染：HTML、CSS、JS
图片：JPEG、GIF、PNG
视频：FLV、MPEG
文件：TXT等任意下载文件静态资源服务场景 CDN ，其实就是把资源存储中心的资源分发给不同地区，各存一份。之后在不同地区的用户，通过智能 DNS 技术，动态定位到北京的代理上进行请求，就不需要请求资源中心，也就是传输时延的最小化
文件读取
- Syntax：sendfile on | off
- Default：sendfile off
- Context：http, server, location, if in location
tcp_nopush在sendfile开启的情况下，提高网络包的传输效率。把包进行整合，之后一次性发送出去。处理大文件会跟有利
- Syntax：tcp_nopush on | off
- Default：tcp_nopush off
- Context：http, server, location
tcp_nodelay不会对包进行整合，在keepalive连接下，提高网络包的传输实时性
- Syntax：tcp_nodelay on | off
- Default：tcp_nodelay on
- Context：http, server, location
压缩，减少不必要的网络资源消耗
- Syntax：gzip on | off
- Default：gzip off
- Context：http, server, location, if in location 压缩比
- Syntax：gzip_comp_level level
- Default：gzip_comp_level off
- Context：http, server, location 协议版本
- Syntax：gzip_http_version 1.0 | 1.1
- Default：gzip_http_version 1.1
- Context：http, server, location

http_gzip_static_module ：默认的模块，可以预读 gzip 功能，当读取静态文件比如 html 文件时，会先去找 .gz 结尾的文件 http_gunzip_module ：当不支持 gzip 时，应用支持 gunzip 的压缩方式，现实很少用到

缓存：expires用于添加Cache-Control、Expires头
- Syntax：expires [modified] time;或expores epoch | max | off;
- Default: expores off
- Context: http, server, location, if in location
跨域
- Syntax: add_header name value [always]
- Default: --
- Context: http, server, location, if in location
防盗链：防止资源被盗用，希望是一些合法用户来访问网站，防止爬取。首要方式：区别那些请求是非正常的用户请求基于 http_refer 防盗链配置模块，同时 http_refer 也是一个变量。它会记录上次请求的域名
- Syntax: valid_referers none | blocked | server_names | string...;如果none表示只允许不带refer的请求blocked表示不带协议信息的请求是不被允许的
- Default: --
- Context: server, location

  valid_referers none blocked 116.62.103.228
  if ($invalid_referer) {
    return 403
  }

代理服务

按应用场景模式来分类有两种，正向代理和反向代理

正向代理: 即通过代理访问其他代理
反向代理: 针对性地访问某个站点的时候，为服务端提供服务常见的反向代理模式和 Nginx 代理模块 |反向代理模式|Nginx 配置模块| | ---------------------- | |http、websocket、https| ngx_http_proxy_module| |fastcgi| ngx_http_fastcgi_module| |uwsgi| ngx_http_uwsgi_module| |grpc| ngx_http_v2_module|
常见的代理语法
- Syntax: proxy_pass URL
- Default: --
- Context: location, if in location, limit_except
缓冲区，后端可能发送的只是小部分头信息，这里可以在数据全部存在时，才会返回数据，但会占用内存资源
- Syntax: proxy_buffering on | off;
- Default: proxy_buffering on;
- Context: http, server, location
跳转重定向
- Syntax: proxy_redirect default; | proxy_direct off; | proxy_redirect redirect replacement;
- Default: proxy_buffering default;
- Context: http, server, location
头信息，把头信息从代理带到后端
- Syntax: proxy_set_header field value;
- Default: proxy_set_header Host $proxy_host; | proxy_set_header Connection close;
- Context: http, server, location
超时，连接超时
- Syntax: proxy_connect_timeout time;
- Default: proxy_connect_timeout 60s;
- Context: http, server, location

缓存

缓存分为服务端缓存，代理(Nginx)缓存，客户端缓存代理缓存就是在请求的时候直接从代理中获取缓存

proxy_cache配置语法，定义path，path就是存放缓存文件的地址
- Syntax: proxy_cache_path path;
- Default: --
- Context: http

proxy_zone 其中的 zone 就是定义的 path

Syntax: proxy_cache zone | off;
Default: proxy_cache off
Context: http, server, location 缓存过期周期， code 就是状态码
Syntax: proxy_cache_valid [code ...] time;
Default: --
Context: http, server, location 如何清理指定缓存

rm -rf缓存目录内容
第三方模块ngx_cache_purge 如何让部分页面不缓存， url 为参数
- Syntax: proxy_no_cache string ...
- Default: --
- Context: http, server, location 缓存命中分析
- add_header Nginx-Cache "$upstream_cache_status";给response添加头信息
- 通过设置log_format打印日志分析，也是使用$upstream_cache_status这个变量
- $upstream_cache_status有以下状态
  - MISS：未命中，请求被传送到后台处理
  - HIT：缓存命中
  - EXPIRED：缓存已经过期，请求被传送到后台处理
  - UPDATING：正在更新缓存，经使用旧的应答
  - STALE：后端得到过期的应答缓存命中率 = HIT 次数 / 总请求次数，通过分析 Nginx 里的 Acess 日志可以分析得到命中率

log_format main '"$upstream_cache_status"';

对大文件的分片请求，前端请求到达之后，根据定义的分片，将文件进行切片再分为多个不同的小的请求同时请求后端

Syntax: slice size;
Default: slice 0;
Context: http, server, location 优势：每个子请求收到的数据会形成一个独立文件，一个请求断了，其他请求不受影响缺点：当文件很大或 slice 很小的时候，可能会导致文件描述符耗尽等情况