Nginx基础
============================================================================
概述：
本章我们将介绍Nginx，内容权重都很重量级，内容包括：
Nginx的相关概念，功能，解决的问题，官方站点；
5种I/O模型的介绍；
Nginx的程序架构概述；
Nginx的编译安装；
Nginx中配置文件的构成；
Nginx主配置段详解；
Nginx中http协议的核心模块配置
============================================================================
Nginx介绍
★engineX = Nginx
NGINX is a free, open-source,high-performance HTTP server and reverse proxy, as well as an IMAP/POP3 proxyserver.
（NGINX是一个免费、开源、高性能的HTTP服务器和反向代理，以及IMAP/POP3代理服务器）。
⊙功能：
是http协议的实现：可作为web服务器（类似于httpd）；
http reverse proxy反向代理（类似于httpd）；
imap/pop3 reverse proxy（邮件服务器的反向代理）
⊙官方站点：nginx.org
⊙C10K（10K Connections）：解决C10K（一万个并发链接）的问题
★相关概念：
⊙并发连接数：
指的是客户端向服务器发起请求，并建立了TCP连接。每秒钟服务器链接的总TCP数量，就是并发连接数。
⊙C10K问题：
网络服务在处理数以万计的客户端连接时，往往出现效率低下甚至完全瘫痪，这被称为C10K问题。
★国内nginx的二次开发：
Tengine
OpenResty
http协议回顾：
I/0模型介绍
阻塞型、非阻塞型、复用型、信号驱动型、异步
★同步/异步：关注消息通知机制；
消息通知：
同步：等待对方返回消息；
异步：被调用者通过状态、通知或回调机制通知调用者被调用者的运行状态；
★阻塞/非阻塞：
关注调用者在等待结果返回之前所处的状态；
阻塞：blocking，调用结果返回之前，调用者被挂起；
非阻塞：nonblocking，调用结果返回之前，调用者不会被挂起；
★一次IO请求，都会由两阶段组成：
第一步：等待数据，即数据从磁盘到内核内存；
第二步：复制数据，即数据内核内存到进程内存；
★复用型IO调用：
select()：1024
poll()：
★I/O模型
⊙阻塞I/O模型 应用程序调用一个IO函数，导致应用程序阻塞，等待数据准备好。 如果数据没有准备好，一直等待。。。。 数据准备好了，从内核拷贝到用户空间 I/O函数返回成功指示
⊙非阻塞I/O模型 我们把一个套接口设置为非阻塞就是告诉内核，当所请求的I/O操作无法完成时，不要将进程睡眠，而是返回一个错误。这样我们的I/O操作函数将不断的测试 数据是否已经准备好，如果没有准备好，继续测试，直到数据准备好为止。在这个不断测试的过程中，会大量的占用CPU的时间。
⊙I/O复用模型 I/O复用模型会用到select或者poll函数，这两个函数也会使进程阻塞，但是和阻塞I/O所不同的的，这两个函数可以同时阻塞多个I/O操作。而且可以同时对多个读操作，多个写操作的I/O函数进行检测，直到有数据可读或可写时，才真正调用I/O操作函数。
⊙信号驱动I/O模型 首先我们允许套接口进行信号驱动I/O,并安装一个信号处理函数，进程继续运行并不阻塞。当数据准备好时，进程会收到一个SIGIO信号，可以在信号处理函数中调用I/O操作函数处理数据。
⊙异步I/O模型 调用aio_read函数，告诉内核描述字，缓冲区指针，缓冲区大小，文件偏移以及通知的方式，然后立即返回。当内核将数据拷贝到缓冲区后，再通知应用程序。
★5个I/O模型的比较
Nginx的程序架构：
★master/worker（两级架构）
⊙一个master进程：
负载加载配置文件、管理worker进程、平滑升级；
⊙一个或多个worker进程
处理并响应用户请求；
⊙缓存相关的进程：
cache loader：载入缓存对象
cache manager：管理缓存对象
★特性：异步、事件驱动和非阻塞
并发请求处理：通过kevent/epoll/select
文件IO：高级IO sendfile，异步，mmap
★nginx高度模块块：
高度模块化，但其模块早期不支持DSO机制；近期版本支持动态装载和卸载；
⊙模块分类：
◆核心模块：core module
◆标准模块：
Standard HTTP modules（标准模块）
Optional HTTP modules（可选模块）
Mail modules
Stream modules
◆3rd party modules（第三方模块）
★nginx的功用：
静态的web资源服务器；
结合FastCGI/uwSGI/SCGI等协议反代动态资源请求；（也可以缓存动态资源）
http/https协议的反向代理；
imap4/pop3协议的反抽代理；
tcp/udp协议的反代；
附图：
Ningx程序架构图
Nginx的安装配置
★官方的预制包：
★编译安装：
yum groupinstall "Development tools" "Server Platform Development" 准备开发环境
yum install pcre-devel openssl-devel zlib-devel 解决依赖关系
useradd -r nginx
./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx.lock --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_dav_module --with-http_stub_status_module --with-threads --with-file-aio
# make && make install
编译安装：
[root@centos7 nginx]# ls # 如下，这是我从官网下载的源码包和rpm包。nginx-1.10.0-1.el7.ngx.x86_64.rpm nginx-1.10.0.tar.gz
# 这里我们首先进行编译安装[root@centos7 nginx]# tar xvf nginx-1.10.0.tar.gz # 解压源码包[root@centos7 nginx]# lsnginx-1.10.0 （解压后的目录） nginx-1.10.0-1.el7.ngx.x86_64.rpm nginx-1.10.0.tar.gz[root@centos7 nginx]# cd nginx-1.10.0/ # 进入目录[root@centos7 nginx-1.10.0]# lsauto CHANGES CHANGES.ru conf configure contrib html LICENSE man README src# 如上可以看到目录中的文件和我们之前编译过的程序大体相同，也同样遵循三步曲首先我们查看 ./configure --help 查看常用的选项
1.在执行之前我们还要创建一个nginx的系统用户 :
useradd -r nginx
2.执行./configure 指明要存放的程序位置，及配置文件，要添加的模块等等
[root@centos7 nginx-1.10.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_dav_module --with-http_stub_status_module --with-threads --with-file-aioConfiguration summary + using threads + using system PCRE library + using system OpenSSL library + md5: using OpenSSL library + sha1: using OpenSSL library + using system zlib library nginx path prefix: "/usr/local/nginx" nginx binary file: "/usr/local/nginx/sbin/nginx" nginx modules path: "/usr/local/nginx/modules" nginx configuration prefix: "/etc/nginx" nginx configuration file: "/etc/nginx/nginx.conf" nginx pid file: "/var/run/nginx.pid" nginx error log file: "/var/log/nginx/error.log" nginx http access log file: "/var/log/nginx/access.log" nginx http client request body temporary files: "client_body_temp" nginx http proxy temporary files: "proxy_temp" nginx http fastcgi temporary files: "fastcgi_temp" nginx http uwsgi temporary files: "uwsgi_temp" nginx http scgi temporary files: "scgi_temp"
3.如上第一步已经完成，下面我们执行 make && make install
4.接下来，要把主程序文件添加至PATH环境变量
# 在/etc/profile.d/下创建一个脚本配置文件[root@centos7 nginx-1.10.0]# vim /etc/profile.d/nginx.sh 1 export PATH=/user/local/nginx/sbin:$PATH # 然后保存退出，重读配置文件[root@centos7 nginx-1.10.0]# . /etc/profile.d/nginx.sh# 可以测试一下语法[root@centos7 ~]# nginx -tnginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is oknginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
如上整个编译过程就已将完成，因为这里没有UNIT file文件或者service脚本所以直接nginx就可启动程序（注意：httpd和nginx只能启动一个，如果httpd启动了，nginx就启动不了了）
[root@centos7 ~]# nginx # 启动程序[root@centos7 ~]# ss -tnl # 查看80端口State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port LISTEN 0 25 *:514 *:* LISTEN 0 128 *:80 *:* LISTEN 0 128 *:22 *:* LISTEN 0 128 127.0.0.1:631 *:* LISTEN 0 100 127.0.0.1:25 *:* LISTEN 0 128 127.0.0.1:6010 *:* LISTEN 0 25 :::514 :::* LISTEN 0 128 :::22 :::* LISTEN 0 128 ::1:631 :::* LISTEN 0 100 ::1:25 :::* LISTEN 0 128 ::1:6010 :::*
nginx提供的网页文件在/usr/local/nginx/html
[root@centos7 ~]# ls /usr/local/nginx/client_body_temp fastcgi_temp html proxy_temp sbin scgi_temp uwsgi_temp[root@centos7 ~]# ls /usr/local/nginx/html/50x.html index.html
现在我们打开浏览器，访问服务如下：
5.为nginx提供SysV init脚本：
新建文件/etc/rc.d/init.d/nginx，内容如下：#!/bin/sh## nginx - this script starts and stops the nginx daemon## chkconfig: - 85 15 # description: Nginx is an HTTP(S) server, HTTP(S) reverse \# proxy and IMAP/POP3 proxy server# processname: nginx# config: /etc/nginx/nginx.conf# config: /etc/sysconfig/nginx# pidfile: /var/run/nginx.pid # Source function library.. /etc/rc.d/init.d/functions # Source networking configuration.. /etc/sysconfig/network # Check that networking is up.[ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0 nginx="/usr/local/nginx/sbin/nginx"prog=$(basename $nginx) NGINX_CONF_FILE="/etc/nginx/nginx.conf" [ -f /etc/sysconfig/nginx ] && . /etc/sysconfig/nginx lockfile=/var/lock/subsys/nginxmake_dirs() { # make required directories user=`nginx -V 2>&1 | grep "configure arguments:" | sed 's/[^*]*--user=\([^ ]*\).*/\1/g' -` options=`$nginx -V 2>&1 | grep 'configure arguments:'` for opt in $options; do if [ `echo $opt | grep '.*-temp-path'` ]; then value=`echo $opt | cut -d "=" -f 2` if [ ! -d "$value" ]; then # echo "creating" $value mkdir -p $value && chown -R $user $value fi fi done}start() { [ -x $nginx ] || exit 5 [ -f $NGINX_CONF_FILE ] || exit 6 make_dirs echo -n $"Starting $prog: " daemon $nginx -c $NGINX_CONF_FILE retval=$? echo [ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile return $retval} stop() { echo -n $"Stopping $prog: " killproc $prog -QUIT retval=$? echo [ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile return $retval} restart() { configtest || return $? stop sleep 1 start} reload() { configtest || return $? echo -n $"Reloading $prog: " killproc $nginx -HUP RETVAL=$? echo} force_reload() { restart} configtest() { $nginx -t -c $NGINX_CONF_FILE} rh_status() { status $prog} rh_status_q() { rh_status >/dev/null 2>&1} case "$1" in start) rh_status_q && exit 0 $1 ;; stop) rh_status_q || exit 0 $1 ;; restart|configtest) $1 ;; reload) rh_status_q || exit 7 $1 ;; force-reload) force_reload ;; status) rh_status ;; condrestart|try-restart) rh_status_q || exit 0 ;; *) echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload|configtest}" exit 2esac#==================================================================================而后为此脚本赋予执行权限：# chmod +x /etc/rc.d/init.d/nginx添加至服务管理列表，并让其开机自动启动：# chkconfig --add nginx# chkconfig nginx on而后就可以启动服务并测试了：# service nginx start
Nginx的相关配置
★配置文件的组成部分：
⊙主配置文件：
nginx.conf
include conf.d/*.conf （这里没有指明）
⊙fastcgi，uwsgi，scgi等协议相关的配置文件
⊙mime.types：支持的mime类型
★主配置文件的配置指令：
⊙格式：
directive value [value2 ...];
注意：
◆指令必须以分号结尾；
◆支持使用配置变量；
内建变量：由Nginx模块引入，可直接引用；
自定义变量：由用户使用set命令定义；
set variable_name value;
引用变量：$variable_name
★主配置文件结构：
☉http协议相关的配置结构（所有和web相关的都要在这里配置）
演示：
[root@centos7 ~]# cd /etc/nginx/[root@centos7 nginx]# lsconf.d fastcgi.conf fastcgi_params koi-utf mime.types nginx.conf scgi_params uwsgi_params win-utfdefault.d fastcgi.conf.default fastcgi_params.default koi-win mime.types.default nginx.conf.default scgi_params.default uwsgi_params.default[root@centos7 nginx]# cp nginx.conf{,.bak} # 备份主配置文件[root@centos7 nginx]# vim nginx.conf # 编辑配置文件 # 主配置段如下： 1 2 #user nobody; 3 worker_processes 1; 4 5 #error_log logs/error.log; 6 #error_log logs/error.log notice; 7 #error_log logs/error.log info; 8 9 #pid logs/nginx.pid; 10 11 12 events { 13 worker_connections 1024; 14 } 15 16# ======================================================================== 17 # http配置段 http { 18 include mime.types; 19 default_type application/octet-stream; 20 21 #log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ' 22 # '$status $body_bytes_sent "$http_referer" ' 23 # '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"'; 24 25 #access_log logs/access.log main; 26 27 sendfile on; 28 #tcp_nopush on; 29 30 #keepalive_timeout 0; 31 keepalive_timeout 65; 32 33 #gzip on; 34 35 server { 36 listen 80; 37 server_name localhost; 38 39 #charset koi8-r; 40 41 #access_log logs/host.access.log main; 42 43 location / { 44 root html; 45 index index.html index.htm; 46 } ...... Nginx主配置段详述
主配置段（main block）
★分类：
正常运行必备的配置
优化性能相关的配置
用于调试及定位问题相关的配置
事件驱动相关的配置
⊙正常运行必备的配置：
⊙性能优化相关的配置：
示例：
1.worker_cpu_affinity auto [cpumask] ...;
[root@centos7 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf #user nobody; worker_processes 2; worker_cpu_affinity 00000001 00000010; （# 表示仅用0号和1号cpu） # 测试语法并重载nginx[root@centos7 ~]# nginx -tnginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is oknginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful[root@centos7 ~]# nginx -s reload# 查看进程,可见只有两个worker[root@centos7 ~]# ps auxroot 1127 0.0 0.3 47604 3512 ? Ss 17:38 0:00 nginx: master process nginxnginx 1171 0.0 0.3 50180 3932 ? S 17:51 0:00 nginx: worker processnginx 1172 0.0 0.3 50180 3932 ? S 17:51 0:00 nginx: worker process[root@centos7 ~]# ps axo pid,comm,psr PID COMMAND PSR 1171 nginx 0 1172 nginx 1 =============================================================================================# worker_cpu_affinity auto 表示nginx启动自己选择好一颗cpu绑定[root@centos7 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf #user nobody; worker_processes auto; worker_cpu_affinity auto;[root@centos7 ~]# ps axo pid,comm,psr PID COMMAND PSR 1235 nginx 0 1236 nginx 1 1237 nginx 2 1238 nginx 32.worker_priority number;
[root@centos7 ~]# ps axo pid,comm,psr PID COMMAND PSR NI 1235 nginx 0 0 1236 nginx 1 0 1237 nginx 2 0 # 默认nice为0 1238 nginx 3 0 [root@centos7 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf #user nobody; worker_processes auto; worker_cpu_affinity auto; worker_priority -5; # 修改nice为-5 [root@centos7 ~]# nginx -s reload[root@centos7 ~]# ps axo pid,comm,psr,nice PID COMMAND PSR NI 1296 nginx 0 -5 1297 nginx 1 -5 1298 nginx 2 -5 # 变为-5 1299 nginx 3 -5⊙调试、定位问题：
⊙事件驱动相关的配置：引入了新的上下文，定义在events{...}zhong
http协议配置详述：
1.（核心模块）
★配置结构：
★与套接字相关的配置
⊙server { ... }，配置一个虚拟主机
⊙listen PORT|address[:port]|unix:/PATH/TO/SOCKET_FILE
⊙server_name name ...;
⊙tcp_nodelay on | off; 无延迟
在keepalived模式下的连接是否启用TCP_NODELAY选项；
建议为on（表示不启用打包多个小包为一个打包发送，无延迟，用户请求即相应）
⊙sendfile on | off；
表示是否启用sendfile功能；
sendfile 表示直接在内核级别封装资源传送给客户端，在效率上要高很多。
优化nginx：建议启用 on
演示：
配置基于端口的虚拟主机
1.首先创建虚拟主机的根目录，并提供页面文件
[root@centos7 ~]# mkdir -pv /vnhosts/www{1,2}mkdir: created directory ‘/vnhosts’mkdir: created directory ‘/vnhosts/www1’mkdir: created directory ‘/vnhosts/www2’[root@centos7 ~]# echo "www1.taotao.com" > /vnhosts/www1/index.html[root@centos7 ~]# echo "www2.taotao.com" > /vnhosts/www2/index.html[root@centos7 ~]# cat /vnhosts/www1/index.htmlwww1.taotao.com[root@centos7 ~]# cat /vnhosts/www2/index.htmlwww2.taotao.com 2.编辑配置文件/etc/nginx/nginx.conf
[root@centos7 ~]# vim /etc/nginx/nginx.conf # 定义两个基于端口的虚拟主机 server { 84 listen 8080; 85 server_name www1.taotao.com; 86 root /vnhosts/www1; 87 } 88 server { 89 listen 8088; 90 server_name www2.taotao.com; 91 root /vnhosts/www2; 92 } 3.定义好之后保存退出，测试语法，重载，并查看端口8080和8088
[root@centos7 ~]# nginx -t # 测试语法nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is oknginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful[root@centos7 ~]# nginx -s reload # 重载[root@centos7 ~]# ss -tnl # 查看端口8080和8088State Recv-Q Send-Q Local Address:Port Peer Address:Port LISTEN 0 25 *:514 *:* LISTEN 0 128 *:8080 *:* LISTEN 0 128 *:80 *:* LISTEN 0 128 *:22 *:* LISTEN 0 128 127.0.0.1:631 *:* LISTEN 0 128 *:8088 *:* LISTEN 0 100 127.0.0.1:25 *:* LISTEN 0 128 127.0.0.1:6010 *:* LISTEN 0 25 :::514 :::* LISTEN 0 128 :::22 :::* LISTEN 0 128 ::1:631 :::* LISTEN 0 100 ::1:25 :::* LISTEN 0 128 ::1:6010 :::*
浏览器访问如下：
后续内容将详见，将继续介绍nginx中http配置段的内容，谢谢关注！！！