Nginx到底能做什么？

Nginx

Nginx(发音同engine x)是一个高性能、跨平台的[HTTP Server]，也可以用作[反向代理]、[负载均衡]服务器和[HTTP缓存]服务器。俄罗斯人Igor Sysoev(伊戈尔·赛索耶夫)在2004年开发的，Nginx是免费的开源软件，根据类BSD许可证的条款发布。目前全球约有50%的网站都是用Nginx做Web服务器。

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Nginx的优点

1、开源免费

Nginx完全开源免费，可以轻松搭建HTTP服务。

相对传统收费的负载均衡器F5，用Nginx搭建负载均衡服务成本比较低。

2、高性能

Nginx是基于C语言开发，在执行效率很高。

Nginx是基于Master/Worker进程架构，Master进程管理多个Worker进程，开启多个Worker进程并发处理请求，使用CPU亲和性，充分发挥多核CPU的性能。
基于事件驱动处理大量并发请求，解决C10k问题。

3、占用资源少

Ngxin在设计和开发时对占用内存做了大量的优化，1w多个非活跃的HTTP Keep-Alive连接在Nginx中仅消耗2.5MB的内存。

4、跨平台

Nginx可以在在Linux、MacOS、Windows等平台编译部署。

5、模块化扩展

Nginx是高度模块化设计，可以根据抽象的模块接口开发定制相应的模块，以满足业务需求，淘宝的Tengine就是基于Nginx开发定制的，淘宝开发很多有用的模块。

Nginx的用途

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1、Web服务器

Nginx可以搭建Web服务器，由于在性能优于Apache，因此很多公司逐渐用Nginx替换Apache。
Nginx支持Lua，大牛章亦春基于Nginx与Lua开发高性能Web平台OpenResty，其内部集成了大量精良的 Lua 库、第三方模块以及大多数的依赖项。用于方便地搭建能够处理超高并发、扩展性极高的动态 Web 应用、Web 服务和动态网关。

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2、反向代理

目前很多后端应用服务在部署时都是通过Nginx搭建反向代理，首先client端请求到Nginx的反向代理，然后再转发到后端应用服务上，这样可以很好保护后端应用服务。

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所以我们通常在Apache、Tomcat、IIS之前加上Nginx，由Nginx反向代理到后端服务器上。

3、负载均衡

目前互联网用户成倍增长，单台服务不足以应对海量用户的请求，需要部署[多台后端应用服务]，因此需要负载均衡器将请求负载到不同后端应用服务上，实现[分布式集群]。以前都是[硬负载均衡器F5]，但是F5成本比较高，小公司很难承受起，再者F5功能比较固化，不够灵活，因此Nginx做软负载均衡器就比较流行。
在一线互联网公司，例如BAT公司，他们都有统一接入服务，对互联网上的请求统一分发，这个统一接入服务一般都是用Nginx搭建的。

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Nginx[负载均衡策略]也很多，主要有：RR（轮询）、weight（权重）、ip_hash（IP Hash）、fair（后端服务器响应时间）、url_hash（URL Hash）这几种。

在服务器集群中，Nginx起到一个代理服务器的角色（即反向代理），为了避免单独一个服务器压力过大，将来自用户的请求转发给不同的服务器。

Nginx服务器之负载均衡策略（6种）

负载均衡用于从“upstream”模块定义的后端服务器列表中选取一台服务器接受用户的请求。

一个最基本的upstream模块是这样的，模块内的server是服务器列表：

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#动态服务器组
    upstream dynamic_zuoyu {
        server localhost:8080;  #tomcat 7.0
        server localhost:8081;  #tomcat 8.0
        server localhost:8082;  #tomcat 8.5
        server localhost:8083;  #tomcat 9.0
    }

在upstream模块配置完成后，要让指定的访问反向代理到服务器列表：

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#其他页面反向代理到tomcat容器
        location ~ .*$ {
            index index.jsp index.html;
            proxy_pass http://xxx;
        }

这就是最基本的负载均衡实例，但这不足以满足实际需求；

目前Nginx服务器的upstream模块支持6种方式的分配：

轮询 默认方式
weight 权重方式
ip_hash 依据ip分配方式
least_conn 最少连接方式
fair（第三方） 响应时间方式
url_hash（第三方） 依据URL分配方式

(1)轮询

　　最基本的配置方法，上面的例子就是轮询的方式，它是upstream模块默认的负载均衡默认策略。每个请求会按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器。

　　有如下参数：
fail_timeout 与max_fails结合使用。
max_fails 设置在fail_timeout参数设置的时间内最大失败次数，如果在这个时间内，所有针对该服务器的请求都失败了，那么认为该服务器会被认为是停机了
fail_time 服务器会被认为停机的时间长度,默认为10s。
backup 标记该服务器为备用服务器。当主服务器停止时，请求会被发送到它这里。
down 标记服务器永久停机了。

注意：

在轮询中，如果服务器down掉了，会自动剔除该服务器。
缺省配置就是轮询策略。
此策略适合服务器配置相当，无状态且短平快的服务使用。

(2)weight

　　权重方式，在轮询策略的基础上指定轮询的几率。例子如下：

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#动态服务器组
upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080   weight=2;  #tomcat 7.0
    server localhost:8081;  #tomcat 8.0
    server localhost:8082   backup;  #tomcat 8.5
    server localhost:8083   max_fails=3 fail_timeout=20s;  #tomcat 9.0
}

在该例子中，weight参数用于指定轮询几率，weight的默认值为1,；weight的数值与访问比率成正比，比如Tomcat 7.0被访问的几率为其他服务器的两倍。

注意：

权重越高分配到需要处理的请求越多。
此策略可以与least_conn和ip_hash结合使用。
此策略比较适合服务器的硬件配置差别比较大的情况。

(3)ip_hash

　　指定负载均衡器按照基于客户端IP的分配方式，这个方法确保了相同的客户端的请求一直发送到相同的服务器，以保证session会话。这样每个访客都固定访问一个后端服务器，可以解决session不能跨服务器的问题。

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#动态服务器组
    upstream dynamic_zuoyu {
        ip_hash;    #保证每个访客固定访问一个后端服务器
        server localhost:8080   weight=2;  #tomcat 7.0
        server localhost:8081;  #tomcat 8.0
        server localhost:8082;  #tomcat 8.5
        server localhost:8083   max_fails=3 fail_timeout=20s;  #tomcat 9.0
    }

　　注意：在nginx版本1.3.1之前，不能在ip_hash中使用权重（weight）。
ip_hash不能与backup同时使用。
此策略适合有状态服务，比如session。
当有服务器需要剔除，必须手动down掉。

(4)least_conn

　　把请求转发给连接数较少的后端服务器。轮询算法是把请求平均的转发给各个后端，使它们的负载大致相同；但是，有些请求占用的时间很长，会导致其所在的后端负载较高。这种情况下，least_conn这种方式就可以达到更好的负载均衡效果。

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#动态服务器组
upstream dynamic_zuoyu {
    least_conn;    #把请求转发给连接数较少的后端服务器
    server localhost:8080   weight=2;  #tomcat 7.0
    server localhost:8081;  #tomcat 8.0
    server localhost:8082 backup;  #tomcat 8.5
    server localhost:8083   max_fails=3 fail_timeout=20s;  #tomcat 9.0
}

　　注意：此负载均衡策略适合请求处理时间长短不一造成服务器过载的情况。

(5)第三方策略

第三方的负载均衡策略的实现需要安装第三方插件。

①fair

　　按照服务器端的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

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#动态服务器组
upstream dynamic_zuoyu {
    server localhost:8080;  #tomcat 7.0
    server localhost:8081;  #tomcat 8.0
    server localhost:8082;  #tomcat 8.5
    server localhost:8083;  #tomcat 9.0
    fair;    #实现响应时间短的优先分配
}

②url_hash

　　按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，要配合缓存命中来使用。同一个资源多次请求，可能会到达不同的服务器上，导致不必要的多次下载，缓存命中率不高，以及一些资源时间的浪费。而使用url_hash，可以使得同一个url（也就是同一个资源请求）会到达同一台服务器，一旦缓存住了资源，再此收到请求，就可以从缓存中读取。　

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    #动态服务器组
    upstream dynamic_zuoyu {
        hash $request_uri;    #实现每个url定向到同一个后端服务器
        server localhost:8080;  #tomcat 7.0
        server localhost:8081;  #tomcat 8.0
        server localhost:8082;  #tomcat 8.5
        server localhost:8083;  #tomcat 9.0
}

以上便是6种负载均衡策略的实现方式，其中除了轮询和轮询权重外，都是Nginx根据不同的算法实现的。在实际运用中，需要根据不同的场景选择性运用，大都是多种策略结合使用以达到实际需求。

4、HTTP缓存服务

Nginx支持缓存，可以将缓存图片、js、css等，现在很多CDN厂商的CDN缓存都是用的Nginx缓存。

随着互联网的迅猛发展和互联网用户数量的成倍增长，互联网公司都需要应付海量并发请求，Nginx开源免费、高性能等特点会越来越受青睐。

Nginx安装与配置

1、安装

系统平台：CentOS release 6.6 (Final) 64位。

（1）安装编译工具及库文件

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yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool  openssl openssl-devel

（2）首先要安装 PCRE

PCRE 作用是让 Nginx 支持 Rewrite 功能。

①下载 PCRE 安装包

下载地址： http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.35/pcre-8.35.tar.gz

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[root@bogon src]# cd /usr/local/src/
[root@bogon src]# wget http://downloads.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.35/pcre-8.35.tar.gz

②解压安装包:

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[root@bogon src]# tar zxvf pcre-8.35.tar.gz

③、进入安装包目录

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[root@bogon src]# cd pcre-8.35

④、编译安装

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[root@bogon pcre-8.35]# ./configure
[root@bogon pcre-8.35]# make && make install

⑤、查看pcre版本

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[root@bogon pcre-8.35]# pcre-config --version

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（3）安装 Nginx

①下载 Nginx

下载地址：http://nginx.org/download/nginx-1.6.2.tar.gz

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[root@bogon src]# cd /usr/local/src/
[root@bogon src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.6.2.tar.gz

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②安装包

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[root@bogon src]# tar zxvf nginx-1.6.2.tar.gz

③进入安装包目录

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[root@bogon src]# cd nginx-1.6.2

④编译安装

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[root@bogon nginx-1.6.2]# ./configure --prefix=/usr/local/webserver/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-pcre=/usr/local/src/pcre-8.35
[root@bogon nginx-1.6.2]# make
[root@bogon nginx-1.6.2]# make install

⑤查看nginx版本

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[root@bogon nginx-1.6.2]# /usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx -v

到此，nginx安装完成。

1、Nginx 配置

创建 Nginx 运行使用的用户 www：

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[root@bogon conf]# /usr/sbin/groupadd www 
[root@bogon conf]# /usr/sbin/useradd -g www www

配置nginx.conf ，将/usr/local/webserver/nginx/conf/nginx.conf替换为以下内容

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[root@bogon conf]#  cat /usr/local/webserver/nginx/conf/nginx.conf

user www www;
worker_processes 2; #设置值和CPU核心数一致
error_log /usr/local/webserver/nginx/logs/nginx_error.log crit; #日志位置和日志级别
pid /usr/local/webserver/nginx/nginx.pid;
#Specifies the value for maximum file descriptors that can be opened by this process.
worker_rlimit_nofile 65535;
events
{
  use epoll;
  worker_connections 65535;
}
http
{
  include mime.types;
  default_type application/octet-stream;
  log_format main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
               '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
               '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
  
#charset gb2312;
     
  server_names_hash_bucket_size 128;
  client_header_buffer_size 32k;
  large_client_header_buffers 4 32k;
  client_max_body_size 8m;
     
  sendfile on;
  tcp_nopush on;
  keepalive_timeout 60;
  tcp_nodelay on;
  fastcgi_connect_timeout 300;
  fastcgi_send_timeout 300;
  fastcgi_read_timeout 300;
  fastcgi_buffer_size 64k;
  fastcgi_buffers 4 64k;
  fastcgi_busy_buffers_size 128k;
  fastcgi_temp_file_write_size 128k;
  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;
 
  #limit_zone crawler $binary_remote_addr 10m;
 #下面是server虚拟主机的配置
 server
  {
    listen 80;#监听端口
    server_name localhost;#域名
    index index.html index.htm index.php;
    root /usr/local/webserver/nginx/html;#站点目录
      location ~ .*\.(php|php5)?$
    {
      #fastcgi_pass unix:/tmp/php-cgi.sock;
      fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
      fastcgi_index index.php;
      include fastcgi.conf;
    }
    location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|ico)$
    {
      expires 30d;
  # access_log off;
    }
    location ~ .*\.(js|css)?$
    {
      expires 15d;
   # access_log off;
    }
    access_log off;
  }

}

检查配置文件nginx.conf的正确性命令：

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[root@bogon conf]# /usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx -t

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启动 Nginx

Nginx 启动命令如下：

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[root@bogon conf]# /usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx

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访问站点

从浏览器访问我们配置的站点ip：

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Nginx 其他命令

以下包含了 Nginx 常用的几个命令：

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/usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx -s reload            # 重新载入配置文件
/usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx -s reopen            # 重启 Nginx
/usr/local/webserver/nginx/sbin/nginx -s stop              # 停止 Nginx