Nginx服务入门到应用

阿九筒
258 阅读6分钟

Nginx服务

nginx [发音：engine x]是一个HTTP和反向代理服务器，一个邮件代理服务器和一个通用的TCP / UDP代理服务器，最初由Igor Sysoev编写。

据Netcraft称，nginx 在2019年5月服务或代理了 26.43％最繁忙的网站。以下是一些成功案例： Dropbox， Netflix， Wordpress.com， FastMail.FM。

nginx [engine x] is an HTTP and reverse proxy server, a mail proxy server, and a generic TCP/UDP proxy server, originally written by Igor Sysoev. For a long time, it has been running on many heavily loaded Russian sites including Yandex, Mail.Ru, VK, and Rambler. According to Netcraft, nginx served or proxied 26.43% busiest sites in May 2019. Here are some of the success stories: Dropbox, Netflix,Wordpress.com, FastMail.FM.

从下面的当下技术架构图中，可以看出Nginx在网络中的位置与重要性。Nginx的轻量级、内存占用少、启动极快，高并发能力强的特性，使它在互联网项目中广泛应用。

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Service-Oriented Architecture，SOA面向服务的架构

Nginx简介

什么是反向代理

正向代理 ：

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由于防火墙的原因，我们并不能直接访问谷歌，那么我们可以借助VPN来实现，这就是一个简单的正向代理的例子。这里你能够发现，正向代理“代理”的是客户端，而且客户端是知道目标的，而目标是不知道客户端是通过VPN访问的。

反向代理：

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当我们在外网访问百度的时候，其实会进行一个转发，代理到内网去，这就是所谓的反向代理，即反向代理“代理”的是服务器端，而且这一个过程对于客户端而言是透明的。

Nginx的技术架构

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Master进程的作用是读取并验证配置文件nginx.conf；管理worker进程；

Worker进程的作用:每一个Worker进程都维护一个线程（避免线程切换），处理连接和请求；

注意Worker进程的个数由配置文件决定，一般和CPU个数相关（有利于进程切换），配置几个就有几个Worker进程。

特点：

  • 主进程Master

    Nginx 启动时，会生成两种类型的 进程*，一个是 主进程（master），一个（windows 版本的目前只有一个）或 多个工作进程（worker）。主进程 并不处理网络请求，主要负责 调度工作进程，也就是图示的 3 项：加载配置、启动工作进程 及 非停升级。所以，Nginx 启动以后，查看操作系统的进程列表，我们就能看到 至少有两个 Nginx 进程。

  • 工作进程Worker

    服务器实际 处理网络请求 及 响应 的是 工作进程（worker），在类 unix 系统上，Nginx 可以配置 多个 worker，而每个 worker 进程 都可以同时处理 数以千计 的 网络请求。

  • 模块化设计

    标准HTTP模块、可选的HTTP模块(gzip等)、邮件服务、第三方(Lua)

    Nginx 的 worker 进程，包括 核心 和 功能性模块，核心模块 负责维持一个 运行循环（run-loop），执行网络请求处理的 不同阶段 的模块功能，比如：网络读写、存储读写、内容传输、外出过滤，以及 将请求发往上游服务器 等。而其代码的 模块化设计，也使得我们可以根据需要对 功能模块 进行适当的 选择 和 修改，编译成具有 特定功能 的服务器。

  • 事件驱动模型

    基于 异步及非阻塞 的 事件驱动模型，可以说是 Nginx 得以获得 高并发、高性能 的关键因素，同时也得益于对 Linux、Solaris 及类 BSD 等操作系统内核中 事件通知 及 I/O 性能增强功能 的采用，如 kqueue、epoll 及 event ports。

  • 代理设计

Nginx高可用

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VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol），即虚拟路由冗余协议。可以认为它是实现路由器高可用的容错协议，即将多台提供相同功能的路由器组成一个路由器组(Router Group)，这个组里面有一个master和多个backup，但在外界看来就像一台一样，构成虚拟路由器，拥有一个虚拟IP（vip，也就是路由器所在局域网内其他机器的默认路由），占有这个IP的master实际负责ARP相应和转发IP数据包，组中的其它路由器作为备份的角色处于待命状态。master会发组播消息，当backup在超时时间内收不到vrrp包时就认为master宕掉了，这时就需要根据VRRP的优先级来选举一个backup当master，保证路由器的高可用。

Keepalived是一个基于VRRP协议来实现的服务高可用方案，可以利用其来避免IP单点故障，类似的工具还有heartbeat、corosync、pacemaker。但是它一般不会单独出现，而是与其它负载均衡技术（如lvs、haproxy、nginx）一起工作来达到集群的高可用。

KeepAlived + Nginx来组成高可用的方案：

第一：请求不要直接打到Nginx上，应该先通过Keepalived（这就是所谓虚拟IP，VIP）

第二：Keepalived应该能监控Nginx的生命状态（提供一个用户自定义的脚本，定期检查Nginx进程状态，进行权重变化,，从而实现Nginx故障切换）

Nginx服务安装

Centos安装方式

推荐使用在线安装方式：

分类yum方式源码安装
网络需要可以不需要
安装位置/etc/nginx配置文件，/usr/sbin/nginx/usr/local/nginx目录
管理命令提供不提供
启动service nginx start执行绝对路径/usr/local/nginx/sbin/nginx
删除yum remove nginx或者rpm -e nginxrm -rf /usr/local/nginx

  1. 在线安装

    添加nginx的repo：

    $ vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo

    输入以下内容：

    [nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1

    :wq保存后，使用yum update，接下来就是安装了。

    yum install -y nginx

# 管理命令:
# 启动/停止/重启
service nginx start/stop/restart

# 卸载
yum remove -y nginx
# 或者强制卸载，不考虑依赖
rpm -e nginx

  2. 源码安装

  • 安装对应的依赖：

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

  • 下载源码包：

    wget -O /tmp/nginx.tar.gz http://nginx.org/download/nginx-<version>.tar.gz

    比如：

    wget -O /tmp/nginx.tar.gz http://nginx.org/download/nginx-1.17.0.tar.gz

  • 解压

    cd /tmp/
tar zxvf nginx.tar.gz

  • 编译

    $ ./configure
Configuration summary

- using system PCRE library
- OpenSSL library is not used
- 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: "/usr/local/nginx/conf"
  nginx configuration file: "/usr/local/nginx/conf/nginx.conf"
  nginx pid file: "/usr/local/nginx/logs/nginx.pid"
  nginx error log file: "/usr/local/nginx/logs/error.log"
  nginx http access log file: "/usr/local/nginx/logs/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"

  • 安装

    make && make install

  • 管理方法：

    直接可以使用可执行文件进行启动/停止/重启

    # 启动
/usr/local/nginx/sbin/nginx

# 停止
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop

# 重启
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

  • 管理脚本

    $ vi /etc/init.d/nginx

    输入如下内容:

    #!/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:      /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
# config:      /etc/sysconfig/nginx
# pidfile:     /usr/local/nginx/logs/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 $nginx)
NGINX_CONF_FILE="/usr/local/nginx/conf/nginx.conf"
[ -f /etc/sysconfig/nginx ] && . /etc/sysconfig/nginx
lockfile=/var/lock/subsys/nginx
make_dirs() {
   # make required directories
   user=`$nginx -V 2>&1 | grep "configure arguments:" | sed 's/[^*]*--user=\([^ ]*\).*/\1/g' -`
   if [ -z "`grep $user /etc/passwd`" ]; then
       useradd -M -s /bin/nologin $user
   fi
   options=`$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 2
esac

    添加开机启动：

    # 给予执行权限
chmod a+x /etc/init.d/nginx

# 设置开机启动
chkconfig nginx on

# 启动
systemctl start nginx

参考资料：

  1. 浅谈Nginx服务器的内部核心架构设计

  2. Architecture and scalability

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