高性能服务器-Nginx

简介

Nginx ("engine x") 是一个高性能的 HTTP 和 反向代理 服务器，也是一个IMAP/POP3/SMTP 代理服务器 。 Nginx 是由 Igor Sysoev 为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru 站点开发的。Igor 将源代码以类BSD许可证的形式发布。自Nginx 发布四年来，Nginx 已经因为它的稳定性、丰富的功能集、 示例配置文件和低系统资源的消耗而闻名了。目前国内各大门户网站已经部署了Nginx，如新浪、网易、腾讯等；国内几个重要的视频分享网站也部署了Nginx，如六房间、酷6等。 新近发现Nginx 技术在国内日趋火热，越来越多的网站开始部署Nginx。

为什么选择Nginx
Nginx 是一个很牛的高性能Web和反向代理服务器, 它具有有很多非常优越的特性:

在高连接并发的情况下，Nginx是Apache服务器不错的替代品: Nginx在美国是做虚拟主机生意的老板们经常选择的软件平台之一. 能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应, 感谢Nginx为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型.
Nginx作为负载均衡服务器: Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP 程序对外进行服务, 也可以支持作为 HTTP代理 服务器对外进行服务. Nginx采用C进行编写, 不论是系统资源开销还是CPU使用效率都比 Perlbal 要好很多.
作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器（最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器）, Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验.
Nginx 是一个 [#installation 安装] 非常的简单 , 配置文件 非常简洁（还能够支持perl语法）, Bugs 非常少的服务器: Nginx 启动特别容易, 并且几乎可以做到7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动. 你还能够 不间断服务的情况下进行软件版本的升级 .
Nginx 的诞生主要解决C10K问题

基本的HTTP服务器特性

处理静态文件，索引文件以及自动索引；打开文件描述符缓存；
使用缓存加速反向代理；简单负载均衡以及容错；
远程FastCGI，uwsgi，SCGI，和memcached服务的缓存加速支持；简单的负载均衡以及容错；
模块化的架构。过滤器包括gzip压缩、ranges支持、chunked响应、XSLT，SSI以及图像缩放。在SSI 过滤器中，一个包含多个SSI的页面，如果经由FastCGI或反向代理处理，可被并行处理；
支持SSL，TLS SNI。

其他的HTTP服务器特性

基于名字和IP的虚拟主机；
Keep-alive和pipelined连接支持；
灵活的配置；
重新加载配置以及在线升级时，不需要中断正在处理的请求；
自定义访问日志格式，带缓存的日志写操作以及快速日志轮转；
3xx-5xx错误代码重定向；
重写（rewrite）模块：使用正则表达式改变URI；
根据客户端地址执行不同的功能；
基于客户端IP地址和HTTP基本认证机制的访问控制；
支持验证HTTP referer；
支持PUT、DELETE、MKCOL、COPY以及MOVE方法；
支持FLV流和MP4流；
速度限制；
来自同一地址的同时连接数或请求数限制；
嵌入Perl语言。

邮件代理服务器特性

使用外部HTTP认证服务器重定向用户到IMAP/POP3后端；
使用外部HTTP认证服务器认证用户后重定向连接到内部SMTP后端；
支持的认证方式：
POP3: USER/PASS, APOP, AUTH LOGIN/PLAIN/CRAM-MD5;
IMAP: LOGIN, AUTH LOGIN/PLAIN/CRAM-MD5;
SMTP: AUTH LOGIN/PLAIN/CRAM-MD5;
SSL支持；
STARTTLS和STLS支持。

架构和扩展性

一个主进程和多个工作进程，工作进程以非特权用户运行；
支持的事件机制：kqueue（FreeBSD 4.1+）、epoll（Linux 2.6+）、rt signals（Linux 2.2.19+）、/dev/poll（Solaris 7 11/99+）、event ports（Solaris 10）、select以及poll；
众多支持的kqueue特性包括EV_CLEAR、EV_DISABLE（临时禁止事件）、NOTE_LOWAT、EV_EOF，可用数据的数量，错误代码；
支持sendfile（FreeBSD 3.1+, Linux 2.2+, Mac OS X 10.5+）、sendfile64（Linux 2.4.21+）和sendfilev（Solaris 8 7/01+）；
文件AIO（FreeBSD 4.3+, Linux 2.6.22+）；
DIRECTIO (FreeBSD 4.4+, Linux 2.4+, Solaris 2.6+, Mac OS X);
支持Accept-filters（FreeBSD 4.1+, NetBSD 5.0+）和 TCP_DEFER_ACCEPT（Linux 2.4+）；
10000个非活跃的HTTP keep-alive连接仅占用约2.5M内存；
尽可能避免数据拷贝操作。

Nginx 工作原理
   Nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程(master)和几个工作进程(worker)，配置了缓存时还会有缓存加载器进程(cache loader)和缓存管理器进程(cache manager)等。所有进程均是仅含有一个线程，并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以root用户身份运行，而worker、cache loader和cache manager均应以非特权用户身份运行。
主进程主要完成如下工作：
读取并验正配置信息；
创建、绑定及关闭套接字；
启动、终止及维护worker进程的个数；
无须中止服务而重新配置工作特性；
控制非中断式程序升级，启用新的二进制程序并在需要时回滚至老版本；
重新打开日志文件；
编译嵌入式perl脚本；
worker进程主要完成的任务包括：
接收、传入并处理来自客户端的连接；
提供反向代理及过滤功能；
nginx任何能完成的其它任务；
注，如果负载以CPU密集型应用为主，如SSL或压缩应用，则worker数应与CPU数相同；如果负载以IO密集型为主，如响应大量内容给客户端，则worker数应该为CPU个数的1.5或2倍。

安装配置Nginx

安装启动nginx
环境：
系统：Centos6.5(2.6.32-431.el6.x86_64) 关闭防火墙和Selinux
IP： eth0 172.16.19.20/16
软件版本（EPEL源）：nginx-1.0.15-5.el6.x86_64.rpm
# ntpdate 172.16.0.1
# yum install nginx -y

安装完成后主要生成的配置文件
/etc/rc.d/init.d/nginx
/etc/sysconfig/nginx
/etc/nginx/conf.d/default.conf
/usr/share/nginx/html
/etc/nginx/conf.d/ssl.conf
/var/log/nginx

# service nginx start    #启动nginx,服务默认监听在80端口
Starting nginx:                                            [  OK  ]
# ss -tnlp |grep nginx
LISTEN     0      128                       *:80                       *:*      users:(("nginx",1962,6),("nginx",1963,6))
 

配置Nginx

Nginx的代码是由一个核心和一系列的模块组成, 核心主要用于提供Web Server的基本功能，以及Web和Mail反向代理的功能；还用于启用网络协议，创建必要的运行时环境以及确保不同的模块之间平滑地进行交互。不过，大多跟协议相关的功能和某应用特有的功能都是由nginx的模块实现的。这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出过滤器、变量处理器、协议、upstream和负载均衡几个类别，这些共同组成了nginx的http功能。事件模块主要用于提供OS独立的(不同操作系统的事件机制有所不同)事件通知机制如kqueue或epoll等。协议模块则负责实现nginx通过http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap与对应的客户端建立会话。

Nginx的核心模块为Main和Events，此外还包括标准HTTP模块、可选HTTP模块和邮件模块，其还可以支持诸多第三方模块。Main用于配置错误日志、进程及权限等相关的参数，Events用于配置IO模型，如epoll、kqueue、select或poll等，它们是必备模块。

Nginx的主配置文件由几个段组成，这个段通常也被称为nginx的上下文，每个段的定义格式如下所示。需要注意的是，其每一个指令都必须使用分号(;)结束，否则为语法错误。

<section> {
    <directive> <parameters>;
}
nginx 配置文件结构

Nginx配置文件主要分为4部分：main（全局设置）、server（主机设置）、upstream（负载均衡服务器设置）和 location（URL匹配特定位置的设置）。main部分设置的指令将影响其他所有设置；server部分的指令主要用于指定主机和端口；upstream指令主要用于负载均衡，设置一系列的后端服务器；location部分用于匹配网页位置。这四者之间的关系如下：server继承main，location继承server，upstream既不会继承其他设置也不会被继承。如下图，
 
在这4个部分当中，每个部分都包含若干指令，这些指令主要包含Nginx的主模块指令、事件模块指令、HTTP核心模块指令。同时每个部分还可以使用其他HTTP模块指令，例如Http SSL模块、Http Gzip Static模块和Http Addition模块等。

一、配置虚拟主机：
# cat /etc/nginx/nginx.conf   # 在配置文件加入下面内容


   server {
        listen       80;
        server_name  www.luo.com;
        location / {
            root   /data/webapps/www;
            index  index.html index.htm;
        }
    }
    server {
        listen       80;
        server_name  bbs.luo.com;
        location / {
            root   /data/webapps/bbs;
            index  index.html index.htm;
        }
    }

# service nginx reload

在Windows 7下路径：C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts

增加两行：

172.16.19.20   www.luo.com

172.16.19.20   bbs.luo.com

测试：根据域名访问相应的网页

二、配置访问控制、状态检测页面与目录浏览

 server {
    listen   80;
    server_name  bbs.luo.com;
    location / {
        root   /data/webapps/bbs;
        index  index.html index.htm;
    auth_basic     "Auth Page";  # 基于用户认证
    auth_basic_user_file  /etc/nginx/.user;
#   deny 192.168.1.107;  # 基于IP的访问控制，访问的话网页默认会返回403 Forbidden
#   allow 192.168.1.0/24;
#   deny  all; 

    autoindex on;  # 打开目录浏览功能,主页面不在在时
    autoindex_exact_size on;
    autoindex_localtime on;
        }
    location /status {   # 开启状态页面信息查看，并以认证用户访问
     root /;
     stub_status on;
     auth_basic "NginxStatus";
     auth_basic_user_file /etc/nginx/.user;
     }
    }


# yum install -y httpd
# cd /etc/nginx
# htpasswd -c -m /etc/nginx/.user nginx
New password:   nginx
Re-type new password:
Adding password for user nginx
# ll .user
-rw-r--r-- 1 root root 44 Sep 26 00:16 .user
# service nginx reload

验证：输入用户名nginx，密码nginx，即可访问。

状态页面信息查看

测试以目录访问网站

三、配置Nginx基于ssl提供https服务

创建CA自签证书

# cd /etc/pki/CA/
[root@node CA]# ls
certs  crl  newcerts  private
[root@node CA]# cd private/
[root@node private]# (umask 077; openssl genrsa 2048 > cakey.pem) #生成私钥
Generating RSA private key, 2048 bit long modulus
......................................................................................................................................................................................+++
e is 65537 (0x10001)
[root@node private]# cd ..
[root@node CA]# openssl req -new -x509 -key ./private/cakey.pem -out cacert.pem  #生成自签证书
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter ‘.‘, the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:HA
Locality Name (eg, city) [Default City]:ZZ
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:LUO
Organizational Unit Name (eg, section) []:Tech
Common Name (eg, your name or your server‘s hostname) []:

[root@node CA]# touch serial
[root@node CA]# echo 01 > serial
[root@node CA]# touch index.txt
[root@node CA]# ll
total 24
-rw-r--r--  1 root root 1224 Sep 26 00:54 cacert.pem
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Nov 22  2013 certs
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Nov 22  2013 crl
-rw-r--r--  1 root root    0 Sep 26 00:56 index.txt
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Nov 22  2013 newcerts
drwx------. 2 root root 4096 Sep 26 00:51 private
-rw-r--r--  1 root root    3 Sep 26 00:55 serial

生成证书申请

[root@node CA]# mkdir /etc/nginx/ssl
[root@node CA]# cd /etc/nginx/ssl
[root@node ssl]# (umask 077; openssl genrsa 1024 > nginx.key) #生成私钥
Generating RSA private key, 1024 bit long modulus
...............++++++
.++++++
e is 65537 (0x10001)
[root@node ssl]# openssl req -new -key nginx.key -out nginx.csr
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter ‘.‘, the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:HA
Locality Name (eg, city) [Default City]:ZZ
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:LUO
Organizational Unit Name (eg, section) []:Tech
Common Name (eg, your name or your server‘s hostname) []:
Email Address []:

[root@node CA]# mkdir /etc/nginx/ssl
[root@node CA]# cd /etc/nginx/ssl
[root@node ssl]# (umask 077; openssl genrsa 1024 > nginx.key) #生成私钥
Generating RSA private key, 1024 bit long modulus
...............++++++
.++++++
e is 65537 (0x10001)
[root@node ssl]# openssl req -new -key nginx.key -out nginx.csr
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter ‘.‘, the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:HA
Locality Name (eg, city) [Default City]:ZZ
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:LUO
Organizational Unit Name (eg, section) []:Tech
Common Name (eg, your name or your server‘s hostname) []:
Email Address []:

Please enter the following ‘extra‘ attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

Please enter the following ‘extra‘ attributes
to be sent with your certificate request
A challenge password []:
An optional company name []:

让CA签名并颁发证书

[root@node ssl]# openssl ca -in nginx.csr -out nginx.crt -days 3650
Using configuration from /etc/pki/tls/openssl.cnf
Check that the request matches the signature
Signature ok
Certificate Details:
        Serial Number: 1 (0x1)
        Validity
            Not Before: Sep 25 17:05:46 2014 GMT
            Not After : Sep 22 17:05:46 2024 GMT
        Subject:
            countryName               = CN
            stateOrProvinceName       = HA
            organizationName          = LUO
            organizationalUnitName    = Tech
            commonName                = node.luo.com
        X509v3 extensions:
            X509v3 Basic Constraints:
                CA:FALSE
            Netscape Comment:
                OpenSSL Generated Certificate
            X509v3 Subject Key Identifier:
                23:DF:A7:65:EC:04:18:FE:15:9F:D5:D7:87:51:AF:CA:6C:6C:F8:1C
            X509v3 Authority Key Identifier:
                keyid:CC:49:57:FB:D2:E8:5F:6F:46:44:0A:33:6E:43:F6:17:E8:6D:9F:6E

Certificate is to be certified until Sep 22 17:05:46 2024 GMT (3650 days)
Sign the certificate? [y/n]:y

1 out of 1 certificate requests certified, commit? [y/n]y
Write out database with 1 new entries
Data Base Updated

然后在/etc/nginx/nginx.conf文件中加上如下代码:

server {
      listen       443;
      server_name  localhost;
      ssl                  on;
      ssl_certificate      /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
      ssl_certificate_key  /etc/nginx/ssl/nginx.key;
      ssl_session_timeout  5m;
      ssl_protocols  SSLv2 SSLv3 TLSv1;
      ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
      ssl_prefer_server_ciphers   on;
      location / {
          root   html;
          index  index.html index.htm;
      }
  }

# service nginx restart

# ss -tnl |grep 443

测试https页面

时间： 2024-10-13 00:27:34

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