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《高性能Linux服务器构建实战》——1.4节Nginx的安装与配置

简介: 本节书摘来自华章社区《高性能Linux服务器构建实战》一书中的第1章,第1.4节Nginx的安装与配置,作者:高俊峰,更多章节内容可以访问云栖社区“华章社区”公众号查看
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1.4 Nginx的安装与配置

1.4.1 下载与安装Nginx
Nginx的官方网站是http://sysoev.ru/nginx/,英文主页为http://nginx.net,从这里可以获得Nginx的最新版本信息。Nginx有三个版本:稳定版、开发版和历史稳定版。开发版更新较快,包含最新的功能和bug的修复,但同时也可能会出现新的bug。开发版一旦更新稳定下来,就会被加入稳定版分支中。然而有些新功能不一定会被加到稳定版中去。稳定版更新较慢,但是bug较少,可以作为生产环境的首选,因此通常建议使用稳定版。历史稳定版为以往稳定版本的汇总,不包含最新的功能。
这里选择当前的稳定版本nginx-0.7.65作为介绍对象,开始介绍编译安装。在安装Nginx之前,确保系统已经安装了gcc、openssl-devel、pcre-devel和zlib-devel软件库。
Linux开发库是在安装系统时通过手动选择安装的,gcc、openssl-devel、zlib-devel三个软件库可以通过安装光盘直接选择安装,而pcre-devel库默认不在系统光盘中,所以这里重点介绍pcre-devel库。
1.安装Nginx所需的pcre-devel库
安装pcre库是为了使Nginx支持HTTP Rewrite 模块。下面进行安装,过程如下:

[root@localhost home]# tar zxvf pcre-8.02.tar.gz
[root@localhost home]# cd pcre-8.02
[root@localhost pcre-8.02]#make
[root@localhost pcre-8.02]#make install

2.开始安装Nginx
Nginx的安装非常简单。在默认情况下,经过编译安装的Nginx包含了大部分可用模块。可以通过“./configure --help”选项设置各个模块的使用情况,例如对不需要的http_ssi模块,可通过“--without-http_ssi_module”方式关闭此。同理,如果需要“http_perl”模块,那么可以通过“--with-http_perl_module”方式进行安装。下面是安装过程:

[root@localhost home]# tar zxvf nginx-0.7.65.tar.gz
[root@localhost home]#cd nginx-0.7.65
[root@localhostnginx-0.7.65]#./configure \
--with-http_stub_status_module  --prefix=/opt/nginx
[root@localhost nginx-0.7.65]#make
[root@localhost nginx-0.7.65]#make install

在上面的configure选项中,“--with-http_stub_status_module”可以用来启用 Nginx 的 NginxStatus 功能,以监控 Nginx 的当前状态。
至此,Nginx已经安装完成了。

1.4.2 Nginx配置文件的结构
Nginx的配置文件是一个纯文本文件,它一般位于Nginx安装目录的conf目录下,整个配置文件是以block的形式组织的。每个block一般以一个大括号“{}”来表示,block可以分为几个层次,整个配置文件中main指令位于最高层,在main层下面可以有Events、HTTP等层级,而在HTTP层中又包含有server层,即server block,server block中又可分为location层,并且一个server block中可以包含多个location block。
一个完整的配置文件结构如图1-2所示。


c65a533d32c61f41f61452e708cdc778448406c8

在了解完配置文件结构之后,就可以开始配置和调试Nginx了。

1.4.3 配置与调试Nginx
Nginx安装完毕后,会产生相应的安装目录,根据前面的安装路径,Nginx的配置文件路径为/opt/nginx/conf,其中nginx.conf为Nginx的主配置文件。这里重点介绍nginx.conf这个配置文件。
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。
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。
下面通过一个Nginx配置实例,详细介绍nginx.conf每个指令的含义。为了能更清楚地了解Nginx的结构和每个配置选项的含义,这里按照功能点将Nginx配置文件分为7个部分依次讲解。下面就围绕这7个部分进行介绍。

  1. Nginx的全局配置
    下面这段内容是对Nginx的全局属性配置,代码如下:
user  nobody nobody;
    worker_processes  4;
    error_log  logs/error.log  notice;
    pid        logs/nginx.pid;
    worker_rlimit_nofile 65535; 
    events{
        use epoll;
        worker_connections      65536;
          }

上面这段代码中每个配置选项的含义解释如下:
user是个主模块指令,指定Nginx Worker进程运行用户以及用户组,默认由nobody账号运行。
worker_processes是个主模块指令,指定了Nginx要开启的进程数。每个Nginx进程平均耗费10MB~12MB内存。根据经验,一般指定一个进程足够了,如果是多核CPU,建议指定和CPU的数量一样多的进程数即可。
error_log是个主模块指令,用来定义全局错误日志文件。日志输出级别有debug、info、notice、warn、error、crit可供选择,其中,debug输出日志最为最详细,而crit输出日志最少。
pid是个主模块指令,用来指定进程id的存储文件位置。
worker_rlimit_nofile用于绑定worker进程和CPU, Linux内核2.4以上可用。
events指令用来设定Nginx的工作模式及连接数上限。
use是个事件模块指令,用来指定Nginx的工作模式。Nginx支持的工作模式有select、poll、kqueue、epoll、rtsig和/dev/poll。其中select和poll都是标准的工作模式,kqueue和epoll是高效的工作模式,不同的是epoll用在Linux平台上,而kqueue用在BSD系统中。对于Linux系统,epoll工作模式是首选。
worker_connections也是个事件模块指令,用于定义Nginx每个进程的最大连接数,默认是1024。最大客户端连接数由worker_processes和worker_connections决定,即max_client=worker_processesworker_connections,在作为反向代理时变为:max_clients = worker_processes worker_connections/4。
进程的最大连接数受Linux系统进程的最大打开文件数限制,在执行操作系统命令“ulimit -n 65536”后worker_connections的设置才能生效。

  1. HTTP服务器配置
    接下来开始对HTTP服务器进行配置。

下面这段内容是Nginx对HTTP服务器相关属性的配置,代码如下:

http{
include       conf/mime.types;
default_type  application/octet-stream; 
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
    '"$request" $status $bytes_sent '
    '"$http_referer" "$http_user_agent" '
    '"$gzip_ratio"';
    log_format download '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
    '"$request" $status $bytes_sent '
    '"$http_referer" "$http_user_agent" '
    '"$http_range" "$sent_http_content_range"';
client_max_body_size  20m; 
client_header_buffer_size    32k;
large_client_header_buffers  4 32k;
sendfile  on;
tcp_nopush     on;
tcp_nodelay    on;
keepalive_timeout 60;
client_header_timeout  10;
client_body_timeout    10;
send_timeout           10;

下面详细介绍这段代码中每个配置选项的含义。
include是个主模块指令,实现对配置文件所包含的文件的设定,可以减少主配置文件的复杂度。类似于Apache中的include方法。
default_type属于HTTP核心模块指令,这里设定默认类型为二进制流,也就是当文件类型未定义时使用这种方式,例如在没有配置PHP环境时,Nginx是不予解析的,此时,用浏览器访问PHP文件就会出现下载窗口。
下面的代码实现对日志格式的设定。

log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" '
'"$gzip_ratio"';
log_format download '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
'"$request" $status $bytes_sent '
'"$http_referer" "$http_user_agent" '
'"$http_range" "$sent_http_content_range"';

log_format是Nginx的HttpLog模块指令,用于指定Nginx日志的输出格式。main为此日志输出格式的名称,可以在下面的access_log指令中引用。
client_max_body_size用来设置允许客户端请求的最大的单个文件字节数。
client_header_buffer_size用于指定来自客户端请求头的headerbuffer大小。对于大多数请求,1KB的缓冲区大小已经足够,如果自定义了消息头或有更大的cookie,可以增加缓冲区大小。这里设置为32KB。
large_client_header_buffers用来指定客户端请求中较大的消息头的缓存最大数量和大小, “4”为个数,“128K”为大小,最大缓存为4个128KB。
sendfile参数用于开启高效文件传输模式。将tcp_nopush和tcp_nodely两个指令设置为on,用于防止网络阻塞。
keepalive_timeout用于设置客户端连接保持活动的超时时间。在超过这个时间之后,服务器会关闭该连接。
client_header_timeout用于设置客户端请求头读取超时时间。如果超过这个时间,客户端还没有发送任何数据,Nginx将返回“Request time out(408)”错误。
client_body_timeout用于设置客户端请求主体读取超时时间,默认值为60。如果超过这个时间,客户端还没有发送任何数据,Nginx将返回“Request time out(408)”错误。

send_timeout用于指定响应客户端的超时时间。这个超时仅限于两个连接活动之间的时间,如果超过这个时间,客户端没有任何活动,Nginx将会关闭连接。

  1. HttpGzip模块配置
    下面配置Nginx的HttpGzip模块。这个模块支持在线实时压缩输出数据流。要查看是否安装了此模块,需要使用下面的命令:
[root@localhost conf]# /opt/nginx/sbin/nginx  -V
nginx version: nginx/0.7.65
configure arguments: --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --prefix=/opt/nginx

通过/opt/nginx/sbin/nginx -V命令可以查看安装Nginx时的编译选项。由输出可知,我们已经安装了HttpGzip模块。
下面是HttpGzip模块在Nginx配置中的相关属性设置:

gzip  on;
gzip_min_length  1k;
gzip_buffers     4  16k;
gzip_http_version  1.1;
gzip_comp_level  2;
gzip_types  text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
gzip_vary  on;

gzip用于设置开启或者关闭gzip模块,“gzip on”表示开启gzip压缩,实时压缩输出数据流。
gzip_min_length用于设置允许压缩的页面最小字节数,页面字节数从header头的Content-Length中获取。默认值是0,不管页面多大都进行压缩。建议设置成大于1K的字节数,小于1K可能会越压越大。
gzip_buffers表示申请4个单位为16K的内存作为压缩结果流缓存,默认值是申请与原始数据大小相同的内存空间来存储gzip压缩结果。
gzip_http_version用于设置识别HTTP协议版本,默认是1.1,目前大部分浏览器已经支持gzip解压,使用默认即可。
gzip_comp_level用来指定gzip压缩比,1 压缩比最小,处理速度最快;9 压缩比最大,传输速度快,但处理最慢,也比较消耗CPU资源。
gzip_types用来指定压缩的类型,无论是否指定,“text/html”类型总是会被压缩的。
gzip_vary选项可以让前端的缓存服务器缓存经过gzip压缩的页面,例如,用Squid缓存经过Nginx压缩的数据。
4.负载均衡配置
下面设定负载均衡的服务器列表。

upstream ixdba.net{
ip_hash;
server 192.168.12.133:80;
server 192.168.12.134:80  down;
server 192.168.12.135:8009  max_fails=3  fail_timeout=20s;
server 192.168.12.136:8080;
}

upstream是Nginx的HTTP Upstream模块,这个模块通过一个简单的调度算法来实现客户端IP到后端服务器的负载均衡。在上面的设定中,通过upstream指令指定了一个负载均衡器的名称ixdba.net。这个名称可以任意指定,在后面需要用到的地方直接调用即可。
Nginx的负载均衡模块目前支持4种调度算法,下面进行分别介绍,其中后两项属于第三方调度算法。
轮询(默认)。每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器,如果后端某台服务器宕机,故障系统被自动剔除,使用户访问不受影响。
Weight。指定轮询权值,Weight值越大,分配到的访问机率越高,主要用于后端每个服务器性能不均的情况下。
ip_hash。每个请求按访问IP的hash结果分配,这样来自同一个IP的访客固定访问一个后端服务器,有效解决了动态网页存在的session共享问题。
fair。这是比上面两个更加智能的负载均衡算法。此种算法可以依据页面大小和加载时间长短智能地进行负载均衡,也就是根据后端服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先分配。Nginx本身是不支持fair的,如果需要使用这种调度算法,必须下载Nginx的upstream_fair模块。
url_hash。此方法按访问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,可以进一步提高后端缓存服务器的效率。Nginx本身是不支持url_hash的,如果需要使用这种调度算法,必须安装Nginx 的hash软件包。
在HTTP Upstream模块中,可以通过server指令指定后端服务器的IP地址和端口,同时还可以设定每个后端服务器在负载均衡调度中的状态。常用的状态有:
down,表示当前的server暂时不参与负载均衡。
backup,预留的备份机器。当其他所有的非backup机器出现故障或者忙的时候,才会请求backup机器,因此这台机器的压力最轻。
max_fails,允许请求失败的次数,默认为1。当超过最大次数时,返回proxy_next_upstream 模块定义的错误。
fail_timeout,在经历了max_fails次失败后,暂停服务的时间。max_fails可以和fail_timeout一起使用。
注意 当负载调度算法为ip_hash时,后端服务器在负载均衡调度中的状态不能是weight和backup。

  1. server虚拟主机配置
    下面介绍对虚拟主机的配置。建议将对虚拟主机进行配置的内容写进另外一个文件,然后通过include指令包含进来,这样更便于维护和管理。
server{
listen         80;
server_name    192.168.12.188  www.ixdba.net;
index index.html index.htm index.jsp;
root  /web/wwwroot/www.ixdba.net
charset gb2312;

server标志定义虚拟主机开始;listen用于指定虚拟主机的服务器端口;server_name用来指定IP地址或者域名,多个域名之间用空格分开;index用于设定访问的默认首页地址;root指令用于指定虚拟主机的网页根目录,这个目录可以是相对路径,也可以是绝对路径;charset用于设置网页的默认编码格式。

access_log  logs/www.ixdba.net.access.log  main;

access_log用来指定此虚拟主机的访问日志存放路径。最后的main用于指定访问日志的输出格式。

  1. URL匹配配置
    URL地址匹配是Nginx配置中最灵活的部分。 location支持正则表达式匹配,也支持条件判断匹配,用户可以通过location指令实现Nginx对动、静态网页的过滤处理。

以下这段设置是通过location指令来对网页URL进行分析处理,所有扩展名为.gif、.jpg、.jpeg、.png、.bmp、.swf的静态文件都交给Nginx处理,而expires用来指定静态文件的过期时间,这里是30天。

location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf)$  {
                        root    /web/wwwroot/www.ixdba.net;
                        expires 30d;
        }
以下这段设置是将upload和html下的所有文件都交给Nginx来处理,当然,upload和html目录包含在/web/wwwroot/www.ixdba.net目录中。
        location ~ ^/(upload|html)/  {
                        root    /web/wwwroot/www.ixdba.net;
                        expires 30d;
        }
在最后这段设置中,location是对此虚拟主机下动态网页的过滤处理,也就是将所有以.jsp为后缀的文件都交给本机的8080端口处理。
    location ~ .*.jsp$ { 
            index index.jsp;       
            proxy_pass http://localhost:8080;
           }
7. StubStatus模块配置
StubStatus模块能够获取Nginx自上次启动以来的工作状态,此模块非核心模块,需要在Nginx编译安装时手工指定才能使用。
以下指令指定启用获取Nginx工作状态的功能。
        location /NginxStatus {
                            stub_status        on;
                access_log             logs/NginxStatus.log;
                         auth_basic             "NginxStatus";
                auth_basic_user_file    ../htpasswd;
        }

stub_status为“on”表示启用StubStatus的工作状态统计功能;access_log 用来指定StubStatus模块的访问日志文件;auth_basic是Nginx的一种认证机制;auth_basic_user_file用来指定认证的密码文件。由于Nginx的auth_basic认证采用的是与Apache兼容的密码文件,因此需要用Apache的htpasswd命令来生成密码文件。例如要添加一个webadmin用户,可以使用下面的方式生成密码文件:

/usr/local/apache/bin/htpasswd -c  /opt/nginx/conf/htpasswd webadmin

会得到以下提示信息:

New password:

输入密码之后,系统会要求再次输入密码,确认之后添加用户成功。
要查看Nginx的运行状态,可以输入http://ip/ NginxStatus,然后输入刚刚创建的用户名和密码就可以看到如下信息:

Active connections: 1 
server accepts handled requests
 393411 393411 393799
Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 0

Active connections表示当前活跃的连接数,第三行的3个数字表示 Nginx当前总共处理了393411个连接, 成功创建了393 411次握手,总共处理了393 799个请求。最后一行的Reading表示Nginx读取到客户端Header信息数; Writing表示Nginx返回给客户端的Header信息数;Waiting表示Nginx已经处理完、正在等候下一次请求指令时的驻留连接数。
在最后这段设置中,设置了虚拟主机的错误信息返回页面,通过error_page指令可以定制各种错误信息的返回页面。在默认情况下,Nginx会在主目录的html目录中查找指定的返回页面。特别需要注意的是,这些错误信息的返回页面大小一定要超过512KB,否则会被IE浏览器替换为IE默认的错误页面。

error_page  404              /404.html;
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}
}

1.4.4 Nginx的启动、关闭和平滑重启
在完成对nginx.conf文件的配置后,就可以启动服务了。Nginx自身提供了一些用于日常维护的命令,下面进行详细的介绍。

  1. Nginx基本信息检查
    (1)检查Nginx配置文件的正确性

Nginx提供的配置文件调试功能非常有用,可以快速定位配置文件存在的问题。执行如下命令可检测配置文件的正确性:

/opt/nginx/sbin/nginx –t 或者
/opt/nginx/sbin/nginx -t -c /opt/nginx/conf/nginx.conf
其中,“-t”参数用于检查配置文件是否正确,但并不执行,“-c”参数用于指定配置文件路径,如果不指定配置文件路径,Nginx默认会在安装时指定的安装目录下查找conf/nginx.conf文件。
如果检测结果显示如下信息,说明配置文件正确。
the configuration file /opt/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
configuration file /opt/nginx/conf/nginx.conf test is successful
(2)显示Nginx的版本以及相关编译信息
在命令行执行以下命令可以显示安装Nginx的版本信息:
/opt/nginx/sbin/nginx -v
执行以下命令可显示安装的Nginx版本和相关编译信息:
    /opt/nginx/sbin/nginx -V

上述命令不但显示Nginx的版本信息,同时显示Nginx在编译时指定的相关模块信息。

  1. Nginx的启动、关闭与重启
    Nginx对进程的控制能力非常强大,可以通过信号指令控制进程。常用的信号有:

QUIT,表示处理完当前请求后,关闭进程。
HUP,表示重新加载配置,也就是关闭原有的进程,并开启新的工作进程。此操作不会中断用户的访问请求,因此可以通过此信号平滑地重启Nginx。
USR1,用于Nginx的日志切换,也就是重新打开一个日志文件,例如每天要生成一个新的日志文件时,可以使用这个信号来控制。
USR2,用于平滑升级可执行程序。
WINCH ,从容关闭工作进程。
(1)Nginx的启动
Nginx的启动非常简单,只需输入如下命令:

/opt/nginx/sbin/nginx

即可完成Nginx的启动。Nginx启动后,可以通过如下命令查看Nginx的启动进程:

[root@localhost logs]# ps -ef|grep nginx
root     16572     1  0 11:14 ?    00:00:00 nginx: master process /opt/nginx/sbin/nginx
nobody  16591 16572  0 11:15 ?  00:00:00 nginx: worker process
nobody  16592 16572  0 11:15 ?  00:00:00 nginx: worker process
nobody  16593 16572  0 11:15 ?  00:00:00 nginx: worker process
nobody  16594 16572  0 11:15 ?  00:00:00 nginx: worker process

(2)Nginx的关闭
如果要关闭Nginx进程,可以使用如下命令:
kill -XXX pid
其中,XXX就是信号名,pid是Nginx的进程号,可以通过如下两个命令获取:

ps -ef | grep "nginx: master process" | grep -v "grep" | awk -F ' ' '{print $2}'
cat /opt/nginx/logs/nginx.pid

(3)Nginx的平滑重启
要不间断服务地重新启动Nginx,可以使用如下命令:

kill -HUP ‘cat /opt/nginx/logs/nginx.pid‘

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