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Nginx——简介与安装

文章目录

• • Nginx——简介与安装
  • • 1、Nginx简介
    • 2、Nginx的特性与优点
    • • 2.1 Nginx的特性
      • 2.2 Nginx的优点
    • 3、Nginx的功能及应用类别
    • • 3.1 Nginx的基本服务器功能
      • 3.2 Nginx的其他服务器功能
      • 3.3 Nginx的应用类别
    • 4、Nginx的模块与工作原理
    • • 4.1 Nginx的模块分类
      • 4.2 Nginx的工作原理
    • 5、Nginx的安装与配置
    • • 5.1 Nginx的安装
    • 6、Nginx的配置文件详解

1、Nginx简介

nginx（发音同engine x）是一款轻量级的Web服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，并在一个BSD-like协议下发行。

nginx由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev所开发，最初供俄国大型的入口网站及搜寻引擎Rambler使用。

官方网站：http://nginx.org/。它是一款免费开源的高性能 HTTP 代理服务器及反向代理服务器（Reverse Proxy）产品，同时它还可以提供 IMAP/POP3 邮件代理服务等功能。它高并发性能很好，官方测试能够支撑 5 万的并发量；运行时内存和 CPU 占用率低，配置简单，容易上手，而且运行非常稳定。

2、Nginx的特性与优点

2.1 Nginx的特性

nginx是一个很牛的高性能Web和反向代理服务器，它具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，能够支持高达50000个并发连接数的响应
• 使用epoll and kqueue作为开发模型
• nginx作为负载均衡服务器：nginx既可在内部直接支持和PHP程序对外进行服务，也可支持作为HTTP代理服务器对外进行服务
• nginx采用C进行编写，不论系统资源开销还是CPU使用效率都比Perlbal要好很多

2.2 Nginx的优点

• 高并发连接：官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中跑到2-3万并发连接数
• 内存消耗少：在3万并发连接下，开启的10个nginx进程才消耗150M内存（15M*10=150M）
• 配置文件非常简单：风格跟程序一样通俗易懂
• 成本低廉：nginx为开源软件，可以免费使用。而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币
• 支持Rewrite重写规则：能够根据域名、URL的不同，将HTTP请求分到不同的后端服务器群组
• 内置的健康检查功能：如果Nginx Proxy后端的某台Web服务器宕机了，不会影响前端访问
• 节省带宽：支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存的Header头
• 稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微
• 模块化设计：模块可以动态编译
• 外围支持好：文档全，二次开发和模块较多
• 支持热部署：可以不停机重载配置文件
• 支持事件驱动、AIO（AsyncIO，异步IO）、mmap（Memory Map，内存映射）等性能优化

3、Nginx的功能及应用类别

3.1 Nginx的基本服务器功能

• 静态资源的web服务器，能缓存打开的文件描述符
• http、smtp、pop3协议的反向代理服务器
• 缓存加速、负载均衡
• 支持FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（Python）等
• 模块化（非DSO机制），过滤器zip、SSI及图像的大小调整
• 支持SSL

3.2 Nginx的其他服务器功能

• 基于名称和IP的虚拟主机
• 支持keepalive
• 支持平滑升级
• 定制访问日志、支持使用日志缓冲区提高日志存储性能
• 支持URL重写
• 支持路径别名
• 支持基于IP及用户的访问控制
• 支持速率限制，支持并发数限制

3.3 Nginx的应用类别

• 使用nginx结合FastCGI运行PHP、JSP、Perl等程序
• 使用nginx作反向代理、负载均衡、规则过滤
• 使用nginx运行静态HTML网页、图片
• nginx与其他新技术的结合应用

具体可以参考官网介绍

4、Nginx的模块与工作原理

nginx由内核和模块组成。其中，内核的设计非常微小和简洁，完成的工作也非常简单，仅仅通过查找配置文件将客户端请求映射到一个location block（location是nginx配置中的一个指令，用于URL匹配），而在这个location中所配置的每个指令将会启动不同的模块去完成相应的工作。

4.1 Nginx的模块分类

nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块

• HTTP模块、EVENT模块和MAIL模块等属于核心模块
• HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP Rewrite模块属于基本模块
• HTTP Upstream模块、Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块属于第三方模块

用户根据自己的需要开发的模块都属于第三方模块。正是有了如此多模块的支撑，nginx的功能才会如此强大

nginx模块从功能上分为三类，分别是：

• Handlers（处理器模块）。此类模块直接处理请求，并进行输出内容和修改headers信息等操作。handlers处理器模块一般只能有一个
• Filters（过滤器模块）。此类模块主要对其他处理器模块输出的内容进行修改操作，最后由nginx输出
• Proxies（代理器模块）。就是nginx的HTTP Upstream之类的模块，这些模块主要与后端一些服务比如fastcgi等操作交互，实现服务代理和负载均衡等功能

nginx模块分为：核心模块、事件模块、标准Http模块、可选Http模块、邮件模块、第三方模块和补丁等

• nginx基本模块：所谓基本模块，指的是nginx默认的功能模块，它们提供的指令，允许你使用定义nginx基本功能的变量，在编译时不能被禁用，包括：
  • 核心模块：基本功能和指令，如进程管理和安全。常见的核心模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
  • 事件模块：在Nginx内配置网络使用的能力。常见的events（事件）模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
  • 配置模块：提供包含机制

具体的指令，请参考nginx的官方文档

4.2 Nginx的工作原理

nginx的模块直接被编译进nginx，因此属于静态编译方式。

启动nginx后，nginx的模块被自动加载，与Apache不一样，首先将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中指定是否进行加载。

在解析配置文件时，nginx的每个模块都有可能去处理某个请求，但是同一个处理请求只能由一个模块来完成。

Nginx的进程架构：

启动nginx时，会启动一个Master进程，这个进程不处理任何客户端的请求，主要用来产生worker线程，一个worker线程用来处理n个request。

img

nginx模块一次常规的HTTP请求和响应的过程

在这里插入图片描述

基本的WEB服务请求步骤

在这里插入图片描述

首先客户端与服务端建立连接，通过TCP/IP进行三次握手建立连接，(因为是tcp传输层协议，每一个协议对应一个端口号，所以就找到了80端口号)连接到80端口上，然后接收请求，解封装后发现要请求的是资源，然后就去处理，通过mater进程去选择一个worker线程去处理，处理之后去访问资源，在服务端的硬盘中或另一台主机上面，取到资源，返回给服务的主进程，然后构建响应报文(用户需要的东西已经拿到)，通过网络接口发送响应报文发给客户端，用户就拿到需要的数据了，然后记录整个操作过程到日志中。

网页访问流程

利用DNS协议进行域名解析 --> 建立tcp协议三次握手过程 --> 客户端发出访问网站相应页面请求（发出http协议请求报文） --> 服务端发出相应访问页面的请求信息（发出http） --> 断开tcp协议四次挥手过程

5、Nginx的安装与配置

5.1 Nginx的安装

# 关闭防火墙
[root@nginx ~]# systemctl disable --now firewalld
[root@nginx ~]# sed -ri 's/^(SELINUX=).*/\1disabled/g' /etc/selinux/config
[root@nginx ~]# setenforce 0

# 创建系统用户nginx
[root@nginx ~]# useradd  -r -M -s /sbin/nologin nginx

# 安装依赖包
[root@nginx ~]# yum -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make
[root@nginx ~]# yum -y groups mark install 'Development Tools'

# 创建日志存放目录
[root@nginx ~]# mkdir -p /var/log/nginx
[root@nginx ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx

# 下载nginx包
[root@nginx ~]# cd /usr/src/
[root@nginx src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.20.0.tar.gz

# 编译安装
[root@nginx src]# tar xf nginx-1.20.0.tar.gz
[root@nginx src]# cd nginx-1.20.0
[root@nginx nginx-1.20.0]# ./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-debug \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-http_image_filter_module \
--with-http_gunzip_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log

[root@nginx nginx-1.20.0]# make && make install

# 配置环境变量
[root@nginx ~]# echo 'export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@nginx ~]# source /etc/profile.d/nginx.sh

# 启动nginx
[root@nginx ~]# nginx
[root@nginx ~]# ss -antl
State      Recv-Q     Send-Q          Local Address:Port           Peer Address:Port     
LISTEN     0          128                   0.0.0.0:80                  0.0.0.0:*        
LISTEN     0          128                   0.0.0.0:22                  0.0.0.0:*        
LISTEN     0          128                      [::]:22                     [::]:*  

# 配置nginx开机自启
[root@nginx ~]# cp /usr/lib/systemd/system/sshd.service /usr/lib/systemd/system/nginxd.service
[root@nginx ~]# vim /usr/lib/systemd/system/nginxd.service
[Unit]
Description=nginx server daemon
After=network.target

[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
ExecReload=/bin/kill -HUP $MAINPID
KillMode=process

[Install]
WantedBy=multi-user.target

[root@nginx ~]# systemctl daemon-reload        # 重新加载
[root@nginx ~]# systemctl enable --now nginxd    # 启动nginx并设置开机自启

6、Nginx的配置文件详解

主配置文件：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

• 默认启动nginx时，使用的配置文件是：安装路径/conf/nginx.conf文件
• 可以在启动nginx时通过-c选项来指定要读取的配置文件

nginx常见的配置文件及其作用