web 服务器-Nginx

一. 讲在 Nginx 之前

同步与异步：

同步与异步的重点在消息通知的方式上，也就是调用结果的通知方式不同。

同步：当一个同步调用发出去后，调用者要一直等待调用的结果通知后，才能进行后续的执行。

异步：当一个异步调用发出去后，调用者不必一直等待调用结果的返回，异步调用，要想获得结果，

一般有两种方式：

1、主动轮询异步调用的结果;

2、被调用方通过 callback(回调通知)来通知调用方调用结果。

实例解释：

同步取快递：小明收到快递将送达的短信，在楼下一直等到快递送达。

异步取快递：小明收到快递将送达的短信，快递到楼下后，小明再下楼去取。

异步取快递，小明知道快递到达楼下有两种方式：

1、不停的电话问快递小哥到了没有，即主动轮询；

2、快递小哥到楼下后，打电话通知小明，然后小明下楼取快递，即回调通知。

阻塞与非阻塞：

阻塞与非阻塞的重点在于进/线程等待消息时候的行为，也就是在等待消息的时候，当前进/线程是挂起状态，还是非挂起状态。

阻塞：调用在发出去后，在消息返回之前，当前进/线程会被挂起，直到有消息返回，当前进/线程才

会被激活

非阻塞：调用在发出去后，不会阻塞当前进/线程，而会立即返回。

实例解释：

阻塞取快递：小明收到快递即将送达的信息后，什么事都不做，一直专门等快递。

非阻塞取快递：小明收到快递即将送达的信息后，等快递的时候，还一边敲代码、一边刷微信。

同步与异步，重点在于消息通知的方式；阻塞与非阻塞，重点在于等消息时候的行为。所以，就有了下面 4 种组合方式

同步阻塞：小明收到信息后，啥都不干，等快递；

同步非阻塞：小明收到信息后，边刷微博，边等着取快递；

异步阻塞：小明收到信息后，啥都不干，一直等着快递员通知他取快递；

异步非阻塞：小明收到信息后，边刷着微博，边等快递员通知他取快递。

大部分程序的 I/O 模型都是同步阻塞的，单个进程每次只在一个文件描述符上执行 I/O 操作，每次 I/O 系统调用都会阻塞，直到完成数据传输。传统的服务器采用的就是同步阻塞的多进程模型。一个 server 采用一个进程负责一个 request 的方式，一个进程负责一个 request，直到会话结束。进程数就是并发数，而操作系统支持的进程数是有限的，且进程数越多，调度的开销也越大，因此无法面对高并发。

Nginx 采用了异步非阻塞的方式工作。我们先来先了解一下 I/O 多路复用中的 epoll 模型。

epoll 模型：

当连接有 I/O 事件产生的时候，epoll 就会去告诉进程哪个连接有 I/O 事件产生，然后进程就去处理这个事件。

例如：小明家楼下有一个收发室，每次有快递到了，门卫就先代收并做了标记；然后通知小明去取送给小明的快递。

为什么 Nginx 比其他 web 服务器并发高(Nginx 工作原理)：

Nginx 配置 use epoll 后，以异步非阻塞方式工作，能够轻松处理百万级的并发连接。

处理过程：每进来一个 request，会有一个 worker 进程去处理。但不是全程的处理，处理到可能发生阻塞的地方。比如向后端服务器转发 request，并等待请求返回。那么，这个处理的 worker 不会这么傻等着，他会在发送完请求后，注册一个事件：“如果后端服务器返回了，告诉我一声，我再接着干”。于是他就休息去了。此时，如果再有新的 request 进来，他就可以很快再按这种方式处理。而一旦后端服务器返回了，就会触发这个事件，worker 才会来接手，这个 request 才会接着往下走。通过这种快速处理，快速释放请求的方式，达到同样的配置可以处理更大并发量的目的。

二. Nginx 详解

1.概述

Nginx (engine x) 是一个高性能的 HTTP 和反向代理 web 服务器，同时也提供了 IMAP/POP3/SMTP 服务。Nginx 是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的 Rambler.ru 站点开发的，第一个公开版本0.1.0 发布于 2004 年 10 月 4 日。

Nginx 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，在 BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强。

2.工作模式

nginx 有两种工作模式:master-worker 模式和单进程模式。在 master-worker 模式下，有一个 master 进程和至少一个的 worker 进程，单进程模式顾名思义只有一个进程。这两种模式有各自的特点和适用场景。

master-worker：

该模式下，nginx 启动成功后，会有一个 master 进程和至少一个的 worker 进程。master 进程负责处理

系统信号，加载配置，管理 worker 进程(启动，杀死，监控，发送消息/信号等)。worker 进程负责处理具体的业务逻辑，也就是说，对外部来说，真正提供服务的是 worker 进程。生产环境下一般使用这种模式，因为这种模式有以下优点:

1. 稳定性高，只要还有 worker 进程存活，就能够提供服务，并且一个 worker 进程挂掉 master 进程会立即启动一个新的 worker 进程，保证 worker 进程数量不变，降低服务中断的概率。

2.配合 linux 的 cpu 亲和性配置，可以充分利用多核 cpu 的优势，提升性能

3.处理信号/配置重新加载/升级时可以做到尽可能少或者不中断服务(热重启)

单进程模式：

单进程模式下，nginx 启动后只有一个进程，nginx 的所有工作都由这个进程负责。由于只有一个进程，因此可以很方便地利用 gdb 等工具进行调试。该模式不支持 nginx 的平滑升级功能，任何的信号处理都可能造成服务中断，并且由于是单进程，进程挂掉后，在没有外部监控的情况下，无法重启服务。因此，该模式一般只在开发阶段和调试时使用，生产环境下不会使用。(了解)

2.配置文件结构

user      www www; #程序运行用户和组 worker_processes auto; #启动进程，指定 nginx 启动的工作进程数量，建议按照 cpu 数目来指定，一般等于 cpu 核心数目 error_log /home/wwwlogs/nginx_error.log crit; #全局错误日志 pid      /usr/local/nginx/logs/nginx.pid; #主进程 PID 保存文件 worker_rlimit_nofile 51200; #文件描述符数量 events       {       use epoll;       #使用 epoll 模型，对于 2.6 以上的内核，建议使用 epoll 模型以提高性能       worker_connections 51200;       #工作进程的最大连接数量       } http{    #网站优化参数                  server {                       #具体的某一网站的配置信息               listen 80;                #监听端口               root html;                 #网页根目录(/usr/local/nginx/html)        server_name www.atguigu.com;        #服务器域名        index index.html;                      #默认加载页面        access_log logs/access.log;           #访问日志保存位置        ......;             location (.*)\.php$ {                   用正则匹配具体的访问对象;             }             location {                   跳转等规则;             }       } server {         虚拟主机;       } }

4.Ngnix 相关实验

1.      注意配置文件中的结尾有;作为结束~！(切记！)

2.      每次实验修改完配置文件后需要重启 nginx 才会生效

# pkill -HUP  nginx

实验 1：Nginx 的状态统计

a、安装 nginx 时将 --with-http_stub_status_module 模块开启

b、修改 nginx 配置文件(写入要访问的 server 标签中)

location /nginx_status{ stub_status on; access_log  off; }

ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/        #创建软连接

c、客户端访问网址:http://IP/nginx_status

      "Active connections"表示当前的活动连接数；

      "server accepts handled requests"表示已经处理的连接信息

      三个数字依次表示已处理的连接数、成功的 TCP 握手次数、已处理的请求数

实验 2：目录保护

a、原理和 apache 的目录保护原理一样(利用上一个实验接着完成)

b、在状态统计的 location 中添加：

auth_basic "Welcome to nginx_status!"; auth_basic_user_file /usr/local/nginx/html/htpasswd.nginx;

c、使用 http 的命令 htpasswd 进行用户密码文件的创建(生成在上面指定的位置)

#      htpasswd -c /usr/local/nginx/html/htpasswd.nginx user1

d、重启 nginx 并再次访问统计页面

实验 3：基于 IP 的身份验证(访问控制)

a、接着上一个实验完成操作

4. Nginx 相关实验

b、在状态统计的 location 中添加：

allow 192.168.88.1; deny 192.168.88.0/24; 仅允许 192.168.88.1 访问服务器

实验 4：nginx 的虚拟主机(基于域名)

a、提前准备好两个网站的域名，并且规划好两个网站网页存放目录

b、在 Nginx 主配置文件中并列编写两      签，并分别写好各自信息

server {         listen 80;         server_name blog.benet.com;         index index.html index.htm index.php;         root    html/blog;         access_log logs/blog-access.log main; } server {         listen 80;         server_name bbs.benet.com;         index index.html index.htm index.php;         root    html/bbs;         access_log logs/bbs-access.log main; } c、分别访问两个不同的域名验证结果

要希望Nginx可以解析php，需要添加location标签。

报错提示：

nginx: [emerg] unknown log format "main" in /usr/local/nginx/conf/nginx.conf:90

nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test failed

解决方法：

报错提示：(配置文件没有问题，原因 : 这个是nginx重启时经常遇到的，这个是nginx重复重启导致自己占用了端口。(一般可能是因为自己设置了开机自动启动，或者重复启动))

解决方法：killall -9 nginx 杀死Nginx服务，重启Nginx。

实验 5：nginx 的反向代理

代理和反向代理？

代理：找别人代替你去完成一件你完不成的事(代购)，代理的对象是客户端

反向代理：替厂家卖东西的人就叫反向代理(烟酒代理) ，代理的对象是服务器端

a、在另外一台机器上安装 apache，启动并填写测试页面

b、在 nginx 服务器的配置文件中添加(写在某一个网站的 server 标签内)

location / {       proxy_pass http://192.168.113.120:80;      #此处填写 apache 服务器的 IP 地址 }

c、重启 nginx，并使用客户端访问测试

实验 6：负载调度(负载均衡)

负载均衡(Load Balance)其意思就是将任务分摊到多个操作单元上进行执行，例如 Web 服务器、FTP服务器、企业关键应用服务器和其它关键任务服务器等，从而共同完成工作任务。

a、使用默认的 rr 轮训算法，修改 nginx 配置文件

upstream blog {                  #此标签在 server 标签前添加 server 192.168.113.120:80; server 192.168.113.130:80; } server {       ........;       #修改自带的 location / 的标签，将原内容删除，添加下列两项 location / {       proxy_pass http://blog;        #添加反向代理，代理地址填写 upstream 声明的名字       proxy_set_header Host $host;   #重写请求头部，保证网站所有页面都可访问成功  } }

c、开启并设置两台 88.100 & 88.200 的主机

安装 apache 并设置不同的 index.html 页面内容(设置不同页面是为了看实验效果)

d、重启 nginx，并使用客户端访问测试

拓展补充：rr 算法实现加权轮询(后期集群再讲更多算法类型和功能)

upstream bbs {       server 192.168.113.120:80 weight=1;       server 192.168.113.130:80 weight=2; }

实验 7：nginx 实现 https {证书+rewrite}

a、安装 nginx 时，需要将--with-http_ssl_module 模块开启

b、在对应要进行加密的 server 标签中添加以下内容开启 SSL

server { .......;  ssl on;  ssl_certificate /usr/local/nginx/conf/ssl/benet.crt;  ssl_certificate_key /usr/local/nginx/conf/ssl/benet.key;  ssl_session_timeout 5m;  ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;  ssl_prefer_server_ciphers on;  ssl_ciphers "EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+AES128:RSA+AES128:EECDH+AES2 56:RSA+AES256:EECDH+3DES:RSA+3DES:!MD5"; }

c、生成证书和秘钥文件

注意：在实验环境中可以用命令生成测试，在生产环境中必须要在 https 证书厂商注册

# openssl genrsa -out benet.key 1024

建立服务器私钥，生成 RSA 密钥

# openssl req -new -key benet.key -out benet.csr

需要依次输入国家，地区，组织，email。最重要的是有一个 common name，可以写你的名字或者域

名。如果为了 https 申请，这个必须和域名吻合，否则会引发浏览器警报。生成的 csr 文件交给 CA 签

名后形成服务端自己的证书

# openssl x509 -req -days 365 -sha256 -in benet.csr -signkey benet.key -out benet.crt

生成签字证书

# cp atguigu.crt /usr/local/nginx/conf/ssl/benet.crt

# cp atguigu.key /usr/local/nginx/conf/ssl/benet.key

将私钥和证书复制到指定位置

d、设置 http 自动跳转 https 功能

原有的 server 标签修改监听端口

server {        ..........;        listen 443; }

新增以下 server 标签(利用虚拟主机+rewrite 的功能)

server{         listen 80;         server_name bbs.benet.com;           rewrite ^(.*)$ https://bbs.benet.com permanent;         root html/bbs;         index index.html index.htm; }

e、重启 nginx，并测试