nginx学习笔记:安装及配置文件

写在前面

nginx是一个高性能的http和反向代理服务器，也是IMAP/POP3/SMTP服务器，由俄国大牛开发，于2004年10月4日发布第一个版本。目前，Nginx与Apache、IIS三分天下，约占全球web服务市场的三成。国内很多大型网站，如百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝均采用nginx。

nginx的特点：占用内存少、并发能力强、系统稳定、功能集丰富，随着时代的发展，还支持均衡负载、缓存加速、SSL、流媒体（FLV/mp4）服务。

淘宝基于nginx开发了tengine，继承了Nginxx-1.8.1的所有特性，并兼容Nginx的配置，在此基础上，针对大访问量网站的需求，添加了很多高级功能和特性。

从这则笔记开始，详细整理nginx的相关用法。

nginx 安装

nginx既可以使用yum安装，也可以使用源码包安装，两者各有利弊。

yum安装一行命令行就可以搞定，必须在线安装，缺点是安装的版本比较老，且不能够自定义启用或禁用指定的模块。

源码包安装相对复杂，但是可以根据需要下载指定版本，自定义启用或者禁用功能模块。同时，如果安装机器不能上网的话，只能使用源码包进行安装。

yum安装nginx最新稳定版本

注：yum最新的稳定版本是1.14，最便捷的方式是通过yum工具进行安装。

• 使用epel源进行安装（只能安装nginx1.12）

yum install -y epel-release

yum install -y nginx

• 使用nginx官方源进行安装

vi /etc/yum.repos.d/nginx.repo

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

//保存退出后，执行以下命令查看nginx
yum list | grep -i nginx

//为了避免冲突，可以先将epel源更名
mv vi /etc/yum.repos.d/epel.repo /etc/yum.repos.d/epel.repo.bak

//执行以下命令进行安装
yum install -y nginx

安装完成后，执行以下命令启动服务

systemctl start nginx

TroubleShooting：如果服务无法启动，检查防火墙设置，是否开启的80端口。

源码包安装

• 编译安装

//下载源码包
wget https://nginx.org/download/nginx-1.14.0.tar.gz

//解压
tar -zxvf nginx-1.14.0.tar.gz

//安装依赖包
yum install -y gcc gcc-c++ pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel

/创建安装目录
mkdir -p /usr/local/nginx

//创建用户
groupadd  nginx
useradd -M -s /sbin/nologin -g nginx nginx

//进入源码包
cd nginx-1.14.0

//编译参数
./configure \
  --prefix=/usr/local/nginx \
  --pid-path=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid \
  --lock-path=/var/lock/nginx.lock \
  --user=nginx \
  --group=nginx \
  --with-http_ssl_module \
  --with-http_flv_module \
  --with-http_stub_status_module \
  --with-http_gzip_static_module \
  --with-pcre
  
//编译安装
make && make install

• 设置开机启动

//编辑启动脚本
vim /etc/init.d/nginx

//加入以下内容
#!/bin/bash
# chkconfig: - 30 21
# description: http service.
# Source Function Library
. /etc/init.d/functions
# Nginx Settings

NGINX_SBIN="/usr/local/nginx/sbin/nginx"
NGINX_CONF="/usr/local/nginx/conf/nginx.conf"
NGINX_PID="/usr/local/nginx/logs/nginx.pid"
RETVAL=0
prog="Nginx"

start() {
        echo -n $"Starting $prog: "
        mkdir -p /dev/shm/nginx_temp
        daemon $NGINX_SBIN -c $NGINX_CONF
        RETVAL=$?
        echo
        return $RETVAL
}

stop() {
        echo -n $"Stopping $prog: "
        killproc -p $NGINX_PID $NGINX_SBIN -TERM
        rm -rf /dev/shm/nginx_temp
        RETVAL=$?
        echo
        return $RETVAL
}

reload(){
        echo -n $"Reloading $prog: "
        killproc -p $NGINX_PID $NGINX_SBIN -HUP
        RETVAL=$?
        echo
        return $RETVAL
}

restart(){
        stop
        start
}

configtest(){
    $NGINX_SBIN -c $NGINX_CONF -t
    return 0
}

case "$1" in
  start)
        start
        ;;
  stop)
        stop
        ;;
  reload)
        reload
        ;;
  restart)
        restart
        ;;
  configtest)
        configtest
        ;;
  *)
        echo $"Usage: $0 {start|stop|reload|restart|configtest}"
        RETVAL=1
esac
exit $RETVAL

//更改脚本权限
chmod a+x /etc/init.d/nginx

//启动脚本
chkconfig --add nginx
chkconfig nginx on

nginx常用编译选项说明

编译选项	含义
–prefix=PATH	指定nginx的安装目录，默认 /usr/local/nginx
–conf-path=PATH	设置nginx.conf配置文件的路径。nginx允许使用不同的配置文件启动，通过命令行中的-c选项。默认为prefix/conf/nginx.conf
–sbin-path=PATH	指定nginx二进位制可执行文件的路径，如果不指定，则会依赖于prefix路径。
–user=username	设置nginx工作进程的用户。安装完成后，可以随时在nginx.conf配置文件更改user指令。默认的用户名是nobody。
–with-pcre	设置PCRE库的源码路径，如果已通过yum方式安装，使用–with-pcre自动找到库文件。使用–with-pcre=PATH时，需要从PCRE网站下载pcre库的源码并解压，剩下的就交给Nginx的./configure和make来完成。perl正则表达式使用在location指令和 ngx_http_rewrite_module模块中。
–with-zlib=PATH	指定 zlib的源码解压目录。在默认就启用的网络传输压缩模块ngx_http_gzip_module时需要使用zlib 。
–with-http_ssl_module	使用https协议模块。默认情况下，该模块没有被构建。前提是openssl与openssl-devel已安装
–with-http_stub_status_module	用来监控 Nginx 的当前状态
–with-http_realip_module	通过这个模块允许我们改变客户端请求头中客户端IP地址值(例如X-Real-IP 或 X-Forwarded-For)，意义在于能够使得后台服务器记录原始客户端的IP地址
–add-module=PATH	添加第三方外部模块，如nginx-sticky-module-ng或缓存模块。每次添加新的模块都要重新编译（Tengine可以在新加入module时无需重新编译）

nginx 配置文件

根据安装方式的不同，源码包安装的nginx配置目录在/usr/local/nginx/conf;通过yum安装的配置目录在/etc/nginx/conf/

其中，主要包括四个部分：

• global：全句配置

• events：网络连接相关

• http：与http协议相关的部分

• server：虚拟主机相关的部分，在http当中；

nginx.conf全局配置

• user nobody;

定义运行nginx服务的用户,还可以加上组,如 user nobody nobody;

• worker_processes 1;

定义nginx子进程数量，即提供服务的进程数量，该数值建议和服务cpu核数保持一致。
除了可以定义数字外，还可以定义为auto，表示让系统自动调整。

• error_log logs/error.log;

定义错误日志的路径，可以是相对路径（相对prefix路径的），也可以是绝对路径。

该配置可以在此处定义，也可以定义到http、server、location里

• error_log logs/error.log notice;

定义错误日志路径以及日志级别.

常见的错误日志级别有[debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg]，级别越高记录的信息越少。如果不定义默认是error

debug级别只有在编译安装时指定了--with-debug选项，才可以使用。

• pid logs/nginx.pid;

定义nginx进程pid文件所在路径，可以是相对路径，也可以是绝对路径。

• worker_rlimit_nofile 100000;

定义nginx最多打开文件数限制。如果没设置的话，这个值为操作系统（ulimit -n）的限制保持一致。把这个值设高，nginx就不会有“too many open files”问题了。

该选项对于反向代理服务器尤为重要

• include文件

include /usr/local/nginx/conf/vhost/*.conf

一般在配置文件的结尾，定义一个文件夹/usr/local/nginx/conf/vhost/ 如果一台机器上存在多个虚拟主机，可以为每个虚拟机设置不同的配置文件，以增加其可读性。

events配置部分

• worker_connections 1024;

定义每个work_process同时开启的最大连接数，即允许最多只能有这么多连接。

• accept_mutex on;

默认为on。当某一个时刻只有一个网络连接请求服务器时，会对多个Nginx进程（worker processer）接收连接时进行序列化，只有一个进程被唤醒即可，防止多个进程争抢资源，节约系统资源。

• multi_accept on;

默认为off，即每个worker process一次只能接收一个新到达的网络连接。
当设置为on时，可以同时接收多个新到达的网络连接，在处理高并发任务时非常有用。

• use epoll;

Nginx服务器提供了多个事件驱动器模型来处理网络消息。支持的类型有：
    
    * select：只能在Windows下使用，这个事件模型不建议在高负载的系统使用
    
    * poll:Nginx默认首选，但不是在所有系统下都可用
    
    * kqueue:这种方式在FreeBSD 4.1+, OpenBSD2.9+, NetBSD 2.0, 和 MacOS X系统中是最高效的
    
    * epoll: 这种方式是在Linux 2.6+内核中最高效的方式（centos首选）
    
    * rtsig:实时信号，可用在Linux 2.2.19的内核中，但不适用在高流量的系统中
    
    * /dev/poll: Solaris 7 11/99+,HP/UX 11.22+, IRIX 6.5.15+, and Tru64 UNIX 5.1A+操作系统最高效的方式
    
    * eventport: Solaris 10最高效的方式

http配置部分

文件识别及日志相关

• MIME-Type

include       mime.types;  
定义nginx能识别的网络资源媒体类型（如，文本、html、js、css、流媒体等）；可以通过cat conf/mime.types进行查看

default_type  application/octet-stream;
定义默认的type，如果不定义改行，默认为text/plain.

• log_format

log_format main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

其中main为日志格式的名字，后面的为nginx的内部变量组成的一串字符串。

• access_log logs/access.log main;

定义日志的路径以及采用的日志格式，该参数可以在server配置块中定义。

socket相关

• sendfile on;

是否调用sendfile函数传输文件，默认为off，使用sendfile函数传输，可以减少user mode和kernel mode的切换，从而提升服务器性能。

对于普通应用设为 on，如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的负载。

• sendfile_max_chunk 128k;

该参数限定Nginx worker process每次调用sendfile()函数传输数据的最大值，默认值为0，如果设置为0则无限制。

• tcp_nopush on;

当tcp_nopush设置为on时，会调用tcp_cork方法进行数据传输，即：当应用程序产生数据时，内核不会立马封装包，而是当数据量积累到一定量时才会封装，然后传输。这样有助于解决网络堵塞问题。

client buffer

• keepalive_timeout 65 60;

该参数有两个值，第一个值设置nginx服务器与客户端会话结束后仍旧保持连接的最长时间，单位是秒，默认为75s。

第二个值可以省略，它是针对客户端的浏览器来设置的，可以通过curl -I看到header信息中有一项Keep-Alive: timeout=60。设置后，浏览器就会根据这个数值决定何时主动关闭连接，Nginx服务器就不操心了。但有的浏览器并不认可该参数。

• send_timeout

发送响应的超时时间，即Nginx服务器向客户端发送了数据包，但客户端一直没有去接收这个数据包，超过send_timeout定义的超时时间，那么Nginx将会关闭这个连接。

• client_max_body_size 10m;

限制发送http包的大小，浏览器在发送含有较大HTTP包体的请求时，其头部会有一个Content-Length字段，client_max_body_size是用来限制Content-Length所示值的大小的。

当客户端上传文件时，Nginx在收完包头后，发现Content-Length超过client_max_body_size定义的值，就直接发送413(Request Entity Too Large)响应给客户端。

• gzip on； 以下几项都是与网页压缩相关的配置

是否开启gzip压缩。

• gzip_min_length 1k;

设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是20。建议设置成大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。

• gzip_buffers 4 16k;

设置系统获取几个单位的buffer用于存储gzip的压缩结果数据流。4 16k代表分配4个16k的buffer。

• gzip_http_version 1.1;

用于识别 http 协议的版本，早期的浏览器不支持 Gzip 压缩，用户会看到乱码，所以为了支持前期版本加上了这个选项。

如果在使用Nginx反向代理的同时启动Gzip压缩，需设置为 1.1。

• gzip_comp_level 6;

gzip压缩比，1压缩比最小处理速度最快，9压缩比最大但处理速度最慢，因此去中间值。

• gzip_types mime-type … ;

匹配mime类型进行压缩，无论是否指定,”text/html”类型总是会被压缩的。在conf/mime.conf里查看对应的type。
    
示例：gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css text/html application/xml;

• gzip_proxied any;

Nginx作为反向代理的时候启用，决定开启或者关闭后端服务器返回的结果是否压缩，匹配的前提是后端服务器必须要返回包含”Via”的 header头。
    
以下为可用的值：
    off - 关闭所有的代理结果数据的压缩
    expired - 启用压缩，如果header头中包含 "Expires" 头信息
    no-cache - 启用压缩，如果header头中包含 "Cache-Control:no-cache" 头信息
    no-store - 启用压缩，如果header头中包含 "Cache-Control:no-store" 头信息
    private - 启用压缩，如果header头中包含 "Cache-Control:private" 头信息
    no_last_modified - 启用压缩,如果header头中不包含 "Last-Modified" 头信息
    no_etag - 启用压缩 ,如果header头中不包含 "ETag" 头信息
    auth - 启用压缩 , 如果header头中包含 "Authorization" 头信息
    any - 无条件启用压缩

• gzip_vary on；

和http头有关系，会在响应头加个 Vary: Accept-Encoding ，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。

proxy buffer 代理模块相关

• proxy_buffering

默认为 on，定义是否开启对后端response的缓冲
```   

- proxy_connect_timeout

默认为60秒，指定一个连接到代理服务器的超时时间，单位为秒，需要注意的是这个时间最好不要超过75秒。

- proxy_read_timeout

默认为60秒，决定读取后端服务器应答的超时时间，单位为秒，它决定nginx将等待多久时间来取得一个请求的应答。超时时间是指两次连续读操作之间的超时时间。某些情况下代理服务器将花很长的时间来获得页面应答（例如如当接收一个需要很多计算的报表时），可以在不同的location里面设置不同的值。

- proxy_send_timeout

默认为60秒，设置代理服务器转发请求的超时时间，单位为秒，超时时间为两次连续写操作之间的超时时间，如果超过这个时间代理服务器没有数据转发到被代理服务器，nginx将关闭连接

- proxy_buffer_size

缓存response的第一部分,通常是header,默认proxy_buffer_size 被设置成 proxy_buffers 里一个buffer 的大小，当然可以设置更小些。

- proxy_buffers

默认proxy_buffers 8 4k或8k;

前面一个是num,后面一个是每个buffer的size.Nginx将会尽可能的读取后端服务器的数据到buffer，直到proxy_buffers设置的所有buffer们被写满或者数据被读取完(EOF)，此时Nginx开始向客户端传输数据，会同时传输这一整串buffer们。如果数据很大的话，Nginx会接收并把他们写入到temp_file里去，大小由proxy_max_temp_file_size 控制。

- proxy_max_temp_file_size

默认情况下proxy_max_temp_file_size值为1024MB,也就是说后端服务器的文件不大于1G都可以缓存到nginx代理硬盘中，如果超过1G，那么文件不缓存，而是直接中转发送给客户端.如果proxy_max_temp_file_size设置为0，表示不使用临时缓存。

- proxy_busy_buffers_size

一旦proxy_buffers设置的buffer被写入，直到buffer里面的数据被完整的传输完（传输到客户端），这个buffer将会一直处 在busy状态，我们不能对这个buffer进行任何别的操作。所有处在busy状态的buffer size加起来不能超过proxy_busy_buffers_size，所以proxy_busy_buffers_size是用来控制同时传输到客户端的buffer数量的。

- proxy_temp_file_write_size

指定每次写temp file的大小

- proxy_temp_path

指定缓冲代理服务器response的临时文件夹

### server部分配置


server{} 包含在http{}内部，每一个server{}都是一个虚拟主机配置文件（站点）。

以下为nginx.conf配置文件中server{}部分的内容。

    server {
    listen       80;  //监听端口为80，可以自定义其他端口，也可以加上IP地址，如，listen 127.0.0.1:8080;
    server_name  localhost; //定义网站域名，可以写多个，用空格分隔。
    #charset koi8-r; //定义网站的字符集，一般不设置，而是在网页代码中设置。
    #access_log  logs/host.access.log  main; //定义访问日志，可以针对每一个server（即每一个站点）设置它们自己的访问日志。

    ##在server{}里有很多location配置段
    location / {
        root   html;  //定义网站根目录，目录可以是相对路径也可以是绝对路径。
        index  index.html index.htm; //定义站点的默认页。
    }

    #error_page  404              /404.html;  //定义404页面

    # redirect server error pages to the static page /50x.html
    #
    error_page   500 502 503 504  /50x.html;  //当状态码为500、502、503、504时，则访问50x.html
    location = /50x.html {
        root   html;  //定义50x.html所在路径
    }

    # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
    #
    #定义访问php脚本时，将会执行本location{}部分指令
    #location ~ \.php$ {
    #    proxy_pass   http://127.0.0.1;  //proxy_pass后面指定要访问的url链接，用proxy_pass实现代理。
    #}

    # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
    #
    #location ~ \.php$ {
    #    root           html;
    #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;  //定义FastCGI服务器监听端口与地址，支持两种形式，1 IP:Port， 2 unix:/path/to/sockt
    #    fastcgi_index  index.php;
    #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;  //定义SCRIPT_FILENAME变量，后面的路径/scripts为上面的root指定的目录
    #    include        fastcgi_params; //引用prefix/conf/fastcgi_params文件，该文件定义了fastcgi相关的变量
    #}

    # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
    # concurs with nginx's one
    # 
    #location ~ /\.ht {   //访问的url中，以/.ht开头的，如，www.example.com/.htaccess，会被拒绝，返回403状态码。
    #    deny  all;  //这里的all指的是所有的请求。
    #}
}


# another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
#
#server {
#    listen       8000;  //监听8000端口
#    listen       somename:8080;  //指定ip:port
#    server_name  somename  alias  another.alias;  //指定多个server_name

#    location / {
#        root   html;
#        index  index.html index.htm;
#    }
#}


# HTTPS server
#
#server {
#    listen       443 ssl;  //监听443端口，即ssl
#    server_name  localhost;

### 以下为ssl相关配置
#    ssl_certificate      cert.pem;    //指定pem文件路径
#    ssl_certificate_key  cert.key;  //指定key文件路径

#    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;  //指定session cache大小
#    ssl_session_timeout  5m;  //指定session超时时间
#    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;   //指定ssl协议
#    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;  //指定ssl算法
#    ssl_prefer_server_ciphers  on;  //优先采取服务器算法
#    location / {
#        root   html;
#        index  index.html index.htm;
#    }
#}

`

Nginx的工作原理

web请求机制

nginx支持高并发，是一种非常高效的http服务器。要理解他的web请求机制，需要先了解数据通信机制和进程调用的相关内容。

通信机制

可以分为同步、异步两种方式。 同步、异步发生在当客户端发起请求后，服务端处理客户端的请求时。

• 同步机制，是指客户端发送请求后，需要等待服务端（内核）返回信息后，再继续发送下一个请求。在这种模式中，所有的请求在服务器端得到同步，即发送方和接收方对请求的处理步调是一致的。

• 异步机制，是指客户端发出一个请求后，不等待服务端（内核）返回信息，就继续发送下一个请求。在异步机制中，所有来自发送方的请求形成一个队列，接收方处理完后再通知发送方。

进程调用

进程调用有两种状态，阻塞与非阻塞，发生在IO调度过程中。

• 阻塞方式下，进程/线程在获取最终结果之前，被系统挂起了，也就是所谓的阻塞了，在阻塞过程中该进程什么都干不了，直到最终结果反馈给它时，它才恢复运行状态。

• 非阻塞方式和阻塞相反，进程/线程在获取最终结果之前，并没有进入被挂起的状态，而是继续执行新的任务。当有最终结果时，进程再把结果交给客户端。

Nginx之所以支持高并发，是因为采用了异步非阻塞的机制，依靠事件驱动模型来实现这种机制的。

事件驱动模型中，一个进程（线程）就可以了。

对于web服务器来说，客户端A的请求连接到服务端时，服务端的某个进程（Nginx worker process）会处理该请求，此进程在没有返回给客户端A结果时，它又去处理了客户端B的请求。

服务端把客户端A以及客户端B发来的请求作为事件交给了“事件收集器”，而“事件收集器”再把收集到的事件交由“事件发送器”发送给“事件处理器”进行处理。

最后“事件处理器”处理完该事件后，通知服务端进程，服务端进程再把结果返回给客户端A、客户端B。

在这个过程中，服务端进程做的事情属于用户级别的，而事件处理这部分工作属于内核级别的。也就是说，事件驱动模型是需要操作系统内核来作为支撑的。

Nginx的事件驱动模型，支持select、poll、epoll、rtsig、kqueue、/dev/poll、eventport等。其中，linux平台上最常用的poll和epoll。

nginx组织机构

Nginx服务器使用 master/worker 多进程模式。

主进程(Master process)启动后，会接收和处理外部信号；

主进程启动后通过fork() 函数产生一个或多个子进程(work process)，每个子进程会进行进程初始化、模块调用以及对事件的接收和处理等工作。

具体而言，

主进程主要负责：

• 读取Nginx配置文件并验证其有效性和正确性

• 建立、绑定和关闭socket

• 按照配置生成、管理工作进程

• 接收外界指令，比如重启、关闭、重载服务等指令

• 日志文件管理

子进程主要负责：

• 接收客户端请求

• 将请求依次送入各个功能模块进行过滤处理

• IO调用，获取响应数据

• 与后端服务器通信，接收后端服务器处理结果

• 数据缓存，访问缓存索引，查询和调用缓存数据

• 发送请求结果，响应客户端请求

• 接收主进程指令，如重启、重载、退出等

参考文档

• 官方文档

• nginx服务器安装及配置文件详解

• nginx http 模块配置文件详细解读

• HTTP Header 详解