Nginx服务之实例配置

应用运维 2022-10-01 Escape 手机阅读

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

Nginx服务之实例配置

1. 基础知识

1.1 架构演变

传统意思上，基于进程或线程模型架构的web服务通过每进程或每线程处理并发连接请求，这势必会在网络和I/O操作时产生阻塞，其另一个必然结果则是对内存或CPU的利用率低下。生成一个新的进程/线程需要事先备好其运行时环境，这包括为其分配堆内存和栈内存，以及为其创建新的执行上下文等。这些操作都需要占用CPU，而且过多的进程/线程还会带来线程抖动或频繁的上下文切换，系统性能也会由此进一步下降。
在设计的最初阶段，nginx的主要着眼点就是其高性能以及对物理计算资源的高密度利用，因此其采用了不同的架构模型。受启发于多种操作系统设计中基于“事件”的高级处理机制，nginx采用了模块化、事件驱动、异步、单线程及非阻塞的架构，并大量采用了多路复用及事件通知机制。在nginx中，连接请求由为数不多的几个仅包含一个线程的进程worker以高效的回环(run-loop)机制进行处理，而每个worker可以并行处理数千个的并发连接及请求。
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I/O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。

1.2 运行模式

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。

master 进程主要完成如下工作：

  1. 读取并验正配置信息；
  2. 创建、绑定及关闭套接字；
  3. 启动、终止及维护worker进程的个数；
  4. 无须中止服务而重新配置工作特性；
  5. 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；
  6. 重新打开日志文件，实现日志滚动；
  7. 编译嵌入式 perl 脚本；

worker 进程主要完成的任务包括：

  1. 负责实际响应用户请求

cache loader 进程主要完成的任务包括：

  1. 检查缓存存储中的缓存对象；
  2. 使用缓存元数据建立内存数据库；
  3. 接收、传入并处理来自客户端的连接；
  4. 提供反向代理及过滤功能；
  5. nginx 任何能完成的其它任务；

cache manager 进程的主要任务：

  1. 缓存的失效及过期检验；

2. 安装 Nginx 服务

平台版本为：rhel 6.4 32bit

2.1 基本安装操作

  • 1、解决依赖关系
# 安装Nginx服务的必备软件包和组件
yum install -y openssl-devel pcre-devel
yum groupinstall -y "Development Tools"
yum groupinstall -y "Server Platform Deveopment"
  • 2、安装 Nginx 服务
# 首先添加用户nginx，用于运行nginx服务进程
groupadd -r nginx
useradd -r -g nginx nginx

# 接着进行编译
./configure 
  --prefix=/usr/local/nginx 
  --error-log-path=/data/applogs/nginx/error.log 
  --http-log-path=/data/applogs/nginx/access.log 
  --pid-path=/var/run/nginx/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 
  --http-client-body-temp-path=/usr/local/nginx/client/ 
  --http-proxy-temp-path=/usr/local/nginx/proxy/ 
  --http-fastcgi-temp-path=/usr/local/nginx/fcgi/ 
  --http-uwsgi-temp-path=/usr/local/nginx/uwsgi 
  --http-scgi-temp-path=/usr/local/nginx/scgi 
  --with-pcre

# 最后进行安装
make && make install

2.2 额外优化操作

  • 加速内存分配
    • Nginx可以使用Tmalloc(快速、多线程的 malloc 库及优秀性能分析工具)来加速内存分配，使用此功能需要事先安装gperftools，而后在编译nginx添加--with-google_perftools_module选项即可。
  • 添加额外组件
    • 如果想使用Nginx的perl模块，可以为configure脚本添加--with-http_perl_module选项来实现。
    • 如果想使用基于nginx的cgi功能，也可以基于FCGI来实现，具体实现方法请参照网上的文档。
  • 编译启动脚本
    • 为Nginx提供SysV的init脚本
    • 新建/etc/rc.d/init.d/nginx文件，添加如下内容
#!/bin/sh
# nginx - this script starts and stops the nginx daemon
#
# chkconfig:   - 85 15
# description:  Nginx is an HTTP(S) server, HTTP(S) reverse 
#               proxy and IMAP/POP3 proxy server
# processname: nginx
# config:      /etc/nginx/nginx.conf
# config:      /etc/sysconfig/nginx
# pidfile:     /var/run/nginx.pid
# Source function library.
. /etc/rc.d/init.d/functions

# Source networking configuration.
. /etc/sysconfig/network

# Check that networking is up.
[ "$NETWORKING" = "no" ] && exit 0
nginx="/usr/local/nginx/sbin/nginx"
prog=$(basename $nginx)
NGINX_CONF_FILE="/usr/local/nginx/nginx.conf"

[ -f /etc/sysconfig/nginx ] && . /etc/sysconfig/nginx
lockfile=/var/lock/subsys/nginx

make_dirs() {
   # make required directories
   user=`nginx -V 2>&1 | grep "configure arguments:" | sed 's/[^*]*--user=([^ ]*).*/1/g' -`
   options=`$nginx -V 2>&1 | grep 'configure arguments:'`
   for opt in $options; do
       if [ `echo $opt | grep '.*-temp-path'` ]; then
           value=`echo $opt | cut -d "=" -f 2`
           if [ ! -d "$value" ]; then
               # echo "creating" $value
               mkdir -p $value && chown -R $user $value
           fi
       fi
   done
}

start() {
    [ -x $nginx ] || exit 5
    [ -f $NGINX_CONF_FILE ] || exit 6
    make_dirs
    echo -n $"Starting $prog: "
    daemon $nginx -c $NGINX_CONF_FILE
    retval=$?
    echo
    [ $retval -eq 0 ] && touch $lockfile
    return $retval
}

stop() {
    echo -n $"Stopping $prog: "
    killproc $prog -QUIT
    retval=$?
    echo
    [ $retval -eq 0 ] && rm -f $lockfile
    return $retval
}

restart() {
    configtest || return $?
    stop
    sleep 1
    start
}

reload() {
    configtest || return $?
    echo -n $"Reloading $prog: "
    killproc $nginx -HUP
    RETVAL=$?
    echo
}

force_reload() {
    restart
}

configtest() {
  $nginx -t -c $NGINX_CONF_FILE
}

rh_status() {
    status $prog
}

rh_status_q() {
    rh_status >/dev/null 2>&1
}

case "$1" in
    start)
        rh_status_q && exit 0
        $1
        ;;
    stop)
        rh_status_q || exit 0
        $1
        ;;
    restart|configtest)
        $1
        ;;
    reload)
        rh_status_q || exit 7
        $1
        ;;
    force-reload)
        force_reload
        ;;
    status)
        rh_status
        ;;
    condrestart|try-restart)
        rh_status_q || exit 0
            ;;
    *)
        echo $"Usage: $0 {start|stop|status|restart|condrestart|try-restart|reload|force-reload|configtest}"
        exit 2
esac

# 而后为此脚本赋予执行权限
chmod +x /etc/rc.d/init.d/nginx

# 添加至服务管理列表，并让其开机自动启动
chkconfig --add nginx
chkconfig nginx on

# 而后就可以启动服务并测试了
service nginx start

3. Nginx 配置文件

3.1 配置格式介绍

Nginx的配置有着几个不同的上下文：main、http、server、upstream和location(还有实现邮件服务反向代理的mail)。配置语法的格式和定义方式遵循所谓的C风格，因此支持嵌套，还有着逻辑清晰并易于创建、阅读和维护等优势。
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。
在nginx内部，进程间的通信是通过模块的pipeline或chain实现的。换句话说，每一个功能或操作都由一个模块来实现。例如，压缩、通过FastCGI或uwsgi协议与upstream服务器通信，以及与memcached建立会话等。
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。

user
worker_processes
error_log
pid

events {
    ...
}

http {
    ...
    upstream escapelife {
        ...
}

server{
    ...
    location {
        ...
        }
    }
}

3.2 配置 main 模块

下面说明main模块中的几个关键参数。

  • error_log
# 用于配置错误日志，可用于main、http、server及location上下文中

# 语法格式
error_log file | stderr [debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg]

# 如果在编译nginx时使用了--with-debug选项，还可以使用如下格式打开调试功能。
error_log LOGFILE [debug_core|debug_alloc|debug_mutex|debug_event|debug_http|debug_imap];

# 要禁用错误日志，不能使用“error_log off;”，而要使用类似如下选项：
error_log /dev/null crit;
  • timer_resolution
# 用于降低gettimeofday()系统调用的次数。
# 默认情况下，每次从kevent()、epoll、/dev/poll、select()或poll()返回时都会执行此系统调用。

# 语法格式
timer_resolution interval

# 例如
timer_resolution  100ms;
  • worker_cpu_affinity
# 通过sched_setaffinity()将worker绑定至CPU上，只能用于main上下文。

# 语法格式
worker_cpu_affinity cpumask ...

# 例如
worker_processes     4;
worker_cpu_affinity  0001 0010 0100 1000;
  • worker_priority
# 为worker进程设定优先级(指定nice值)，此参数只能用于main上下文中，默认为0；

# 语法格式
worker_priority number
  • worker_processes
# worker进程是单线程进程。如果Nginx用于CPU密集型的场景中，如SSL或gzip，且主机上的CPU个数至
# 少有2个，那么应该将此参数值设定为与CPU核心数相同；如果Nginx用于大量静态文件访问的场景中，且
# 所有文件的总大小大于可用内存时，应该将此参数的值设定得足够大以充分利用磁盘带宽。

# 此参数与Events上下文中的work_connections变量一起决定了maxclient的值
maxclients = work_processes * work_connections
  • worker_rlimit_nofile
# 设定worker进程所能够打开的文件描述符个数的最大值。

# 语法格式
worker_rlimit_nofile number

3.3 配置 events 模块

  • worker_connections
# 设定每个worker所处理的最大连接数
# 它与来自main上下文的worker_processes一起决定了maxclients的值
max_clients = worker_processes * worker_connections

# 而在反向代理场景中，其计算方法与上述公式不同，因为默认情况下浏览器将打开2个
# 连接，而nginx会为每一个连接打开2个文件描述符，因此，其maxclients的计算方法为
max_clients = worker_processes * worker_connections / 4
  • use
# 在有着多于一个的事件模型IO的应用场景中，可以使用此指令设定nginx所使用的IO机制
# 默认为./configure脚本选定的各机制中最适用当前OS的版本

# 语法格式
use [kqueue|rtsig|epoll|/dev/poll|select|poll|eventport]

3.4 一个配置示例

user nginx;
worker_processes 16;
error_log /var/log/nginx/error.log;
pid /var/run/nginx.pid;

events {
    use epoll;
    worker_connections 2048;
}

3.5 HTTP 服务器相关配置

http上下文专用于配置用于http的各模块，此类指令非常的多，每个模块都有其专用指定，具体请参数nginx官方wiki关于模块部分的说明。

大体上来讲，这些模块所提供的配置指令还可以分为如下几个类别。

  • 客户端类指令
    • client_body_buffer_size
    • client_header_buffer_size
    • client_header_timeout
    • keepalive_timeout
    • 等等
  • 文件 IO 类指令
    • aio
    • directio
    • open_file_cache
    • open_file_cache_min_uses
    • open_file_cache_valid
    • sendfile
    • 等等
  • hash 类指令
    • 用于定义Nginx为某特定的变量分配多大的内存空间
    • types_hash_bucket_size
    • server_names_hash_bucket_size
    • variables_hash_bucket_size
    • 等等
  • 套接字类指令
    • 用于定义Nginx如何处理tcp套接字相关的功能
    • tcp_nodelay(用于keepalive功能启用时)
    • tcp_nopush(用于sendfile启用时)
    • 等等

3.6 虚拟服务器相关配置

  • 用于定义虚拟服务器相关的属性，常见的指令有backlog、rcvbuf、bind及sndbuf等。
server {
    <directive> <parameters>;
}

3.7 location 的相关配置

  • 通常用于server上下文中，用于设定某URI的访问属性，location可以嵌套。
location [modifier] uri {...} 或 location @name {…}
  • 如下面关于memcached的相关配置
server {
  location / {
    set $memcached_key $uri;
    memcached_pass     name:11211;
    default_type       text/html;
    error_page         404 @fallback;
  }

  location @fallback {
    proxy_pass http://backend;
  }
}

4. Nginx 的反向代理

4.1 使用方式

Nginx通过proxy模块实现反向代理功能。在作为web反向代理服务器时，nginx负责接收客户请求，并能够根据URI、客户端参数或其它的处理逻辑将用户请求调度至上游服务器上(upstream server)。nginx在实现反向代理功能时的最重要指令为proxy_pass，它能够将location定义的某URI代理至指定的上游服务器(组)上。如下面的示例中，location的/uri将被替换为上游服务器上的/newuri。

location /uri {
    proxy_pass http://www.escapelife.com:8080/newuri;
}
  • 不过，这种处理机制中有两个例外。一个是如果location的URI是通过模式匹配定义的，其URI将直接被传递至上游服务器，而不能为其指定转换的另一个URI。
location ~ ^/bbs {
    proxy_pass http://www.escapelife.com;
}
  • 第二个例外是，如果在loation中使用的URL重定向，那么nginx将使用重定向后的URI处理请求，而不再考虑上游服务器上定义的URI。如下面所示的例子中，传送给上游服务器的URI为/index.php?page=<match>，而不是/index。
location / {
    rewrite /(.*)$ /index.php?page=$1 break;
    proxy_pass http://localhost:8080/index;
}

4.2 proxy 模块的指令

proxy模块的可用配置指令非常多，它们分别用于定义proxy模块工作时的诸多属性，如连接超时时长、代理时使用http协议版本等。下面对常用的指令做一个简单说明。

  • proxy_connect_timeout
    • nginx将一个请求发送至upstream server之前等待的最大时长；
  • proxy_cookie_domain
    • 将upstream server通过Set-Cookie首部设定的domain属性修改为指定的值，其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量；
  • proxy_cookie_path
    • 将upstream server通过Set-Cookie首部设定的path属性修改为指定的值，其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量；
  • proxy_hide_header
    • 设定发送给客户端的报文中需要隐藏的首部；
  • proxy_pass
    • 指定将请求代理至upstream server的URL路径；
  • proxy_set_header
    • 将发送至upsream server的报文的某首部进行重写；
  • proxy_redirect
    • 重写location并刷新从upstream server收到的报文的首部；
  • proxy_send_timeout
    • 在连接断开之前两次发送至upstream server的写操作的最大间隔时长；
  • proxy_read_timeout
    • 在连接断开之前两次从接收upstream server接收读操作的最大间隔时长；

如下面的一个示例：

proxy_redirect off;
proxy_set_header Host $host;

proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
client_max_body_size 10m;
client_body_buffer_size 128k;
proxy_connect_timeout 30;
proxy_send_timeout 15;
proxy_read_timeout 15;

4.3 upstream 模块

与proxy模块结合使用的模块中，最常用的当属upstream模块。pstream模块可定义一个新的上下文，它包含了一组宝岛upstream服务器，这些服务器可能被赋予了不同的权重、不同的类型甚至可以基于维护等原因被标记为down。
upstream 模块常用的指令

  • ip_hash：基于客户端IP地址完成请求的分发，它可以保证来自于同一个客户端的请求始终被转发至同一个upstream服务器；
  • keepalive：每个worker进程为发送到upstream服务器的连接所缓存的个数；
  • least_conn：最少连接调度算法；
  • server：定义一个upstream服务器的地址，还可包括一系列可选参数，如：
    • weight：权重；
    • max_fails：最大失败连接次数，失败连接的超时时长由fail_timeout指定；
    • fail_timeout：等待请求的目标服务器发送响应的时长；
    • backup：用于fallback的目的，所有服务均故障时才启动此服务器；
    • down：手动标记其不再处理任何请求；
# 例如
upstream backend {
  server www.escapelife.com weight=5;
  server www2.escapelife.com:8080       max_fails=3  fail_timeout=30s;
}

upstream模块的负载均衡算法主要有三种，轮调(round-robin)、ip 哈希(ip_hash)和最少连接(least_conn)三种。此外，upstream模块也能为非http类的应用实现负载均衡，如下面的示例定义了nginx为memcached服务实现负载均衡之目的。

upstream memcachesrvs {
    server 172.16.100.6:11211;
    server 172.16.100.7:11211;
}

server {
    location / {
    set $memcached_key "$uri?$args";
    memcached_pass memcachesrvs;
    error_page 404 = @fallback;
    }

    location @fallback {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
    }
}

4.4 if 判断语句

  • 基本使用方法

在location中使用if语句可以实现条件判断，其通常有一个return语句，且一般与有着last或break标记的rewrite规则一同使用。但其也可以按需要使用在多种场景下，需要注意的是，不当的使用可能会导致不可预料的后果。

location / {
    if ($request_method == "PUT") {
        proxy_pass http://upload.escapelife.com:8080;
    }

    if ($request_uri ~ ".(jpg|gif|jpeg|png)$") {
        proxy_pass http://imageservers;
        break;
    }
}

upstream imageservers {
    server 172.16.100.8:80 weight 2;
    server 172.16.100.9:80 weight 3;
}
  • if 语句中的判断条件
# 正则表达式匹配
~：与指定正则表达式模式匹配时返回“真”，判断匹配与否时区分字符大小写；
~*：与指定正则表达式模式匹配时返回“真”，判断匹配与否时不区分字符大小写；
!~：与指定正则表达式模式不匹配时返回“真”，判断匹配与否时区分字符大小写；
!~*：与指定正则表达式模式不匹配时返回“真”，判断匹配与否时不区分字符大小写；

# 文件及目录匹配判断
-f, !-f：判断指定的路径是否为存在且为文件；
-d, !-d：判断指定的路径是否为存在且为目录；
-e, !-e：判断指定的路径是否存在，文件或目录均可；
-x, !-x：判断指定路径的文件是否存在且可执行；
  • 常用的全局变量

下面是nginx常用的全局变量中的一部分，它们经常用于if语句中实现条件判断。

$args
$content_length
$content_type
$document_root
$document_uri
$host
$http_user_agent
$http_cookie
$limit_rate
$request_body_file
$request_method
$remote_addr
$remote_port
$remote_user
$request_filename
$request_uri
$query_string
$scheme
$server_protocol
$server_addr
$server_name
$server_port
$uri

5. 反向代理性能优化

在反向代理场景中，nginx有一系列指令可用于定义其工作特性，如缓冲区大小等，给这些指令设定一个合理的值，可以有效提升其性能。

5.1 缓冲区设定

nginx在默认情况下在将其响应给客户端之前会尽可能地接收来upstream服务器的响应报文，它会将这些响应报文存暂存于本地并尽量一次性地响应给客户端。然而，在来自于客户端的请求或来自upsteam服务器的响应过多时，nginx会试图将之存储于本地磁盘中，这将大大降低nginx的性能。因此，在有着更多可用内存的场景中，应该将用于暂存这些报文的缓冲区调大至一个合理的值。

  • proxy_buffer_size size
    • 设定用于暂存来自于upsteam服务器的第一个响应报文的缓冲区大小；
  • proxy_buffering on|off
    • 启用缓冲upstream服务器的响应报文，否则，如果proxy_max_temp_file_size指令的值为0，来自upstream服务器的响应报文在接收到的那一刻将同步发送至客户端；一般情况下，启用proxy_buffering并将proxy_max_temp_file_size设定为0能够启用缓存响应报文的功能，并能够避免将其缓存至磁盘中；
  • proxy_buffers 8 4k|8k
    • 用于缓冲来自upstream服务器的响应报文的缓冲区大小；

5.2 缓存设定

nginx做为反向代理时，能够将来自upstream的响应缓存至本地，并在后续的客户端请求同样内容时直接从本地构造响应报文。

  • proxy_cache zone|off
    • 定义一个用于缓存的共享内存区域，其可被多个地方调用；缓存将遵从upstream服务器的响应报文首部中关于缓存的设定，如  "Expires"、"Cache-Control: no-cache"、 "Cache-Control: max-age=XXX"、"private"和"no-store"  等，但nginx在缓存时不会考虑响应报文的"Vary"首部。为了确保私有信息不被缓存，所有关于用户的私有信息可以upstream上通过"no-cache" or "max-age=0"来实现，也可在 nginx 设定proxy_cache_key必须包含用户特有数据如$cookie_xxx的方式实现，但最后这种方式在公共缓存上使用可能会有风险。因此，在响应报文中含有以下首部或指定标志的报文将不会被缓存。
Set-Cookie
Cache-Control containing "no-cache", "no-store", "private", or a "max-age" with a non-numeric or 0 value
Expires with a time in the past
X-Accel-Expires: 0
  • proxy_cache_key
    • $uri设定在存储及检索缓存时用于“键”的字符串，可以使用变量为其值，但使用不当时有可能会为同一个内容缓存多次；另外，将用户私有信息用于键可以避免将用户的私有信息返回给其它用户；
  • proxy_cache_lock
    • 启用此项，可在缓存未命令中阻止多个相同的请求同时发往upstream，其生效范围为worker级别；
  • proxy_cache_lock_timeout
    • proxy_cache_lock功能的锁定时长；
  • proxy_cache_min_uses
    • 某响应报文被缓存之前至少应该被请求的次数；
  • proxy_cache_path
    • 定义一个用记保存缓存响应报文的目录，及一个保存缓存对象的键及响应元数据的共享内存区域(keys_zone=name:size)，其可选参数有：
    • levels：每级子目录名称的长度，有效值为 1 或 2，每级之间使用冒号分隔，最多为 3 级；
    • inactive：非活动缓存项从缓存中剔除之前的最大缓存时长；
    • max_size：缓存空间大小的上限，当需要缓存的对象超出此空间限定时，缓存管理器将基于 LRU 算法对其进行清理；
    • loader_files：缓存加载器(cache_loader)的每次工作过程最多为多少个文件加载元数据；
    • loader_sleep：缓存加载器的每次迭代工作之后的睡眠时长；
    • loader_threashold：缓存加载器的最大睡眠时长；
# 例如
proxy_cache_path  /data/nginx/cache/one    levels=1      keys_zone=one:10m;
proxy_cache_path  /data/nginx/cache/two    levels=2:2    keys_zone=two:100m;
proxy_cache_path  /data/nginx/cache/three  levels=1:1:2  keys_zone=three:1000m;
  • proxy_cache_use_stale
    • 在无法联系到upstream服务器时的哪种情形下(如error、timeout或http_500等)让nginx使用本地缓存的过期的缓存对象直接响应客户端请求
# 其格式为
proxy_cache_use_stale error|timeout|invalid_header|updating
proxy_cache_use_stale http_500|http_502|http_503|http_504|http_404|off
  • proxy_cache_valid [ code …] time
    • 用于为不同的响应设定不同时长的有效缓存时长
    • 例如：proxy_cache_valid 200 302 10m;
  • proxy_cache_methods [GET HEAD POST]
    • 为哪些请求方法启用缓存功能；
  • proxy_cache_bypass string
    • 设定在哪种情形下，nginx将不从缓存中取数据；
# 例如
proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
proxy_cache_bypass $http_pragma $http_authorization;

http {
    proxy_cache_path  /data/nginx/cache  levels=1:2    keys_zone=STATIC:10m
                                         inactive=24h  max_size=1g;
    server {
        location / {
            proxy_pass             http://www.escapelife.com;
            proxy_set_header       Host $host;
            proxy_cache            STATIC;
            proxy_cache_valid      200  1d;
            proxy_cache_valid       301 302 10m;
            proxy_cache_vaild        any 1m;
            proxy_cache_use_stale  error timeout invalid_header updating
                                   http_500 http_502 http_503 http_504;
        }
    }
}

5.3 压缩设定

nginx将响应报文发送至客户端之前可以启用压缩功能，这能够有效地节约带宽，并提高响应至客户端的速度。通常编译nginx默认会附带gzip压缩的功能，因此，可以直接启用之。

http {
    gzip on;
    gzip_http_version 1.0;
    gzip_comp_level 2;
    gzip_types text/plain
        text/css
        application/x-javascript
        text/xml
        application/xml
        application/xml+rss
        text/javascript
        application/javascript
        application/json;
    gzip_disable msie6;
}

gzip_proxied指令可以定义对客户端请求哪类对象启用压缩功能，如“expired”表示对由于使用了expire首部定义而无法缓存的对象启用压缩功能，其它可接受的值还有“no-cache”、“no-store”、“private”、“no_last_modified”、“no_etag”和“auth”等，而“off”则表示关闭压缩功能。

^~ /test
rewrite a.jpg   a.css  last;
rewrite  a.css  --> 172.16.1.1 break;
rewrite  172.16.1.1 172.16.1.2
~*  css$

6. Nginx 配置文件示例

6.1 反向代理

server {
        listen       80;
        server_name  www.escapelife.com;
        add_header X-Via $server_addr;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            if ($request_method ~* "PUT") {
                proxy_pass http://172.16.100.12;
                break;
            }
        }

        location /bbs {
            proxy_pass http://172.16.100.11/;
        }
}

此例中，对http://www.escapelife.com/bbs/的请求将被转发至http://172.16.100.11/这个URL，切记最后的/不应该省去；而/匹配的URL中请求方法为“PUT”时，将被转发至http://172.16.100.12/这个URL。
另外，add_header用于让nginx在响应给用户的报文中构造自定义首部，其使用格式为“add_header NAME VALUE”。可以使用curl命令对配置好的服务进行请求，以验正其效果。如：

# curl -I http://www.escapelife.com/bbs/
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.4.1
Date: Tue, 14 May 2013 10:19:10 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 15
Connection: keep-alive
Last-Modified: Tue, 30 Apr 2013 09:34:09 GMT
ETag: "186e9f-f-b4076640"
X-Via: 172.16.100.107
Accept-Ranges: bytes

在后端服务器172.16.100.12上装载dav模块，并开放其dav功能，而后验正文件上传效果。开放dav功能的方法如下：

# 首先启用如下两个模块
LoadModule dav_module modules/mod_dav.so
LoadModule dav_fs_module modules/mod_dav_fs.so

# 而后配置相应主机的目录如下所示，关键是其中的dav一行
<Directory "/var/www/html">
    dav on
    Options Indexes FollowSymLinks
    Order allow,deny
    Allow from all
</Directory>

# 接着尝试访问代理服务器
# curl -I -T /etc/inittab http://www.escapelife.com/
HTTP/1.1 100 Continue

HTTP/1.1 201 Created
Server: nginx/1.4.1
Date: Tue, 14 May 2013 10:20:15 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 261
Location: http://172.16.100.107/inittab
Connection: keep-alive
X-Via: 172.16.100.107

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//IETF//DTD HTML 2.0//EN">
<html><head>
<title>201 Created</title>
</head><body>
<h2>Created</h2>
<p>Resource /inittab has been created.</p>
<hr />
<address>Apache/2.2.3 (Red Hat) Server at 172.16.100.12 Port 80</address>
</body></html>

6.2 启用缓存

http {
    include            mime.types;
    default_type       application/octet-stream;
    sendfile           on;
    keepalive_timeout  65;

    proxy_cache_path  /nginx/cache/escapelife
                      levels=1:2
                      keys_zone=first:10m
                      max_size=10g
                      inactive=60m
                      use_temp_path=off;

    server {
        listen       80;
        server_name  www.escapelife.com;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            if ($request_method ~* "PUT") {
                proxy_pass http://172.16.100.12;
                break;
            }
        }

        location /bbs {
            proxy_pass         http://172.16.100.11/;
            proxy_cache        first;
            proxy_cache_valid  200 1d;
            proxy_cache_valid  301 302 10m;
            proxy_cache_valid  any 1m;
        }
    }
}

6.3 使用 upstream

  • upstream 不启用缓存
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    upstream websrv {
        server 172.16.100.11 weight=1;
        server 172.16.100.12 weight=1;
        server 127.0.0.1:8080 backup;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  www.escapelife.com;
        add_header X-Via $server_addr;

        location / {
            proxy_pass http://websrv;
            index  index.html index.htm;
            if ($request_method ~* "PUT") {
                proxy_pass http://172.16.100.12;
                break;
            }
        }

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

    server {
        listen 8080;
        server_name localhost;
        root /nginx/htdocs;
        index index.html;
    }
}

测试效果：默认情况下，nginx对定义了权重的upstream服务器使用加权轮调的方法调度访问，因此，其多次访问应该由不同的服务器进行响应。如下所示。

# curl  http://172.16.100.107/
RS2.escapelife.com

# curl  http://172.16.100.107/
RS1.escapelife.com

根据上面的配置，如果172.16.100.11和172.16.100.12两个upstream服务器均宕机时，将由本地监听在8080端口的虚拟主机进行响应。

# curl  http://172.16.100.107/
Sorry...
  • 为 upstream 启用缓存
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    proxy_cache_path /data/cache  levels=1:2   keys_zone=html:10m max_size=512m;

    upstream websrv {
        server 172.16.100.11 weight=1;
        server 172.16.100.12 weight=1;
        server 127.0.0.1:8080 backup;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  www.escapelife.com;
        add_header X-Via $server_addr;
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
        location / {
            proxy_pass http://websrv;
            proxy_cache first;
            proxy_cache_valid 200 1d;
            proxy_cache_valid 301 302 10m;
            proxy_cache_valid any 1m;
            index  index.html index.htm;
            if ($request_method ~* "PUT") {
                proxy_pass http://172.16.100.12;
                break;
            }
        }

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

    server {
        listen 8080;
        server_name localhost;
        root /nginx/htdocs;
        index index.html;
    }
}
  • 第一次访问某可缓存资源时，在本地缓存中尚未有其对应的缓存对象，因此，其一定为未命中状态。而第二次请求时，则可以直接从本地缓存构建响应报文。
# curl -I http://www.escapelife.com/
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.4.1
Date: Tue, 14 May 2013 10:53:07 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 15
Connection: keep-alive
Last-Modified: Tue, 30 Apr 2013 09:34:09 GMT
ETag: "186e9f-f-b4076640"
Accept-Ranges: bytes
X-Via: 172.16.100.107
X-Cache-Status: MISS

# curl -I http://www.escapelife.com/
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.4.1
Date: Tue, 14 May 2013 10:53:09 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Content-Length: 15
Connection: keep-alive
Last-Modified: Tue, 30 Apr 2013 09:34:09 GMT
ETag: "186e9f-f-b4076640"
X-Via: 172.16.100.107
X-Cache-Status: HIT
Accept-Ranges: bytes

7. Nginx 服务限速配置

nginx的限速功能通过limit_zone、limit_conn和limit_rate指令进行配置。首先需要在http上下文配置一个limit_zone，然后在需要的地方使用limit_conn和limit_rate进行限速设置。下面是一个简单的例子。

  • limit_zone
    • 语法格式：limit_req_zone $variable zone=name:size rate=rate;
    • 实现针对每个IP定义一个存储session状态的容器
http {
  limit_zone  first  $binary_remote_addr  10m;
  server {
    location /downloads/ {
      limit_conn   first  1;
      limit_rate 50k;
    }
  }
}

这个示例中定义了一个名叫first的10m大小的容器，这个名字会在后面的limit_conn中使用。limit_conn first 1;限制在first中记录状态的每个IP只能发起一个并发连接。limit_rate 50k;  对每个连接限速50k。
注意，这里是对连接限速，而不是对IP限速。如果一个IP允许三个并发连接，那么这个 IP 就是限速为limit_rate×3，在设置的时候要根据自己的需要做设置调整，要不然会达不到自己希望的目的。
限制连接数的配置如下所示。

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;

server {
    ...
    limit_conn perip 10;
    limit_conn perserver 100;
}