搭建Nginx服务器及深度优化

时间 2020-08-18

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1、Nginx介绍
Nginx专为性能优化而开发，其最大的优势就是它的稳定性和低系统资源消耗，以及对http并发链接的高处理能力，单台物理服务器可支持20000~50000个并发请求，正是如此，大量提供社交网络、新闻资讯、电子商务及虚拟主机等服务的企业纷纷选择Nginx来提供web服务，目前中国大陆使用nginx网站用户有：新浪、网易、腾讯,另外知名的微网志Plurk也使用nginx。css

Nginx是一个很牛的高性能Web和反向代理服务器,它具备有不少很是优越的特性:html

高并发链接：官方测试能支撑5万并发链接，在实际生产环境中跑到2,~3W并发链接。
内存消耗少：在3W并发链接下，开启的10个NGINX进程才消耗150M内存（15M*10=150M）
配置文件很是简单：风格跟程序同样通俗易懂。
成本低廉:Nginx做为开源软件，能够无偿使用，而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则须要十多万至几十万人民币。
支持rewrite重写规则：可以根据域名、URL的不一样，将HTTP请求分发到不一样的后端服务器群组。
内置的健康检查功能：若是Nginx Proxy后端的后台web服务器宕机了，不会影响前端访问。
节省带宽：支持GZIP压缩，能够添加浏览器本地缓存的Header头。
稳定性高：用于反向代理，宕机的几率微乎其微。
对于一个 Web 服务器来讲，一个请求的基本过程是：创建链接—接收数据—发送数据，在系统底层看来：上述过程（创建链接—接收数据—发送数据）在系统底层就是读写事件。
若是采用阻塞调用的方式，当读写事件没有准备好时，那么就只能等待，当前线程被挂起，等事件准备好了，才能进行读写事件。
若是采用非阻塞调用的方式：事件立刻返回，告诉你事件还没准备好呢，过会再来吧。过一会，再来检查一下事件，直到事件准备好了为止，在这期间，你就能够先去作其它事情，而后再来看看事件好了没。虽然不阻塞了，但你得不时地过来检查一下事件的状态，你能够作更多的事情了，但带来的开销也是不小的。非阻塞调用指在不能马上获得结果以前，该调用不会阻塞当前线程前端

非阻塞经过不断检查事件的状态来判断是否进行读写操做，这样带来的开销很大，所以就有了异步非阻塞的事件处理机制。这种机制让你能够同时监控多个事件，调用他们是非阻塞的，但能够设置超时时间，在超时时间以内，若是有事件准备好了，就返回。这种机制解决了上面阻塞调用与非阻塞调用的两个问题。
以 epoll 模型为例：当事件没有准备好时，就放入 epoll(队列)里面。若是有事件准备好了，那么就去处理；当事件没有准备好时，才在 epoll 里面等着。这样，咱们就能够并发处理大量的并发了，固然，这里的并发请求，是指未处理完的请求。线程只有一个，因此同时能处理的请求固然只有一个了，只是在请求之间进行不断地切换而已，切换也是由于异步事件未准备好，而主动让出的。这里的切换是没有任何代价，能够理解为循环处理多个准备好的事件。
多线程方式相比，这种事件处理方式是有很大的优点的，不须要建立线程，每一个请求占用的内存也不多，没有上下文切换，事件处理很是的轻量级，并发数再多也不会致使无谓的资源浪费（上下文切换）。对于 apache 服务器，每一个请求会独占一个工做线程，当并发数上到几千时，就同时有几千的线程在处理请求了。这对操做系统来讲，是个不小的挑战：由于线程带来的内存占用很是大，线程的上下文切换带来的 cpu 开销很大，天然性能就上不去，从而致使在高并发场景下性能降低严重。
总结：经过异步非阻塞的事件处理机制，Nginx 实现由进程循环处理多个准备好的事件，从而实现高并发和轻量级。
2、搭建Nginx服务器
Nginx官方下载地址：http://nginx.org/download/
本人提供的下载地址：https://pan.baidu.com/s/1PL0GyzRQ8zSPD74309R44g
提取码：4mt4
一、将nginx-1.14.0.tar.gz上传至服务器（因为后面有一个升级Nginx的操做，因此先安装一个低版本的Nginx）nginx

[root@nginx ~]# rz       #在xshell中上传所需源码包
[root@nginx ~]# tar zxf nginx-1.14.0.tar.gz -C /usr/src  #解包
[root@nginx ~]# cd /usr/src/nginx-1.14.0/   #切换至解压后的目录
[root@nginx nginx-1.14.0]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx   #建立运行Nginx的用户 
[root@nginx nginx-1.14.0]# yum -y erase httpd   #卸载系统自带的httpd服务，以避免冲突
[root@nginx nginx-1.14.0]# yum -y install openssl-devel pcre-devel
[root@nginx nginx-1.14.0]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module && make && make install

3、Nginx服务的版本升级至1.2web

[root@nginx nginx-1.14.0]# /usr/local/nginx/sbin/nginx    #启动Nginx服务
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V
nginx version: nginx/1.14.0    #注意，如今版本为nginx/1.14.0
            .......................#省略部分信息
[root@nginx ~]# rz        #在xshell中上传所需源码包

[root@nginx ~]# tar zxf nginx-1.2.4.tar.gz -C /usr/src   #解压
[root@nginx ~]# cd /usr/src/nginx-1.2.4/   #切换至解压后的路径
[root@nginx nginx-1.2.4]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module && make
#注意，升级时，不要执行make install 命令，不然会覆盖原有的低版本配置文件
[root@nginx nginx-1.2.4]# pwd    #确认当前路径
/usr/src/nginx-1.2.4 
[root@nginx nginx-1.2.4]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx nginx.bak
#将旧版本的服务控制命令进行改名
[root@nginx nginx-1.2.4]# cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/   #复制新生成的控制命令至指定目录
[root@nginx nginx-1.2.4]# kill -USR2 `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
#生成新的PID号
[root@nginx nginx-1.2.4]# kill -HUP `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`   #重启Nginx服务
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -V   #查看是否已经升级
nginx version: nginx/1.2.4     #版本为1.2.4，升级成功

4、修改Nginx服务头部信息
通常是为了提升安全性，咱们会对客户端进行隐藏Nginx的版本信息，具体操做以下：正则表达式

#修改前，客户端访问，能够看到咱们Nginx服务器的版本等信息，以下：
[root@nginx nginx-1.2.4]# curl -I 127.0.0.1    #获取头部信息
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx/1.2.4      #版本信息显示的很详细
Date: Thu, 17 Oct 2019 14:40:50 GMT
Content-Type: text/html
Content-Length: 612
Last-Modified: Thu, 17 Oct 2019 14:20:40 GMT
Connection: keep-alive
Accept-Ranges: bytes
#如今进行修改以下：
[root@nginx nginx-1.2.4]# pwd   #肯定当前工做路径在源码包中
/usr/src/nginx-1.2.4
[root@nginx nginx-1.2.4]# vim src/core/nginx.h    #修改该文件，随便修改便可
#define nginx_version      1002004
#define NGINX_VERSION      "666"   #这里为版本号信息
#define NGINX_VER          "ljz/" NGINX_VERSION    #这里原来为Nginx，现更改成ljz
#注意，上述配置项前面的注释符号不用删除
#更改完成后，保存退出便可
[root@nginx nginx-1.2.4]# vim src/http/ngx_http_header_filter_module.c
#编辑该配置文件
static char ngx_http_server_string[] = "Server: ljz" CRLF;
#搜索“nginx”，定位到该行，而后更改其中原来的nginx为ljz，注意，这里必须和前一个配置文件中指定的名字同样
#更改完成后，保存退出便可
[root@nginx nginx-1.2.4]# vim src/http/ngx_http_special_response.c   #编辑此配置文件
static u_char ngx_http_error_tail[] =     #注意，有一段配置和这段内容很是类似，主要区分这一行便可
#若是改错了，在后面将会报错
"<hr><center>ljz</center>" CRLF    #将此行中间的nginx更改成ljz。
"</body>" CRLF
"</html>" CRLF
#更改完成后，保存退出便可
[root@nginx nginx-1.2.4]# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module && make
#从新配置及编译
[root@nginx nginx-1.2.4]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx nginx2.bak   #将原有的nginx命令更名
[root@nginx nginx-1.2.4]# cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/    #复制新生成的nginx命令到指定目录
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop    #中止nginx服务
[root@nginx nginx-1.2.4]# /usr/local/nginx/sbin/nginx     #启动nginx
[root@nginx nginx-1.2.4]# curl -I 127.0.0.1   #查看其头部信息
HTTP/1.1 200 OK
Server: ljz/666       #已经更改为功
    ...............#省略部份内容

5、nginx主配置文件中 location选项的详解
在nginx的主配置文件中，有一个http{ }的段落，在http{ }中还包含了server { }，其中一个server { }就表明一个虚拟主机，能够在其中针对某个web服务配置不一样的参数，这里说一下location { }的详细配置。
一、root和alias的区别shell

root：是实际访问的文件路径会被拼接成URL的路径；
alias：实际访问的文件路径不会被拼接URL路径

在下面的配置中，“ ^ ”表示以什么开头，“ ~ ”表示使用正则匹配表达式
1）如今将配置文件中的location改成以下内容：apache

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #编辑主配置文件
http {
    ...............#省略部份内容    
    server {
        listen       80;
            location ^~ /www {
            root   /var/www/html;   #当访问127.0.0.1/www时，会寻找/var/www/html路径下的www目录
            index  index.html index.htm;
        }

    ...............#省略部份内容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    #多重载两次服务，不然可能不生效
[root@nginx nginx]# nginx -s reload
[root@nginx conf]# mkdir -p /var/www/html/www
[root@nginx conf]# echo "/var/www/html/www/index.html" > /var/www/html/www/index.html

客户端访问192.168.20.5/www进行测试：

2）如今将配置文件中的location改成以下内容：
vim

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #编辑主配置文件
http {
    ...............#省略部份内容    
    server {
        listen       80;
          location ^~ /test02 {
            alias   /var/www/test02;   #访问127.0.0.1/test02会寻找/var/www/test02目录下的网页文件
            index  index.html index.htm;
        }

    ...............#省略部份内容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload
[root@nginx conf]# mkdir -p /var/www/test02
[root@nginx conf]# echo "/var/www/test02/index.html" > /var/www/test02/index.html

客户端访问192.168.20.5/test02进行测试：

二、匹配指定的后缀时，就重定向到指定的文件
示范一：后端

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #编辑主配置文件
http {
    ...............#省略部份内容    
    server {
        listen       80;
             location ~* .(gif|jpg|png)$ {
            rewrite .(gif|jpg)$ /error.png;
        }
#以上表示当访问gif和jpg结尾的文件跳转到/usr/local/nginx/html/error.png
    ...............#省略部份内容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload
[root@nginx html]# pwd    #查看当前路径
/usr/local/nginx/html
[root@nginx html]# ls    #error.png需存放在这个目录下
50x.html  error.png  index.html

客户端访问192.168.20.5/bb.gif进行测试：

示范二：

[root@nginx res]# pwd
/webroot/res
[root@nginx res]# ls             #该路径下存放的图片
test1.jpg
[root@nginx html]# pwd           #当前路径
/usr/local/nginx/html
[root@nginx html]# cat index.html       #有一个首页文件
/usr/local/nginx/html/index.html
[root@nginx html]# vim ../conf/nginx.conf          #编辑主配置文件
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        location ~* \.(gif|jpg|jpeg|png|css|js|ico)$ {     #“~”表示使用正则表达式，“ * ”表示不区分大小写
            root /webroot/res;  #当访问以以上gif、jpg等结尾的文件时，就去/webroot/res目录下找
            index index.html index.html;
                }
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
[root@nginx html]# nginx -s reload       #重启服务，使更改生效

客户端访问Nginx的192.168.20.5进行测试：

看到的是html下的index.html文件的内容。如今访问192.168.20.5/test1.jpg进行测试：

这样，看到的就是/webroot/res/目录下的test1.jpg图片。
三、当匹配指定的请求方式，就返回特定的状态码

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #编辑主配置文件
http {
    ...............#省略部份内容    
    server {
        listen       80;
          if ($request_method = TEST) {
            return 666;
        }
#当客户端以TEST的方式访问时，返回状态码666
    ...............#省略部份内容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload

在本机执行命令 curl -X TEST -I 127.0.0.1 进行测试：
能够看到返回了咱们指定的状态码

四、当客户端不是以指定域名访问时，就跳转到指定的域名

[root@nginx conf]# vim nginx.conf          #编辑主配置文件
http {
    ...............#省略部份内容    
    server {
        listen       80;
                if ($host != 'www.test.com'){
                           rewrite ^/(.*)$ https://www.baidu.com/$1;
                }
#以上表示当客户端不是经过www.test.com域名访问时，就跳转到百度首页
    ...............#省略部份内容
    }
}
[root@nginx nginx]# nginx -t
[root@nginx nginx]# nginx -s reload    
[root@nginx nginx]# nginx -s reload

客户端访问192.168.20.5进行测试：
因为我在截图以前，就访问了一次，因此，这里输入IP时，自动会和百度对应上。

6、配置https访问Nginx
咱们都知道http是80端口，https是443端口，因为https更加安全，因此如今大多数web服务都是经过https方式进行访问的，接下来，就配置一下https访问nginx服务器。

因为互联网认证的CA证书须要付费购买，因此这里就本身作一个，没有通过互联网认证的CA证书。

[root@nginx ca]# pwd     #切换至指定目录
/usr/local/nginx/ca
[root@nginx ca]# openssl genrsa -out ca.key 4096   #生成秘钥文件
[root@nginx ca]# openssl req -new -x509 -days 7304 -key ca.key -out ca.crt
#如下全部填写的内容，可直接按回车，接收默认值
             ..................#省略部份内容
Country Name (2 letter code) [XX]:zh       #国家名称
State or Province Name (full name) []:beijing         #州或省名(全称)
Locality Name (eg, city) [Default City]:beijing   #城市名称
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:test  #公司名称
Organizational Unit Name (eg, section) []:operation     #所在部门
Common Name (eg, your name or your server's hostname)    []:test.com  #主机名
Email Address []:lv916551516@163.com    #邮箱
[root@nginx ca]# ls      #确保当前目录下有下面两个文件
ca.crt  ca.key
[root@nginx ca]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf    #编辑主配置文件
             ..................#省略部份内容，搜索“HTTPS”定位到下面的配置项，并删除HTTPS下面server{ }全部的注释符号
#更改后以下（共修改两行便可）：

    server {
        listen       443 ssl;
        server_name  localhost;

        ssl_certificate      /usr/local/nginx/ca/ca.crt;     #就改这一行，指定ca.crt的绝对路径
        ssl_certificate_key  /usr/local/nginx/ca/ca.key;     #再改这一行，指定ca.key的绝对路径

        ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
        ssl_session_timeout  5m;

        ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
        ssl_prefer_server_ciphers  on;

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

}

#更改完成后，保存退出便可
[root@nginx ca]# nginx -s reload    #重启nginx
[root@nginx ca]# nginx -s reload

客户端使用https访问测试（因为证书没有通过互联网认证的，因此会出现下面的警告信息，单击“高级”，选择继续访问便可）：

https访问成功：

7、开启Nginx访问认证
有些时候，咱们web服务的一些页面，不方便对全部人开放，这事，能够开启该网页的访问认证，开启后，就须要使用用户名密码进行登陆，才可看到相应的页面。

没有开启访问认证的状况下访问咱们192.168.20.5/auth/的网页文件，，能够直接访问，以下：

如今开启认证：

[root@nginx ~]# yum -y install httpd-tools       #安装所需htpasswd工具
[root@nginx ~]# htpasswd -c /usr/local/nginx/.passwd admin     #建立一个admin用户
New password:       #输入用户密码
Re-type new password:       #确认密码
#注：若要向.passwd中添加第二个用户，须要省略“-c”选项，不然会覆盖以前的全部用户。
Adding password for user admin
[root@nginx ~]# vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf        #编辑Nginx配置文件
             ......................#省略部份内容，编辑须要开启认证的server配置段
 server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location /auth {             #注意这里实际的路径至关于“/usr/local/nginx/html/auth”
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            auth_basic "请输入登陆帐号";        #添加提示语句
            auth_basic_user_file /usr/local/nginx/.passwd;     #指定密码文件的存放路径
        }
#编辑完成后，保存退出便可
[root@nginx nginx]# nginx -s reload        #重启Nginx服务

客户端进行访问测试（会提示输入用户名及密码，只要是.passwd文件中包含的用户和密码，都能进行登陆）：

登陆成功后，就能够看到了网页文件：