nginx入门与实战

 

网站服务

 

 

 

 

 

 

 

 

 想必我们大多数人都是通过访问网站而开始接触互联网的吧。我们平时访问的网站服务 就是 Web 网络服务，一般是指允许用户通过浏览器访问到互联网中各种资源的服务。

Web 网络服务是一种被动访问的服务程序，即只有接收到互联网中其他主机发出的 请求后才会响应，最终用于提供服务程序的 Web 服务器会通过 HTTP(超文本传输协议)或 HTTPS(安全超文本传输协议)把请求的内容传送给用户。

目前能够提供 Web 网络服务的程序有 IIS、Nginx 和 Apache 等。其中，IIS(Internet Information Services，互联网信息服务)是 Windows 系统中默认的 Web 服务程序

2004 年 10 月 4 日，为俄罗斯知名门户站点而开发的 Web 服务程序 Nginx 横空出世。 Nginx 程序作为一款轻量级的网站服务软件，因其稳定性和丰富的功能而快速占领服务器市 场，但 Nginx 最被认可的还当是系统资源消耗低且并发能力强，因此得到了国内诸如新浪、 网易、腾讯等门户站的青睐。

web服务器和web框架的关系

web服务器（nginx, apache, lighthttp, IIS）：接收HTTP请求（例如www.pythonav.cn/xiaocang.jpg）并返回数据, web服务器不和数据库打交道

web框架（django, flask,  tornado, sanic）：开发web应用程序，处理接收到的数据

NGINX 

nginx是什么

nginx是一个开源的，支持高性能，高并发的www服务和代理服务软件。它是一个俄罗斯人lgor sysoev开发的，作者将源代码开源出来供全球使用。
nginx比它大哥apache性能改进许多，nginx占用的系统资源更少，支持更高的并发连接，有更高的访问效率。
nginx不但是一个优秀的web服务软件，还可以作为反向代理，负载均衡，以及缓存服务使用。
安装更为简单，方便，灵活。
nginx可以说是非常nb了

面试回答nginx技巧

支持高并发，能支持几万并发连接
资源消耗少，在3万并发连接下开启10个nginx线程消耗的内存不到200M
可以做http反向代理和负载均衡
支持异步网络i/o事件模型epoll

 为什么要用nginx

  1. 占有内存少，并发能力强
  2. 处理静态文件
  3. 百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝都在用nginx
  4. 一台机器只有一个80端口，假如我们想要跑多个WEB服务器呢?

 

Tengine是由淘宝网发起的Web服务器项目。它在Nginx的基础上，针对大访问量网站的需求，添加了很多高级功能和特性。Tengine的性能和稳定性已经在大型的网站如淘宝网，天猫商城等得到了很好的检验。它的最终目标是打造一个高效、稳定、安全、易用的Web平台。

安装环境准备

安装nginx需要的依赖库
yum install -y gcc patch libffi-devel python-devel zlib-devel bzip2-devel openssl openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel


一. gcc 安装
安装 nginx 需要先将官网下载的源码进行编译，编译依赖 gcc 环境，如果没有 gcc 环境，则需要安装：
yum install gcc-c++

二. PCRE pcre-devel 安装
PCRE(Perl Compatible Regular Expressions) 是一个Perl库，包括 perl 兼容的正则表达式库。nginx 的 http 模块使用 pcre 来解析正则表达式，所以需要在 linux 上安装 pcre 库，pcre-devel 是使用 pcre 开发的一个二次开发库。nginx也需要此库。命令：
yum install -y pcre pcre-devel

三. zlib 安装
zlib 库提供了很多种压缩和解压缩的方式， nginx 使用 zlib 对 http 包的内容进行 gzip ，所以需要在 Centos 上安装 zlib 库。
yum install -y zlib zlib-devel

四. OpenSSL 安装
OpenSSL 是一个强大的安全套接字层密码库，囊括主要的密码算法、常用的密钥和证书封装管理功能及 SSL 协议，并提供丰富的应用程序供测试或其它目的使用。
nginx 不仅支持 http 协议，还支持 https（即在ssl协议上传输http），所以需要在 Centos 安装 OpenSSL 库。
yum install -y openssl openssl-devel

编译安装,启动nginx

1.下载源码包
wget -c https://nginx.org/download/nginx-1.9.6.tar.gz
2.解压缩源码
tar -zxvf nginx-1.9.6.tar.gz
3.配置，编译安装  开启nginx状态监测功能
./configure --prefix=/opt/nginx196/ --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module 
make && make install 
4.启动nginx，进入sbin目录,找到nginx启动命令
cd sbin
./nginx #启动
./nginx -s stop #关闭
./nginx -s reload # 平滑重启 ，修改了nginx.conf之后，可以不重启服务，加载新的配置

 

 nginx的configure参数

安装完成后检测服务

netstat -tunlp |grep 80
curl -I 127.0.0.1
#如果访问不了，检查selinux，iptables

部署一个web站点

nginx默认站点是Nginx目录下的html文件夹，这里可以从nginx.conf中查到

 location /{
            root   html;  #这里是默认的站点html文件夹，也就是 /opt/nginx196/html/文件夹下的内容
            index  index.html index.htm; #站点首页文件名是index.html
        }

如果要部署网站业务数据，只需要把开发好的程序全放到html目录下即可

[root@oldboy_python /tmp 11:34:52]#ls /opt/nginx196/html/
index.html  jssts.jpeg  lhy.mp4  man.jpg  wget-log

因此只需要通过域名/资源，即可访问

http://www.lxh1.com/man.jpg

Nginx的目录结构

[root@oldboy_python /opt/nginx196 11:44:02]#ls
client_body_temp  conf  fastcgi_temp  html  logs  proxy_temp  sbin  scgi_temp  static  uwsgi_temp

• conf 存放nginx所有配置文件的目录,主要nginx.conf
• html 存放nginx默认站点的目录，如index.html、error.html等
• logs 存放nginx默认日志的目录，如error.log access.log
• sbin 存放nginx主命令的目录,sbin/nginx

Nginx主配置文件解析

Nginx主配置文件/etc/nginx/nginx.conf是一个纯文本类型的文件，整个配置文件是以区块的形式组织的。一般，每个区块以一对大括号{}来表示开始与结束。

 nginx.conf详解

CoreModule核心模块

user www;                       #Nginx进程所使用的用户
worker_processes 1;             #Nginx运行的work进程数量(建议与CPU数量一致或auto)
error_log /log/nginx/error.log  #Nginx错误日志存放路径
pid /var/run/nginx.pid          #Nginx服务运行后产生的pid进程号

events事件模块

events {            
    worker_connections  //每个worker进程支持的最大连接数
    use epool;          //事件驱动模型, epoll默认
}

http内核模块

//公共的配置定义在http{}
http {  //http层开始
...    
    //使用Server配置网站, 每个Server{}代表一个网站(简称虚拟主机)
    'server' {
        listen       80;        //监听端口, 默认80
        server_name  localhost; //提供服务的域名或主机名
        access_log host.access.log  //访问日志
        //控制网站访问路径
        'location' / {
            root   /usr/share/nginx/html;   //存放网站代码路径
            index  index.html index.htm;    //服务器返回的默认页面文件
        }
        //指定错误代码, 统一定义错误页面, 错误代码重定向到新的Locaiton
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
    }
    ...
    //第二个虚拟主机配置
    'server' {
    ...
    }
    
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;  //包含/etc/nginx/conf.d/目录下所有以.conf结尾的文件

}   //http层结束

 nginx.conf 核心配置

 

Nginx虚拟主机

 

如果每台linux服务器只运行了一个小网站，那么人气低，流量小的草根站长需要承担高额的服务器租赁费，也造成了硬件资源浪费。

虚拟主机就是将一台服务器分割成多个“虚拟服务器”，每个站点使用各自的硬盘空间，由于省资源，省钱，众多网站都使用虚拟主机来部署网站。

虚拟主机的概念就是在web服务里的一个独立的网站站点，这个站点对应独立的域名（IP），具有独立的程序和资源目录，可以独立的对外提供服务。
这个独立的站点配置是在nginx.conf中使用server{}代码块标签来表示一个虚拟主机。
Nginx支持多个server{}标签，即支持多个虚拟主机站点。

虚拟主机类型

基于域名的虚拟主机
通过不同的域名区分不同的虚拟主机，是企业应用最广的虚拟主机。

基于端口的虚拟主机
通过不同的端口来区分不同的虚拟主机，一般用作企业内部网站，不对外直接提供服务的后台，例如www.pythonav.cn:9000

基于IP的虚拟主机
通过不同的IP区分不同的虚拟主机，此类比较少见，一般业务需要多IP的常见都会在负载均衡中绑定VIP

Nginx状态信息（status）配置

Nginx状态信息（status）配置及信息详解
    nginx与php-fpm一样内建了一个状态页，对于想了解nginx的状态以及监控nginx非常有帮助。为了后续的zabbix监控，我们需要先了解一下nginx的状态页。

Nginx状态信息（status）介绍
    Nginx软件在编译时又一个with-http_stub_status_module模块，这个模块功能是记录Nginx的基本访问状态信息，让使用者了解Nginx的工作状态。
要想使用状态模块，在编译时必须增加--with-http_stub_status_module参数。

监测你的nginx是否安装了status模块

[root@master conf]# /opt/nginx/sbin/nginx -V
nginx version: nginx/1.12.0
built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-28) (GCC)
configure arguments: --prefix=/opt/nginx/ --with-http_stub_status_module

启动status状态功能，修改配置文件

#在访问ip/status的时候，进入状态功能        
location /status {
　　　　　　　　#开启nginx状态功能
             stub_status on;
}            

平滑重启nginx

./sbin/nginx -s reload

访问status页面

http://192.168.119.10/status

通过ab压测命令检测

-n requests #执行的请求数，即一共发起多少请求。

-c concurrency #请求并发数。

-k #启用HTTP KeepAlive功能，即在一个HTTP会话中执行多个请求。

ab -kc 1000 -n 100000 http://192.168.119.10/

 

status页面解析

 

基于域名的多虚拟主机实战

nginx可以自动识别用户请求的域名，根据不同的域名请求服务器传输不同的内容，只需要保证服务器上有一个可用的ip地址，配置好dns解析服务。

/etc/hosts是linux系统中本地dns解析的配置文件，同样可以达到域名访问效果

修改nginx.conf

[root@oldboy_python ~ 14:33:16]#egrep -v '#|^$' /opt/nginx196/conf/nginx.conf
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  logs/access.log  main;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  www.lxh1.com;
        location /{
            root   html/lxh1;
            index  index.html index.htm;
        }
    }
}

上述代码配置了一个www.lxh1.com域名的站点，虚拟主机的部分就是server{}里的内容

创建lxh1.com的站点目录和文件

[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:36:08]#mkdir lxh1
[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:36:18]#echo "<meta charset=utf8>我是lxh1站点" > lxh1/index.html
[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:37:21]#cat lxh1/index.html
<meta charset=utf8>我是lxh1站点

上述作用创建了一个html/lxh1站点目录，对应于虚拟主机配置文件里的root根目录的设置html/lxh1

然后生成一个首页文件index.html，内容是“我是lxh1站点”

检查nginx语法重新加载nginx

[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:37:28]#../sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /opt/nginx196/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /opt/nginx196/conf/nginx.conf test is successful

#平滑重启nginx

[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:39:18]#../sbin/nginx -s reload

检查nginx端口，进程，访问lxh1虚拟站点

[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:40:02]#netstat -tunlp|grep nginx
[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:40:29]#ps -ef|grep nginx

#我这里是有dns解析，没有的话则需要/etc/hosts解析
#成功配置了lxh1虚拟主机站点
[root@oldboy_python /opt/nginx196/html 14:41:37]#curl www.lxh1.com
<meta charset=utf8>我是lxh1站点

配置多个域名的虚拟主机

其实就是新增一个server{}虚拟主机

egrep -v '#|^$' /opt/nginx196/conf/nginx.conf
worker_processes  1;
events {
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  logs/access.log  main;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    server {
        listen       80;
        server_name  www.lxh1.com;
        location /{
            root   html/lxh1;
            index  index.html index.htm;
        }
}
    server {
        listen       80;
        server_name  www.pythonav.cn;
        location /{
            root   html/pythonav;
            index  index.html index.htm;
        }
}
    }

创建pythonav虚拟主机站点的目录和文件

[root@oldboy_python /opt/nginx196 14:47:21]#mkdir -p /opt/nginx196/html/pythonav
[root@oldboy_python /opt/nginx196 14:49:33]#echo "<meta charset=utf8>我是pythonav，未成年禁止入内"> /opt/nginx196/html/pythonav/index.html

[root@oldboy_python /opt/nginx196 14:50:44]#./sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /opt/nginx196/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /opt/nginx196/conf/nginx.conf test is successful
[root@oldboy_python /opt/nginx196 14:51:32]#./sbin/nginx -s reload

大功告成，基于域名的虚拟主机实战搞定

[root@oldboy_python /opt/nginx196 14:52:12]#curl www.pythonav.cn
<meta charset=utf8>我是pythonav，未成年禁止入内
[root@oldboy_python /opt/nginx196 14:52:40]#curl www.lxh1.com
<meta charset=utf8>我是lxh1站点

1. Nginx错误页面优化

在网站运行过程中，可能因为页面不存在等原因，导致网站无法正常响应请求，此时web服务会返回系统的错误码，但是默认的错误页面很不友好。

 

因此我们可以将404，403等页面的错误信息重定向到网站首页或者其他指定的页面，提升用户访问体验。

server {
        listen       80;
        server_name  www.pythonav.cn;
        root html/pythonav;
        location /{
            index  index.html index.htm;
        }
　　　　　　#在pythonav路径下的40x.html错误页面
        error_page 400 403 404 405 /40x.html;
        }

40x.html

<img style='width:100%;height:100%;' src=https://pic1.zhimg.com/80/v2-77a9281a2bebc7a2ea5e02577af266a8_hd.png>

此时访问www.pythonav.cn/asdasd错误页面已经优化了

 

2. nginx访问日志（access_log）

日志功能对每个用户访问网站的日志信息记录到指定的日志文件里，开发运维人员可以分析用户的浏览器行为，此功能由ngx_http_log_module模块负责，官网地址是：

http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_log_module.html

控制日志的参数

log_format    记录日志的格式，可定义多种格式
accsss_log    指定日志文件的路径以及格式

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

对应参数解析

$remote_addr    记录客户端ip
$remote_user    远程用户，没有就是 “-”
$time_local 　　 对应[14/Aug/2018:18:46:52 +0800]
$request　　　 　对应请求信息"GET /favicon.ico HTTP/1.1"
$status　　　  　状态码
$body_bytes_sent　　571字节 请求体的大小
$http_referer　　对应“-”　　由于是直接输入浏览器就是 -
$http_user_agent　　客户端身份信息
$http_x_forwarded_for　　记录客户端的来源真实ip 97.64.34.118

日志效果如下

66.102.6.6 - - [14/Aug/2018:18:46:52 +0800] "GET /favicon.ico HTTP/1.1" 404 571 "-"

 "Mozilla/5.0 (X11; Linux x86_64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/49.0.2623.75 Safari/537.36 Google Favicon" "97.64.34.118"

 nginx.conf默认配置

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

    access_log  logs/access.log  main;

日志格式配置定义

log_format是日志关键字参数，不能变
main是日志格式指定的标签，记录日志时通过main标签选择指定的格式。 

3. nginx限制网站来源IP访问

如果哪天发现你的nginx很慢，或者检查access.log时候，有一个some body疯狂请求你的nginx server，那么可以禁止这个IP访问

限制ip或ip段访问
禁止访问/av/底下的资源

location /av {
deny 122.71.240.254;
#alias /opt/nginx196/html/av;
allow 10.1.1.0/16;  
}

4. Nginx代理功能

正向代理

正向代理，也就是传说中的代理,他的工作原理就像一个跳板（VPN），简单的说：

我是一个用户，我访问不了某网站，但是我能访问一个代理服务器，这个代理服务器呢，他能访问那个我不能访问的网站，于是我先连上代理服务器，告诉他我需要那个无法访问网站的内容，代理服务器去取回来，然后返回给我。

 

反向代理

对于客户端而言，代理服务器就像是原始服务器。

 

nginx实现负载均衡的组件

ngx_http_proxy_module    proxy代理模块，用于把请求抛给服务器节点或者upstream服务器池

实现一个简单的反向代理

实验效果:

# 在windows中访问代理服务器，然后让代理服务器去拿web服务器的数据

请求数据: windows   ——>   10.0.0.7   ——>   10.0.0.5
返回数据: windows   <——   10.0.0.7   <——   10.0.0.5

机器准备，两台服务器

master  192.168.11.63　　主负载
slave   192.168.11.64　　web1

主负载均衡节点的配置文件

 nginx.conf

检查语法并启动nginx

[root@master 192.168.11.63 /opt/nginx196]$/opt/nginx196/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /opt/nginx196/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /opt/nginx196/conf/nginx.conf test is successful

#启动nginx
[root@master 192.168.11.63 /opt/nginx196]$/opt/nginx196/sbin/nginx
#检查端口
[root@master 192.168.11.63 /opt/nginx196]$netstat -tunlp|grep nginx
tcp        0      0 0.0.0.0:80              0.0.0.0:*               LISTEN      8921/nginx: master

此时访问master的服务器192.168.11.63:80地址，已经会将请求转发给slave的80端口

除了页面效果的展示以外，还可以通过log(access.log)查看代理效果

master端日志

slave端日志

nginx语法之location详解

nginx与location语法详解

 

Keepalived高可用软件

什么是keepalived

Keepalived是一个用C语言编写的路由软件。该项目的主要目标是为Linux系统和基于Linux的基础架构提供简单而强大的负载均衡和高可用性设施。 
还可以作为其他服务（nginx，mysql）的高可用软件
keepalived主要通过vrrp协议实现高可用功能。vrrp叫（virtual router redundancy protocol）虚拟路由器冗余协议，
目的为了解决单点故障问题，他可以保证个别节点宕机时。整个网络可以不间断的运行。 

高可用故障切换原理

在keepalived工作时，主master节点会不断的向备节点发送心跳消息，告诉备节点自己还活着，
当master节点故障时，就无法发送心跳消息，备节点就无法检测到来自master的心跳了，于是调用自身的接管程序，接管master节点的ip资源以及服务，
当master主节点恢复时，备backup节点又会释放接管的ip资源和服务，回复到原本的备节点角色。

1.硬件环境准备

实验环境应该最好是4台虚拟机，环境有限因此用2台机器
master
slave

2.centos系统和nginx代理环境