nginx cache静态化+tmpfs 高性能cdn方案 原创-胡志广
nginx cache静态化+tmpfs 高性能cdn方案 原创-胡志广博客分类： nginx
cachenginxproxy静态化
1 摘要
本文档主要分为3部分内容：
（1） 解决不同URL访问不同后端的nginx配置方法
（2） Nginx cache和内存文件系统的配置方法
（3） Proxy cache的详细配置内容
2 匹配不同URL访问不同后端
如果想通过访问不同类别URL分配到不同的后端通过nginx实现，首先举个例子，将需求场景进行描述：
域名为：www.xxx.com(本机IP为192.168.12.63)
域名下有3个目录product、cart、goods，这3个目录分别为不同业务，那么我们打算访问3个不同目录下的内容时分别分配到不同的后端进行处理，如访问www.xxx.com/product/xxx.html，那么我们预设是下面3类情况：
访问product下的资源时分配到127.0.0.1:8081和127.0.0.1:8082
访问cart下的资源时分配到127.0.0.1:8083和127.0.0.1:8084
访问goods下的资源时分配到192.168.12.34:8081和192.168.12.34:8082
如果要满足上述需求，那么我们就需要用到nginx的upstream模块和rewrite的if模块配合
首先我们需要配置3个后端，分别满足3种不同业务分配，配置如下：
#product业务的后端
upstream product_tomcats{
server 127.0.0.1:8081 weight=10;
server 127.0.0.1:8082 weight=10;
}
#cart 业务的后端
upstream cart_tomcats{
server 127.0.0.1:8083 weight=10;
server 127.0.0.1:8084 weight=10;
}
#goods 业务的后端
upstream goods_tomcats{
server 192.168.12.34:8081 weight=10;
server 192.168.12.34:8082 weight=10;
}
配置好upstream后，我们配置匹配不同目录访问不同后端的内容，通过if语法来实现根据不同请求的url进程正则匹配，然后满足条件的分配到指定的后端，if语句用来实现判断不同URL分配后端配置的功能，具体配置(底色为绿色的内容)如下：
注：$request变量是获取 http method（GET POST）浏览器访问URL HTTP协议，如：
GET /goods/2222.html HTTP/1.1
location / {
proxy_cache cache_one;
proxy_cache_key "$host:$server_port$request_uri";
proxy_cache_valid200 304 20m;
rewrite /product/(+)\.html /index.jsp?id=$1 last;
rewrite /cart/(+)\.html /index1.jsp?id=$1 last;
rewrite /goods/(+)\.html /index2.jsp?id=$1 last;
#判断是否匹配product通过正则，如果匹配将请求转发到product_tomcats集群上
if ($request ~* .*/product/(.*)){
proxy_pass http://product_tomcats;
}
#判断是否匹配cart通过正则，如果匹配将请求转发到cart _tomcats集群上
if ($request ~* .*/cart/(.*)){
proxy_pass http://cart_tomcats;
}
#判断是否匹配goods通过正则，如果匹配将请求转发到goods _tomcats集群上
if ($request ~* .*/goods/(.*)){
proxy_pass http://goods_tomcats;
}
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
add_header X-Cache '$upstream_cache_status from $host';
}
这样通过upstream配置不同的后端集群组，然后通过if语法的正则匹配URL来分配到不同的集群组上来实现不同种类的URL 匹配访问不同后端处理。
3 Nginx cache
3.1 挂载内存文件系统
我们采用tmpfs内存文件系统，来做缓存文件系统，这样可以让系统不经过I/O提高效率。
挂载tmpfs:
mount tmpfs自定义名称 挂载位置 -t tmpfs -o size=分配空间大小
例：
mkdir /tmpfs
mount my_tmpfs /tmpfs -t tmpfs -o size=500m
动态调整tmpfs空间大小：
mount 挂载位置 -o remount,size=重新分配空间大小
例：
mount /tmpfs -o remount,size=1024m
卸载已挂载的tmpfs
umount /tmpfs
3.2 配置nginx cache
Nginx cache状态：
lMISS
lEXPIRED - expired。请求被传送到后端。
lUPDATING - expired。由于proxy/fastcgi_cache_use_stale正在更新，将使用旧的应答。
lSTALE - expired。由于proxy/fastcgi_cache_use_stale，后端将得到过期的应答。
lHIT
proxy_cache_key 可采用2种配法，根据需求来定义:
（1） 通过浏览器获取的URL做KEY
域名：端口 浏览器完整地址（包括动态参数，如:www.xxx.com:80/goods/1.html）
proxy_cache_key "$host:$server_port$request_uri";
（2） 通过真实的URL地址做KEY
域名：端口 真实请求地址（不是rewrite后的） ? 参数
(如www.xxx.com:80/index.jsp?id=111)
proxy_cache_key "$host:$server_port$uri$is_args$args";
建议采用第一种
下面绿色位置是对缓存内容进行的配置，例：
…….
#日志配置
# $upstream_addr 请求后端的地址
# $upstream_status 请求后端响应状态
# $upstream_cache_status 缓存状态
log_format main'$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
"$request" $status $bytes_sent'
'"$http_referer""$http_user_agent"'
'"$gzip_ratio"'
'"addr:$upstream_addr-status:$upstream_status- cachestatus:$upstream_cache_status"' ;
…….
#缓冲代理请求，proxy_temp_path需要和proxy_cache_path在一个分区下
proxy_temp_path /tmpfs_cache/proxy_temp_path;
#缓存地址为/tmpfs_cache/proxy_cache_path，缓存目录级别分为2级，cache名称为cache_one，内存缓存空间大小为500M，自动清除超过1天未访问的缓存数据，缓存硬盘空间为15G
proxy_cache_path /tmpfs_cache/proxy_cache_path levels=1:2 keys_zone=cache_one:500m inactive=1d max_size=15g;
server {
listen 80;
server_namewww.xxx.com;
charset utf-8;
access_log logs/cache_test.access.log main;
error_log logs/cache_test.error.log warn;
autoindex on;
index index.html;
location / {
#使用缓存cache_one上面proxy_cache_path中定义的key_zone=cache_one;
proxy_cachecache_one;
#缓存key拼接规则：域名:端口 获取浏览器请求的URL完整地址
proxy_cache_key "$host:$server_port$request_uri";
#对HTTP状态码200和304的缓存20分钟
proxy_cache_valid200 304 20m;
………..
#获取proxy的真实域名
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
#设置浏览器中的header可查看该页面的缓存状态
add_header X-Cache '$upstream_cache_status from $host';
}
3.3 proxy cache配置详细内容
3.3.1proxy_cache_key
语法：proxy_cache_key line;
默认值：$scheme$proxy_host$request_uri;
使用字段：http, server, location
指令指定了包含在缓存中的缓存关键字。
proxy_cache_key "$host$request_uri$cookie_user";
注意默认情况下服务器的主机名并没有包含到缓存关键字中，如果你为你的站点在不同的location中使用二级域，你可能需要在缓存关键字中包换主机名：
proxy_cache_key "$scheme$host$request_uri";
3.3.2proxy_cache_methods
语法：proxy_cache_methods ;
默认值：proxy_cache_methods GET HEAD;
使用字段：http, server, location
GET/HEAD用来装饰语句，即你无法禁用GET/HEAD即使你只使用下列语句设置：
proxy_cache_methods POST;
3.3.3proxy_cache_min_uses
语法：proxy_cache_min_uses the_number;
默认值：proxy_cache_min_uses 1;
使用字段：http, server, location
多少次请求后应答将被缓存，默认1。
3.3.4proxy_cache_path
语法：proxy_cache_path path keys_zone=zone_name:zone_size ;
默认值：None
使用字段：http
指令指定缓存的路径和一些其他参数，缓存的数据存储在文件中，并且使用代理url的哈希值作为关键字与文件名。levels参数指定缓存的子目录数，例如：
proxy_cache_path/data/nginx/cachelevels=1:2 keys_zone=one:10m;
文件名类似于：
/data/nginx/cache/c/29/b7f54b2df7773722d382f4809d65029c
可以使用任意的1位或2位数字作为目录结构，如 X, X:X,或X:X:X e.g.: “2”, “2:2”, “1:1:2”，但是最多只能是三级目录。
所有活动的key和元数据存储在共享的内存池中，这个区域用keys_zone参数指定。
注意每一个定义的内存池必须是不重复的路径，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/threelevels=1:1:2keys_zone=three:1000m;
如果在inactive参数指定的时间内缓存的数据没有被请求则被删除，默认inactive为10分钟。
一个名为cache manager的进程控制磁盘的缓存大小，它被用来删除不活动的缓存和控制缓存大小，这些都在max_size参数中定义，当目前缓存的值超出max_size指定的值之后，超过其大小后最少使用数据（LRU替换算法）将被删除。
内存池的大小按照缓存页面数的比例进行设置，一个页面（文件）的元数据大小按照操作系统来定，FreeBSD/i386下为64字节，FreeBSD/amd64下为128字节。
proxy_cache_path和proxy_temp_path应该使用在相同的文件系统上。
3.3.5proxy_cache_valid
语法：proxy_cache_valid reply_code time;
默认值：None
使用字段：http, server, location
为不同的应答设置不同的缓存时间，例如：
proxy_cache_valid200 30210m;
proxy_cache_valid404 1m;
为应答代码为200和302的设置缓存时间为10分钟，404代码缓存1分钟。
如果只定义时间：
proxy_cache_valid 5m;
那么只对代码为200, 301和302的应答进行缓存。
同样可以使用any参数任何应答。
proxy_cache_valid200 302 10m;
proxy_cache_valid301 1h;
proxy_cache_validany 1m;
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