Linux自学笔记——nginx详解
engineX = Nginx，nginx是一个高性能的http和反向代理服务器，也是一个IMAP/POP3/SMTP服务器。http协议：html，文本，MIME
major/minor：text/plain，text/html，image/jpeg
web资源：URL（scheme://server:port/path/to/source）
方法：GET,HEAD,POST,PUT,DELETE,TRACE,OPTIONS
http事务：requestreponse
request：
response
Status:
1xx：信息类
2xx：成功类，200
3xx：重定向，301,302,304
4xx：客户端类错误，403,401,404
5xx：服务端错误，502
页面：多个资源
请求资源：是入口
HREF：80,40
认证：
基于ip
基于用户
Bassic
Digest
Httpd：MPM
Prefork，worker，event
C10k问题：
网络服务在处理数以万计的客户端连接时，往往出现效率低下甚至完全瘫痪，这被称为C10k问题
I/O类型：
同步和异步：synchronous，asyncrhonous
关注的是消息通知机制
同步：调用发出不会立即返回，但一旦返回就可以返回最终结果；
异步：调用发出之后，被调用方立即返回消息，但返回的非最终结果；被调用者通过状态、通知机制来通知调用者，或通过回调函数来处理结果；
阻塞和非阻塞：block，noblock
关注的是调用等等调用结果（消息、返回值）时的状态
阻塞：调用结果返回之前，调用者（调用线程）会被挂起；调用者只有在得到结果之后才会返回；
非阻塞：调用结果返回之前，，调用不会阻塞当前进程；
5种I/O模型：
blocking IO ：阻塞型
nonblocking IO：非阻塞型；
IO multiplexing：复用型；
Signal driven IO：事件驱动型；
Asysncrhonous IO：异步
一个read操作：
1) 等数据准备好；
2) 从内核向进程复制数据；
Select(),poll()
水平触发，边缘触发
五种I/O模型过程比较：
Nginx的特性：
模块化设计、较好的扩展性
高可靠性
Masteràworker
低内存消耗
10000个keep-alive连接在nginx仅消耗2.5Mb
支持热部署
不停机而更新配置文件、更换日志文件、更新服务器程序版本
基本功能：
静态资源的web服务器，能缓存打开的文件，描述符；
http，smtp，pop3协议的反向代理服务器，缓存、负载均衡；
支持fasecgi（fpm）
模块化，非DSO机制，过滤器zip，SSI及图像大小调整；
支持SSL
扩展功能：
基于名称和IP的虚拟主机；
支持keepalive
支持平滑升级
定制访问日志，支持使用日志缓冲区提高日志存储性能
支持url rewrite
支持路径别名
支持基于IP及用户的访问控制
支持速率限制，支持并发数限制；
Nginx基本架构：
一个master进程，生成一个或多个worker
事件驱动：epoll，kqueue，/dev/poll(event ports)
消息通知：select，poll，rt signals
支持sendfile，sendfile64
支持AIO
支持mmap
Nginx：非阻塞、时间驱动、一个master生成一个或多个worker，每个worker响应n个请求
模块类型：
核心模块
Standard http modules
Optional http modules
Mail modules
3rd party modules
Nginx的安装配置：
1. 创建组和用户，并解压缩源码；
2. 编译安装；
# ./configure --prefix=/usr/local/nginx --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --user=nginx --group=nginx --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/lock/nginx.lock --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-http_flv_module --with-http_mp4_module --http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client --http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy --http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fastcgi
# make && make install
Note：如果需要调试，定位问题，必须安装时启用--with-debug选项
3. 启动nginx；
4. 测试；
配置文件：
主配置文件：/etc/nginx/nginx.conf
Fastcgi的配置文件：/etc/nginx/fastcgi_params /etc/nginx/uwsgi_params
配置指令（必须以分号结尾）：
Directivevalue1；
支持使用变量：
内置变量：由模块引入；
自定义变量：
setvariablevalue；
引用变量：$variable
配置文件的组织结构
main block
event {
…
}
http {
…
}
http配置段：
http{
…
server{
…
server_name
root
alias
location /url/ {
}
…
}
server {
…
}
}
Main配置段：
类别：
正常运行必备的配置；
优化性能相关的配置；
用于调试、定位问题的配置；
正常运行必备的配置：
1. user USERNAME ；
指定运行worker进程的用户和组，例如；
usernginxnginx；
2. pid/path/to/pid_file；
指定nginx的pid文件；
3. worker_rlimit_nofile#；
指定一个worker进程所能够打开的最大文件句柄数；
4. worker_rlimit_sigpending#；
指定每个用户能够发往worker的信号的数量；
优化性能相关的配置：
1. worker_processes#;
worker线程的个数；通常应该为物理cpu核心个数减1；
2. worker_cpu_affinitycpumask …；
绑定worker进程至指定的cpu上；
CPUMASK
0001
0010
0100
1000
例如：
Worker_cpu_affinity0000000100000010 00000100；
3. timer_resolution t；
计时器解析度：降低此值，可减少gettimeofday()系统调用的次数
4. worker_prioritynice；
指明worker进程的nice值；
-20,19
事件相关的配置；
1. accept_mutex
内部调用用户
请求至各worker时用的负载均衡锁；打开时表示能让多个worker轮流地、序列化地与响应新请求；
2. lock_file/path/to/lock_file；
accept_mutex用到的锁文件的路径；
3. accept_mutexz-delay#ms；=
4. use
定义使用的时间模型；建议让Nginx自动选择；
5. worker_connections#；
每个worker进程所能够响应的最大并发请求数；
用于调试、定位问题：
1. daemon
是否以守护进程方式启动nginx
2. master_processon|off；
是否以master/worker模型来运行nginx
3. error_log/path/to/error_loglevel；
错误日志文件及其级别；处于调试的目的，可以使用debug级别，但此级别只有在编译nginx时使用--with-debug选项才有效；
Nginx作为web服务器时使用的配置：
配置框架：
http: {
upstream{
…
}
Server {
listenIP:PORT；
locationURL {
root“/path/to/somedir”；
…
}#类似于httpd中的，用于定义URL与本地文件系统的映射关系；
locationURL {
if … {
…
}
}
}#每个server类似于httpd中的一个
Server {
…
}
}
虚拟主机的相关配置：
1. server {}
定义一个虚拟主机；
示例：
浏览器访问：
2. listen
监听的端口
完整格式：listen address[:port] ::];
Listen address[:port]ssl
Backlog=number：指明tcp协议backlog队列的大小。默认为-1，表示不设置；
rcvbuf=size：设定监听句柄的SO_RCVBUF
3. server_namename[…]；
后可跟多个主机：名称还可以使用正则表达式（~）或通配符；
1) 先做精确匹配：www.claude.com
2) 左侧通配符匹配，例如：*.claude.com;
3) 右侧通配符匹配，例如：www.*;
4) 正则表达式匹配，例如：~^.*\.claude\.com$；
5) Default_server
示例：server{
server_name www.claude.com
}
server{
server_name *.claude.com
}
server{
server_name www.*
}
4. location [=|~|~*|^~] /uri {...}
location @name
功能：允许根据用户请求的URL来匹配定义的各location，匹配到时，次请求将被相应的location块中的配置所处理；
=：精确匹配检查；
~：正则表达式匹配，区分字符大小写；
~*：正则表达式模式匹配，不区分字符大小写；
^~：URL的前半部分匹配，不检查正则表达式；
匹配优先级：精确匹配（=）、^~、~和~*、由不带符号的URL进行左侧匹配；
示例：
1) 编辑配置文件，将虚拟主机写成如下内容；
2) 创建相关文件；
3) 浏览器访问测试；
a. 访问http://192.168.19.139:8080/a.txt网址；
b. 访问http://192.168.19.139:8080/images/a.txt
Note：因为此网址匹配到location中第二个location，所以会到/vhosts/text目录下寻找images/a.txt，所以寻找不到；
5. root
设置web资源路径映射，用于指明请求的URL所对应的文档的根目录路径；
6. alias path
用于location配置段，定义路径别名
1) 编辑配置文件；
2) 创建相关目录和文件；
3) 访问浏览器测试；
7. index file
默认主页面
indexindex.html
8. error_pagecode […][=code]URI |@name
根据http状态码重定向错误页面；
Error_page404/404.html
[=code]：以指定的响应码进行响应；省略code表示以新资源的响应码为响应码
9. 基于ip的访问控制
allowIP/Network;
denyIP/Network;
1) 编辑配置文件；
2) 用ip地址为192.168.19.134主机访问测试；
3) 用其他主机访问测试；
10.基于用户的访问控制
Basic ，digest
auth_basic“”;
auth_basic_user_file “/path/to/password_file”
账号密码文件建议使用htpasswd来创建；
1) 编辑配置文件；
2) 创建用户和密码；
3) 浏览器访问测试；
输入用户名和密码后即可访问；
11.https服务
生成私钥，生成证书请求，并获得证书；
示例：CA主机和nginx主机为同一台主机；
1) 构建私有CA；
2) 将nginx主机生成私钥，生成证书请求，并由CA主机签署证书；
3) 编辑配置文件；
检查配置文件并重载；
4) 浏览器测试；
导入证书；
再次访问，不再有安全提示；
12.stub_status {on |off};
仅能用于location上下文；
location /status {
stub_statuson;
allow 192.168.19.0/24;
deny all;
}
结果示例：
Active connections：1# 当前所有处于打开状态的连接数；
Server accepts handled requests
2 2 2
1) 已经接受过的连接数；
2) 已经处理过的连接数；
3) 已经处理过的请求数：在“保持连接”模式下，请求数量可能会多于连接数量；
Reading：0 Writing：1 Wating：0
Reading：正处于接收请求状态的连接数；
Writing：请求已经接收完成，正处于处理请求或发送响应过程中的连接数；
Wating：保持连接模式，且处于活动状态的连接数；
13. url rewrite
rewrite regex replacement flag
例如：
…
Rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /imgs/$1 break;
Rewrite ^/imgs/(.*\.jpg)$ /images/$1 break;
…
flag：
last：一旦此rewrite负责重写完成后，就不再被后面其他的rewrite规则进行处理；而是由user agent重新对重写后的url再一次发起请求，并从头开始执行类似的过程；
break：一旦此rewrite规则重写完成后，由user agent对新的url重庆发起请求，且不再会被当前的location内的任何rewrite规则所检查；
redirect：以302响应码（临时重定向）返回新的url；
permanent：以301响应码（永久重定向）返回新的url；
示例：
1) 编辑配置文件；
2) 创建相关目录文件；
3) 浏览器访问测试；
访问网址http://192.168.19.139:8080/images/a.txt：
访问网址http://192.168.19.139:8080/imgs/a.txt：
可以看出，访问上面的网址，被自动重写，变成了访问下面的网址；
14.If
语法：if （condition）{…}
应用环境：server，location
condition：
1) 变量名：
变量值为空串，或者以“0”开始，则为false；其他的均为true
2) 以变量为操作数构成的比较表达式
可使用=，！=类似的比较操作符进行测试；
3) 正则表达式的模式匹配操作
~：区分大小写的模式匹配检查
~*：不区分大小写的模式匹配检查；
！~和！~*：对上面的两种测试取反
4) 测试路径为文件可能性：-f，！-f
5) 测试指定路径为目录可能性：-d，！-d
6) 测试文件的存在性；-e,!-e
7) 检查文件是否有执行权限：-x，！-x
例如：
If（$http_user_agent ~* MSIE）{
Rewrite^(.*)$/msie/$1break;
}
15.防盗链
location ~*\.(jpg|gif|jpeg|png)${
valid_referer none blockedwww.claude.com;
if ($valid_referer) {
rewrite ^/ http://www.claude.com/403.html;
}
}
16.定制日志访问格式
log_formatmain'$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
access_loglogs/access.logmain;
note：此处可用变量为nginx的內建变量；
http核心模块的内置变量：
$uri：当前请求的uri，不带参数；
$request_uri：请求的uri，带参数；
$host：http请求报文中的host首部；如果请求中没有host首部，则以处理此请求的虚拟主机的主机名代替；
$hostname：nginx服务运行在的主机的主机名；
$remote_addr：客户端ip
$remote_port：客户端port
$remote_user：使用用户认证时客户端用户输入的用户名；
$request_filename：用户请求中的URI经过本地root或alias转换后映射的本地的文件路径；
$request_method：请求方法
$server_addr：服务器地址
$server_name：服务器名称
$server_port：服务器端口
$server_protocol：服务器向客户端发送响应时的协议，如http/1.1，http/1.0
$scheme：在请求中使用scheme，如https://www.claude.com/中的https
$http_HEADER：匹配请求报文中指定的HEADER，$http_host匹配请求报文中的host首部
$sent_http_HEADER：匹配响应报文中指定的HEADER，例如$http_content_type匹配响应报文中的centent-type首部；
$document_root：当前请求映射到的root配置；
网络连接相关的配置：
1. keepalive_timeouttime；
保持连接的超时时长，默认为75s
2. keepalive——requests#；
在一次保持连接上允许承载最大资源请求数；
3. keepalive_disable
为指定类型的浏览器禁用长连接；
4. tcp_nodelay on|off
对长连接是否使用tcp_nodelay选项；
5. client_header_timeouttime;
读取http请求报文首部的超时时长；
6. client_body_timeouttime；
读取http请求报文body部分的超时时长；
7. send_timeouttime
发送响应报文的超时时长；
对客户端请求进行限制：
1. limit_exceptMETHOD{…}
指定对范围之外的其它方法的访问控制；
limit_except GET{
allow192.168.19.0/24；
deny all
}
2. client_body_max_size > 限制请求报文中body部分的上限；通过检测请求报文首部中的“content_length”来判定；
3. limit_ratespeed
限制客户端每秒钟传输的字节数，默认为0，表示无限制；
文件操作优化相关的配置：
1. sendfileon|off
2. aioon|off；
3. direction > 4. open_file_cache max=N | off；
nginx可以缓存以下三种信息：
1) 文件句柄、文件大小和最近一次的修改时间；
2) 打开目录的目录结构；
3) 没有找到的或者没有权限操作的文件的相关信息；
max=N表示可缓存的最大条目上限：一旦到达上限，则会使用LRU从缓存中删除最近最少使用的条目；
inactive=time：在inactive指定的时长内没有被访问过的缓存条目就会淘汰；
5. Open_file_cache_errorson|off
是否缓存在文件缓存中缓存打开文件时出现找不到路径，没有权限等的错误信息；
6. Open_file_cachez_min_userstime；
每隔多久检查一次缓存中缓存条目的有效性：默认为60s；
重点关注：server{}, location{}, listen, server_name, root, alias, keepalive_timeout, keepalive_requests, error_page
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