Nginx知识点全面总结

本文目录:
1. nginx简介
2. nginx处理请求的过程简单说明
3. nginx命令
4. nginx模块及http功能速览
5. nginx配置文件简单说明
 5.1 main和events段
 5.2 http段
  5.2.1 配置文件概览
  5.2.2 root指令和alias指令
  5.2.3 location容器
  5.2.4 error_page指令
  5.2.5 allow和deny
  5.2.6 add_header添加相应首部字段
 5.3 虚拟主机和server_name指令
 5.4 虚拟主机的匹配规则
 5.5 stub_status指令获取nginx状态信息
6. 访问日志access_log
 6.1 log_format指令
 6.2 access_log指令
 6.3 日志文件的分割
7. 配置web身份认证
8. 配置https

1. nginx简介

nginx是一个优秀的web服务程序、反向代理程序。它采用非阻塞异步的套接字,使用epoll方式实现事件驱动,同时采用一个master+N个worker进程(默认)的方式处理请求,这种架构使得它在并发的处理能力上极其出色,可以比较轻松地解决C10K问题。

2. nginx处理请求的过程简单说明

master进程用于管理worker进程,例如接收外界信号、向worker进程发送信号、销毁worker进程、启动worker进程等等。

nginx之所以性能良好,完全是由它的架构决定的。每个worker进程是业务处理进程,负责监听套接字、处理请求、响应请求、代理请求至后端服务器等。

作为web server处理静态资源时每个worker进程的大致流程:

(1).监听套接字。
(2).与客户端建立连接。
(3).处理监听到的连接请求(加载静态文件)。
(4).响应数据。
(5).断开连接。

这几个过程是每个web server都具备的能力,但对于nginx来说,由于它的异步非阻塞,每个过程都不会阻塞(有些小过程必须阻塞的时候还是会阻塞),使得并发处理能力很好。

从监听套接字开始说。每个worker进程都是平等的,它们都可以去监听套接字,正常情况下不可避免地会造成争抢和"惊群问题",而nginx采用"争抢"accept互斥锁的方式,只有持有accept互斥锁的worker进程才有资格将连接请求接到自己的队列中并完成TCP连接的建立。但每个进程是相互独立而平等的,谁有资格去"争抢"互斥锁且有更大几率争抢成功?只要worker进程当前建立的连接数小于worker_connections指令指定的值(实际上源码中设置的是该值的7/8),就允许争抢互斥锁,因为连接数超过了该值的7/8表示已经非常繁忙。除了繁忙程度限制资格,还有epoll_wait的timeout的指标,等待越久的worker进程争抢能力越强。总之,在某一时刻,一定只有一个worker进程监听并accept新的连接请求

当已经监听到连接请求时,worker进程与它进行三次握手,并最终accpet到自己的内存池中,并和客户端交互数据,处理客户端发送的http请求并响应数据给客户端。但是,nginx的高效就在于它的异步非阻塞,无论是在TCP连接进入ESTABLISHED之前,还是等待客户端发送请求,亦或者是等待加载本地静态资源的I/O,以及响应数据给客户端的任意一个过程中,nginx都是非阻塞的,在任意等待发生时都可以去处理其它事情。当等待的某个资源已经准备成功时将产生事件通知worker进程,worker进程可随后去处理。在此过程中,由于worker进程绑定在一个CPU核心上(推荐如此做),所有的连接都放在内存池中,这使得上下文切换时是极其轻量的,极大地减轻了CPU消耗。从理论上来说,当每个worker绑定了一个CPU核心时,它的并发处理能力主要依赖于内存的大小。

实际上apache httpd的event MPM也是异步非阻塞的,也可以采用epoll,但它采用的是多线程方式,虽然异步,但它的异步似乎不体现在并发能力上,而仅仅只是一些具有特殊状态的连接(如长连接)的异步处理,在处理过程中cpu还是不断地需要在各线程之间大量切换,并发能力并不比worker MPM强多少,相比nginx更是远远不如。

3. nginx命令 [root@xuexi nginx]# nginx -h nginx version: nginx/1.12.0 Usage: nginx [-?hvVtTq] [-s signal] [-c filename] [-p prefix] [-g directives] Options: -?,-h : this help -v : 输出版本号 -V : 输出版本号以及编译选项 -t : 检查配置文件的语法 -T : 检查配置文件的语法并输出配置的内容 -q : 静默模式,不输出任何信息 -s signal : 向主进程发送信号:stop, quit, reopen, reload -p prefix : 设置nginx的basedir(默认为编译时的prefix) -c filename : 指定配置文件 -g directives : 提前设置全局指令

-V选项输出编译选项。

[root@xuexi nginx]# nginx -V nginx version: nginx/1.12.0 built by gcc 4.4.7 20120313 (Red Hat 4.4.7-11) (GCC) built with OpenSSL 1.0.1e-fips 11 Feb 2013 TLS SNI support enabled configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx-1.12.0 --pid-path=/var/run/nginx/nginx.pid --lock-path=/var/lock/subsys/nginx.lock --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_flv_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre

(1).使用默认配置文件直接启动nginx和指定配置文件启动nginx

nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

(2).运行时重载配置文件。当nginx主进程接收到重载配置文件的命令后,它会先检查新配置文件语法,然后载入该配置文件到内存中并解析。然后,主进程fork一系列新的worker进程,并发送QUIT信号给旧的worker进程(graceful stop)。旧的工作进程接收到QUIT信号后,会停止接受新的连接请求,并继续处理旧的连接直到请求处理完成后才退出。

nginx -s reload

(3).运行时快速关闭nginx。

nginx -s stop

(4).运行时优雅关闭nginx。所有的工作进程会停止接受新的连接,并继续服务旧的连接请求直到所有的请求完成后才退出。

nginx -s quit

(5).运行时重新打开日志文件。

ngnix -s reopen 4. nginx模块及http功能速览

Nginx的代码由一个核心和一系列的模块组成。

核心(core functionality)主要用于提供全局应用的基本功能,创建必要的运行时环境及确保不同模块之间平滑地进行交互等,对应于配置文件的main段和event段。核心涉及的指令官方文档:

还有很多功能都通过模块实现,nginx是高度模块化程序。如web相关的功能模块有"ngx_http_*_module",和mail相关的功能模块有"ngx_mail_*_module",和tcp代理、负载均衡相关的功能模块有"ngx_stream_*_module",这些类别的模块中又分为很多类别的模块,如http类别的模块中有基本核心模块、事件类模块、缓存类模块、SSL相关模块、负载均衡类模块upstream等等。

以下是http功能模块类中常见的模块。

http类模块名模块功能说明
ngx_http_core_module   http核心模块,对应配置文件中的http段,包含很多指令,如location指令  
ngx_http_access_module   访问控制模块,控制网站用户对nginx的访问,对应于配置文件中的allow和deny等指令  
ngx_http_auth_basic_module   通过用户名和密码认证的访问控制,如访问站点时需要数据用户名和密码,指令包括auth_basic和auth_basic_user_file  
ngx_http_charset_module   设置网页显示字符集。指令之一为charset,如charset utf-8  
ngx_http_fastcgi_module   fastcgi模块,和动态应用相关。该模块下有非常多的子模块。  
ngx_http_flv_module   支持flv视频流的模块,如边下边播  
ngx_http_mp4_module   同flv模块  
ngx_http_gzip_module   压缩模块,用来压缩nginx返回的响应报文。一般只压缩纯文本内容,因为压缩比例非常大,而图片等不会去压缩  
ngx_http_image_filter_module   和图片裁剪、缩略图相关模块,需要安装gd-devel才能编译该模块  
ngx_http_index_module   定义将要被作为默认主页的文件,对应指令为index。"index index.html,index.php"  
ngx_http_autoindex_module   当index指令指定的主页文件不存在时,交给autoindex指令,将自动列出目录中的文件autoindex {on/off}      
ngx_http_log_module   和访问日志相关的模块,指令包括log_format和access_log  
ngx_http_memcached_module   和memcached相关的模块,用于从memcached服务器中获取相应响应数据  
ngx_http_proxy_module   和代理相关,允许传送请求到其它服务器  
ngx_http_realip_module   当nginx在反向代理的后端提供服务时,获取到真正的客户端地址,否则获取的是反向代理的IP地址  
ngx_http_referer_module   实现防盗链功能的模块  
ngx_http_rewrite_module   和URL地址重写相关的模块,需要安装pcre-devel才能编译安装该模块  
ngx_http_scgi_module   simple cgi,是cgi的替代品,和fastcgi类似,但更简单  
ngx_http_ssl_module   提供ssl功能的模块,即实现HTTPS  
ngx_http_stub_status_module   获取nginx运行状态信息  
ngx_http_upstream   和负载均衡相关模块  

这些模块共同组成了nginx的http功能。

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