nginx详解

Nginx 概述

HTTP基础功能：

处理静态文件，索引文件以及自动索引；
反向代理加速(无缓存)，简单的负载均衡和容错；
FastCGI，简单的负载均衡和容错；
模块化的结构。过滤器包括gzipping, byte ranges, chunked responses, 以及 SSI-filter 。在SSI过滤器中，到同一个 proxy 或者 FastCGI 的多个子请求并发处理；
SSL 和 TLS SNI 支持；

IMAP/POP3 代理服务功能：

使用外部 HTTP 认证服务器重定向用户到 IMAP/POP3 后端；
使用外部 HTTP 认证服务器认证用户后连接重定向到内部的 SMTP 后端；
认证方法：
- POP3: POP3 USER/PASS, APOP, AUTH LOGIN PLAIN CRAM-MD5;
- IMAP: IMAP LOGIN;
- SMTP: AUTH LOGIN PLAIN CRAM-MD5;
SSL 支持；
在 IMAP 和 POP3 模式下的 STARTTLS 和 STLS 支持；

支持的操作系统：

FreeBSD 3.x, 4.x, 5.x, 6.x i386; FreeBSD 5.x, 6.x amd64;
Linux 2.2, 2.4, 2.6 i386; Linux 2.6 amd64;
Solaris 8 i386; Solaris 9 i386 and sun4u; Solaris 10 i386;
MacOS X (10.4) PPC;

结构与扩展：

一个主进程和多个工作进程。工作进程是单线程的，且不需要特殊授权即可运行；
kqueue (FreeBSD 4.1+), epoll (Linux 2.6+), rt signals (Linux 2.2.19+), /dev/poll (Solaris 7 11/99+), select, 以及 poll 支持；
kqueue支持的不同功能包括 EV_CLEAR, EV_DISABLE （临时禁止事件）， NOTE_LOWAT, EV_EOF, 有效数据的数目，错误代码；
sendfile (FreeBSD 3.1+), sendfile (Linux 2.2+), sendfile64 (Linux 2.4.21+), 和 sendfilev (Solaris 8 7/01+) 支持；
输入过滤 (FreeBSD 4.1+) 以及 TCP_DEFER_ACCEPT (Linux 2.4+) 支持；
10,000 非活动的 HTTP keep-alive 连接仅需要 2.5M 内存。
最小化的数据拷贝操作；

其他HTTP功能：

基于IP 和名称的虚拟主机服务；
Memcached 的 GET 接口；
支持 keep-alive 和管道连接；
灵活简单的配置；
重新配置和在线升级而无须中断客户的工作进程；
可定制的访问日志，日志写入缓存，以及快捷的日志回卷；
4xx-5xx 错误代码重定向；
基于 PCRE 的 rewrite 重写模块；
基于客户端 IP 地址和 HTTP 基本认证的访问控制；
PUT, DELETE, 和 MKCOL 方法；
支持 FLV （Flash 视频）；
带宽限制；

实验特性：

内嵌的 perl
通过 aio_read()/aio_write() 的套接字工作的实验模块，仅在 FreeBSD 下。
对线程的实验化支持，FreeBSD 4.x 的实现基于 rfork()

为什么选择Nginx

Nginx 是一个高性能的 Web 和反向代理服务器, 它具有有很多非常优越的特性:

作为 Web 服务器：相比 Apache，Nginx 使用更少的资源，支持更多的并发连接，体现更高的效率，这点使 Nginx 尤其受到虚拟主机提供商的欢迎。能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应，感谢 Nginx 为我们选择了 epoll and kqueue 作为开发模型.
作为负载均衡服务器：Nginx 既可以在内部直接支持 Rails 和 PHP，也可以支持作为 HTTP代理服务器对外进行服务。Nginx 用 C 编写, 不论是系统资源开销还是 CPU 使用效率都比 Perlbal 要好的多。
作为邮件代理服务器: Nginx 同时也是一个非常优秀的邮件代理服务器（最早开发这个产品的目的之一也是作为邮件代理服务器），Last.fm 描述了成功并且美妙的使用经验。
Nginx 安装非常的简单，配置文件非常简洁（还能够支持perl语法），Bugs非常少的服务器: Nginx 启动特别容易，并且几乎可以做到7*24不间断运行，即使运行数个月也不需要重新启动。你还能够在不间断服务的情况下进行软件版本的升级。

安装Nginx

预先编译好的安装包

Nginx在一些Linux发行版和BSD的各个变种版本的安装包仓库中都会有，通过各个系统自带的软件包管理方法即可安装。需要注意的是，很多预先编译好的安装包都比较陈旧，大多数情况下还是推荐直接从源码编译。

官方源代码下载

点击下载源代码

使用源代码进行构建

Nginx 使用 Unix 下常用的 './configure && make && make install' 过程来编译安装。

configure 脚本确定系统所具有一些特性，特别是 nginx 用来处理连接的方法。然后，它创建 Makefile 文件。

configure 支持下面的选项：

--prefix=<path> - Nginx安装路径。如果没有指定，默认为 /usr/local/nginx。

--sbin-path=<path> - Nginx可执行文件安装路径。只能安装时指定，如果没有指定，默认为<prefix>/sbin/nginx。

--conf-path=<path> - 在没有给定-c选项下默认的nginx.conf的路径。如果没有指定，默认为<prefix>/conf/nginx.conf。

--pid-path=<path> - 在nginx.conf中没有指定pid指令的情况下，默认的nginx.pid的路径。如果没有指定，默认为 <prefix>/logs/nginx.pid。

--lock-path=<path> - nginx.lock文件的路径。

--error-log-path=<path> - 在nginx.conf中没有指定error_log指令的情况下，默认的错误日志的路径。如果没有指定，默认为 <prefix>/logs/error.log。

--http-log-path=<path> - 在nginx.conf中没有指定access_log指令的情况下，默认的访问日志的路径。如果没有指定，默认为 <prefix>/logs/access.log。

--user=<user> - 在nginx.conf中没有指定user指令的情况下，默认的nginx使用的用户。如果没有指定，默认为 nobody。

--group=<group> - 在nginx.conf中没有指定user指令的情况下，默认的nginx使用的组。如果没有指定，默认为 nobody。

--builddir=DIR - 指定编译的目录

--with-rtsig_module - 启用 rtsig 模块

--with-select_module --without-select_module - Whether or not to enable the select module. This module is enabled by default if a more suitable method such as kqueue, epoll, rtsig or /dev/poll is not discovered by configure.

//允许或不允许开启SELECT模式，如果 configure 没有找到更合适的模式，比如：kqueue(sun os),epoll (linux kenel 2.6+), rtsig(实时信号)或者/dev/poll(一种类似select的模式，底层实现与SELECT基本相同，都是采用轮训方法) SELECT模式将是默认安装模式

--with-poll_module --without-poll_module - Whether or not to enable the poll module. This module is enabled by default if a more suitable method such as kqueue, epoll, rtsig or /dev/poll is not discovered by configure.

--with-http_ssl_module - Enable ngx_http_ssl_module. Enables SSL support and the ability to handle HTTPS requests. Requires OpenSSL. On Debian, this is libssl-dev.

//开启HTTP SSL模块，使NGINX可以支持HTTPS请求。这个模块需要已经安装了OPENSSL，在DEBIAN上是libssl

--with-http_realip_module - 启用 ngx_http_realip_module

--with-http_addition_module - 启用 ngx_http_addition_module

--with-http_sub_module - 启用 ngx_http_sub_module

--with-http_dav_module - 启用 ngx_http_dav_module

--with-http_flv_module - 启用 ngx_http_flv_module

--with-http_stub_status_module - 启用 "server status" 页

--without-http_charset_module - 禁用 ngx_http_charset_module

--without-http_gzip_module - 禁用 ngx_http_gzip_module. 如果启用，需要 zlib 。

--without-http_ssi_module - 禁用 ngx_http_ssi_module

--without-http_userid_module - 禁用 ngx_http_userid_module

--without-http_access_module - 禁用 ngx_http_access_module

--without-http_auth_basic_module - 禁用 ngx_http_auth_basic_module

--without-http_autoindex_module - 禁用 ngx_http_autoindex_module

--without-http_geo_module - 禁用 ngx_http_geo_module

--without-http_map_module - 禁用 ngx_http_map_module

--without-http_referer_module - 禁用 ngx_http_referer_module

--without-http_rewrite_module - 禁用 ngx_http_rewrite_module. 如果启用需要 PCRE 。

--without-http_proxy_module - 禁用 ngx_http_proxy_module

--without-http_fastcgi_module - 禁用 ngx_http_fastcgi_module

--without-http_memcached_module - 禁用 ngx_http_memcached_module

--without-http_limit_zone_module - 禁用 ngx_http_limit_zone_module

--without-http_empty_gif_module - 禁用 ngx_http_empty_gif_module

--without-http_browser_module - 禁用 ngx_http_browser_module

--without-http_upstream_ip_hash_module - 禁用 ngx_http_upstream_ip_hash_module

--with-http_perl_module - 启用 ngx_http_perl_module

--with-perl_modules_path=PATH - 指定 perl 模块的路径

--with-perl=PATH - 指定 perl 执行文件的路径

--http-log-path=PATH - Set path to the http access log

--http-client-body-temp-path=PATH - Set path to the http client request body temporary files

--http-proxy-temp-path=PATH - Set path to the http proxy temporary files

--http-fastcgi-temp-path=PATH - Set path to the http fastcgi temporary files

--without-http - 禁用 HTTP server

--with-mail - 启用 IMAP4/POP3/SMTP 代理模块

--with-mail_ssl_module - 启用 ngx_mail_ssl_module

--with-cc=PATH - 指定 C 编译器的路径

--with-cpp=PATH - 指定 C 预处理器的路径

--with-cc-opt=OPTIONS - Additional parameters which will be added to the variable CFLAGS. With the use of the system library PCRE in FreeBSD, it is necessary to indicate --with-cc-opt="-I /usr/local/include". If we are using select() and it is necessary to increase the number of file descriptors, then this also can be assigned here: --with-cc-opt="-D FD_SETSIZE=2048".

--with-ld-opt=OPTIONS - Additional parameters passed to the linker. With the use of the system library PCRE in FreeBSD, it is necessary to indicate --with-ld-opt="-L /usr/local/lib".

--with-cpu-opt=CPU - 为特定的 CPU 编译，有效的值包括：pentium, pentiumpro, pentium3, pentium4, athlon, opteron, amd64, sparc32, sparc64, ppc64

--without-pcre - 禁止 PCRE 库的使用。同时也会禁止 HTTP rewrite 模块。在 "location" 配置指令中的正则表达式也需要 PCRE 。

--with-pcre=DIR - 指定 PCRE 库的源代码的路径。

--with-pcre-opt=OPTIONS - Set additional options for PCRE building.

--with-md5=DIR - Set path to md5 library sources.

--with-md5-opt=OPTIONS - Set additional options for md5 building.

--with-md5-asm - Use md5 assembler sources.

--with-sha1=DIR - Set path to sha1 library sources.

--with-sha1-opt=OPTIONS - Set additional options for sha1 building.

--with-sha1-asm - Use sha1 assembler sources.

--with-zlib=DIR - Set path to zlib library sources.

--with-zlib-opt=OPTIONS - Set additional options for zlib building.

--with-zlib-asm=CPU - Use zlib assembler sources optimized for specified CPU, valid values are: pentium, pentiumpro

--with-openssl=DIR - Set path to OpenSSL library sources

--with-openssl-opt=OPTIONS - Set additional options for OpenSSL building

--with-debug - 启用调试日志

--add-module=PATH - Add in a third-party module found in directory PATH

在不同版本间，选项可能会有些许变化，请总是使用 ./configure --help 命令来检查一下当前的选项列表。

示例 (最好能在同一行)：

    ./configure         --sbin-path=/usr/local/nginx/nginx         --conf-path=/usr/local/nginx/nginx.conf         --pid-path=/usr/local/nginx/nginx.pid         --with-http_ssl_module         --with-pcre=../pcre-4.4         --with-zlib=../zlib-1.1.3

Ubuntu/debian 上的示例，需要预先安装 libgcrypt11-dev, libpcre3-dev 和 libssl-dev (选择 --with-md5 或 --with-sha1 中的一个, 但不能都选; 在 debian 和 ubuntu 上, 它们应该都指向 /usr/lib)

     ./configure --with-openssl=/usr/lib/ssl/ --with-md5=/usr/lib

Ubuntu Edgy 的一个 0.5.2 版本的 .deb 包可以在这里下载: nginx_0.5.2-1_i386.deb.

(注: 根据 October 2006 message 的消息，md5 在一个现在不再使用的 http 缓存模块中用到，而 sha1 用在一个未完成的 mysql 库模块，所以它们当前都不是必须的)

运行和控制 Nginx - 命令行参数和信号

不像许多其他软件系统，Nginx 仅有数个命令行参数，完全通过配置文件来配置（想象一下）。

选项

-c </path/to/config> 为 Nginx 指定一个配置文件，来代替缺省的。

-t 不运行，而仅仅测试配置文件。nginx 将检查配置文件的语法的正确性，并尝试打开配置文件中所引用到的文件。

-v 显示 nginx 的版本。

-V 显示 nginx 的版本，编译器版本和配置参数。

示例

/usr/bin/nginx -t -c ~/mynginx.conf

通过系统的信号控制 Nginx

可以使用信号系统来控制主进程。默认，nginx 将其主进程的 pid 写入到 /usr/local/nginx/logs/nginx.pid 文件中。通过传递参数给 ./configure 或使用 pid 指令，来改变该文件的位置。

主进程可以处理以下的信号：

TERM, INT	快速关闭
QUIT	从容关闭
HUP	重载配置用新的配置开始新的工作进程从容关闭旧的工作进程
USR1	重新打开日志文件
USR2	平滑升级可执行程序。
WINCH	从容关闭工作进程

尽管你不必自己操作工作进程，但是，它们也支持一些信号：

TERM, INT	快速关闭
QUIT	从容关闭
USR1	重新打开日志文件

使用信号加载新的配置

Nginx 支持几个信号，能在它运行时控制其操作。其中最普通的是 15 ，用来中止运行的进程：

# ps aux | egrep '(PID|nginx)'USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMANDroot      2213  0.0  0.0   6784  2036 ?        Ss   03:01   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
# kill -15 2213

而最有趣的是能平滑改变 nginx 配置的选项（请注意，在重载前，要先测试一下配置文件）：

# nginx -t -c /etc/nginx/nginx.conf2006/09/16 13:07:10 [info] 15686#0: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok2006/09/16 13:07:10 [info] 15686#0: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf was tested successfully
# ps aux | egrep '(PID|nginx)'
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root      2213  0.0  0.0   6784  2036 ?        Ss   03:01   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
# kill -HUP 2213

当 nginx 接收到 HUP 信号，它会尝试先解析配置文件（如果指定配置文件，就使用指定的，否则使用默认的），成功的话，就应用新的配置文件（例如：重新打开日志文件或监听的套接字）。之后，nginx 运行新的工作进程并从容关闭旧的工作进程。通知工作进程关闭监听套接字但是继续为当前连接的客户提供服务。所有客户端的服务完成后，旧的工作进程被关闭。如果新的配置文件应用失败，nginx 将继续使用旧的配置进行工作。

平滑升级到新的二进制代码

你可以在不中断服务的情况下 - 新的请求也不会丢失，使用新的 nginx 可执行程序替换旧的（当升级新版本或添加/删除服务器模块时）。

首先，使用新的可执行程序替换旧的（最好做好备份），然后，发送 USR2 (kill -USR2 pid)信号给主进程。主进程将重命名它的 .pid 文件为 .oldbin (比如：/usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin)，然后执行新的可执行程序，依次启动新的主进程和新的工作进程：

  PID  PPID USER    %CPU   VSZ WCHAN  COMMAND33126     1 root     0.0  1164 pause  nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx33134 33126 nobody   0.0  1368 kqread nginx: worker process (nginx)
33135 33126 nobody   0.0  1380 kqread nginx: worker process (nginx)
33136 33126 nobody   0.0  1368 kqread nginx: worker process (nginx)
36264 33126 root     0.0  1148 pause  nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
36265 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
36266 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
36267 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)

在这时，两个 nginx 实例会同时运行，一起处理输入的请求。要逐步停止旧的实例，你必须发送 WINCH 信号给旧的主进程，然后，它的工作进程就将开始从容关闭：

  PID  PPID USER    %CPU   VSZ WCHAN  COMMAND33126     1 root     0.0  1164 pause  nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx33135 33126 nobody   0.0  1380 kqread nginx: worker process is shutting down (nginx)
36264 33126 root     0.0  1148 pause  nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
36265 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
36266 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
36267 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)

一段时间后，旧的工作进程处理了所有已连接的请求后退出，就仅由新的工作进程来处理输入的请求了：

  PID  PPID USER    %CPU   VSZ WCHAN  COMMAND33126     1 root     0.0  1164 pause  nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx36264 33126 root     0.0  1148 pause  nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx
36265 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
36266 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
36267 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)

这时，因为旧的服务器还尚未关闭它监听的套接字，所以，通过下面的几步，你仍可以恢复旧的服务器：

发送 HUP 信号给旧的主进程 - 它将在不重载配置文件的情况下启动它的工作进程
发送 QUIT 信号给新的主进程，要求其从容关闭其工作进程
发送 TERM 信号给新的主进程，迫使其退出
如果因为某些原因新的工作进程不能退出，向其发送 KILL 信号

新的主进程退出后，旧的主进程会由移除 .oldbin 前缀，恢复为它的 .pid 文件，这样，一切就都恢复到升级之前了。

如果尝试升级成功，而你也希望保留新的服务器时，发送 QUIT 信号给旧的主进程使其退出而只留下新的服务器运行：

      PID  PPID USER    %CPU   VSZ WCHAN  COMMAND    36264     1 root     0.0  1148 pause  nginx: master process /usr/local/nginx/sbin/nginx    36265 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
    36266 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)
    36267 36264 nobody   0.0  1364 kqread nginx: worker process (nginx)

Nginx 配置优化

hash表

Ngnix使用hash表来协助完成请求的快速处理。

考虑到保存键及其值的hash表存储单元的大小不至于超出设定参数(hash bucket size)，在启动和每次重新配置时，Nginx为hash表选择尽可能小的尺寸。

直到hash表超过参数(hash max size)的大小才重新进行选择. 对于大多数hash表都有指令来修改这些参数。例如，保存服务器名字的hash表是由指令 server_names_hash_max_size 和 server_names_hash_bucket_size所控制的。参数hash bucket size总是等于hash表的大小，并且是一路处理器缓存大小的倍数。在减少了在内存中的存取次数后，使在处理器中加速查找hash表键值成为可能。如果 hash bucket size等于一路处理器缓存的大小，那么在查找键的时候，最坏的情况下在内存中查找的次数为2。第一次是确定存储单元的地址，第二次是在存储单元中查找键值。因此，如果Nginx给出需要增大 hash max size 或 hash bucket size的提示，那么首要的是增大前一个参数的大小.

事件模型

Nginx支持如下处理连接的方法（I/O复用方法），这些方法可以通过use指令指定。

select - 标准方法。如果当前平台没有更有效的方法，它是编译时默认的方法。你可以使用配置参数 --with-select_module 和 --without-select_module 来启用或禁用这个模块。
poll - 标准方法。如果当前平台没有更有效的方法，它是编译时默认的方法。你可以使用配置参数 --with-poll_module 和 --without-poll_module 来启用或禁用这个模块。
kqueue - 高效的方法，使用于 FreeBSD 4.1+, OpenBSD 2.9+, NetBSD 2.0 和 MacOS X. 使用双处理器的MacOS X系统使用kqueue可能会造成内核崩溃。
epoll - 高效的方法，使用于Linux内核2.6版本及以后的系统。在某些发行版本中，如SuSE 8.2, 有让2.4版本的内核支持epoll的补丁。
rtsig - 可执行的实时信号，使用于Linux内核版本2.2.19以后的系统。默认情况下整个系统中不能出现大于1024个POSIX实时(排队)信号。这种情况对于高负载的服务器来说是低效的；所以有必要通过调节内核参数 /proc/sys/kernel/rtsig-max 来增加队列的大小。可是从Linux内核版本2.6.6-mm2开始，这个参数就不再使用了，并且对于每个进程有一个独立的信号队列，这个队列的大小可以用 RLIMIT_SIGPENDING 参数调节。当这个队列过于拥塞，nginx就放弃它并且开始使用 poll 方法来处理连接直到恢复正常。
/dev/poll - 高效的方法，使用于 Solaris 7 11/99+, HP/UX 11.22+ (eventport), IRIX 6.5.15+ 和 Tru64 UNIX 5.1A+.
eventport - 高效的方法，使用于 Solaris 10. 为了防止出现内核崩溃的问题，有必要安装这个安全补丁。

参考：Nginx 中文站：http://www.nginx.cn/NginxChsFeatureRequests

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