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本文详细探讨了Nginx的反向代理、负载均衡和性能优化技术,包括配置优化、系统优化、缓存机制和高并发处理策略,旨在帮助专业从业者深入理解并有效应用Nginx.
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Nginx (engine x) 是一个高性能的 HTTP 和反向代理服务器,也是一个 IMAP/POP3/SMTP 邮件代理服务器。由 Igor Sysoev 于2004年首次发布,其设计目标是解决 C10K 问题,即在一台服务器上同时处理一万个并发连接。Nginx 以其高并发处理能力、低资源消耗和模块化设计而闻名,广泛应用于 Web 服务器、反向代理、负载均衡等场景.
Nginx 的核心架构设计是其高性能和高可用性的关键。核心架构包括模块化设计、事件驱动模型、Master-Worker 进程模型和高效的请求处理流程.
Nginx 采用模块化设计,核心功能和扩展功能都通过模块实现。模块分为核心模块、标准 HTTP 模块和第三方模块。用户可以根据需要启用或禁用模块,灵活配置 Nginx 的功能.
# 配置示例:启用和配置 HTTP 模块
http {
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
root /var/www/html;
index index.html index.htm;
}
location /proxy {
proxy_pass http://backend_server;
}
}
}
Nginx 使用异步、非阻塞事件驱动模型,能够高效地处理并发连接。事件驱动模型基于 epoll(Linux)、kqueue(FreeBSD)等高效的 I/O 多路复用机制,实现事件的高效分发和处理.
// 示例:基于 epoll 的事件循环
for (;;) {
int n = epoll_wait(epoll_fd, events, MAX_EVENTS, -1);
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (events[i].events & EPOLLIN) {
// 处理读事件
} else if (events[i].events & EPOLLOUT) {
// 处理写事件
}
}
}
Nginx 采用 Master-Worker 进程模型,确保高并发处理能力和高可靠性。Master 进程负责管理 Worker 进程,处理信号和管理共享资源。Worker 进程处理实际的请求,互不干扰,提高了并发处理能力和稳定性.
# 配置示例:设置 Worker 进程数量
worker_processes auto;
events {
worker_connections 1024;
}
Nginx 的请求处理流程高度优化,能够高效地处理 HTTP 请求。主要流程包括接收请求、解析请求、选择处理模块、生成响应和发送响应.
# 配置示例:静态文件服务和反向代理
http {
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
root /var/www/html;
index index.html index.htm;
}
location /proxy {
proxy_pass http://backend_server;
}
}
}
反向代理服务器在客户端和服务器之间充当中介,接收客户端的请求并将其转发给后端服务器,然后将后端服务器的响应返回给客户端。Nginx 作为反向代理服务器的优势在于其高并发处理能力、灵活的配置和丰富的功能.
http {
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
}
Nginx 支持多种负载均衡策略,能够根据不同的需求选择合适的策略将请求分发到后端服务器.
轮询是 Nginx 的默认负载均衡策略,将请求依次分发到每台后端服务器。该策略简单高效,适用于后端服务器性能均衡的情况.
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
最少连接策略将请求分发到当前活动连接数最少的服务器,适用于后端服务器性能不均衡的情况.
upstream backend {
least_conn;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
IP 哈希策略根据客户端 IP 计算哈希值,将同一客户端的请求分发到同一台服务器,适用于需要会话保持的场景.
upstream backend {
ip_hash;
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
权重策略为每台服务器设置权重,权重越高,服务器接收到的请求越多,适用于后端服务器性能不均衡且需要手动调整分配比例的情况.
upstream backend {
server backend1.example.com weight=3;
server backend2.example.com weight=1;
}
下面提供几个反向代理和负载均衡的实际配置示例,以帮助理解和应用这些概念.
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_pass http://backend1.example.com;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
动静分离是指将动态请求和静态请求分别处理,以提高效率。Nginx 可以将静态文件请求直接由 Nginx 处理,而将动态请求转发给后端服务器.
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_pass http://backend1.example.com;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
location /static/ {
root /var/www/html;
expires 30d;
}
}
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
Nginx 还可以对后端服务器进行健康检查,确保请求不会分发到不可用的服务器。通过配置 ngx_http_upstream_module 模块,可以实现简单的健康检查功能.
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
server backend3.example.com down;
}
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_pass http://backend;
}
}
在此配置中,backend3.example.com 被标记为 down,Nginx 将不会将请求分发到这台服务器。更高级的健康检查可以通过第三方模块如 ngx_http_upstream_check_module 实现.
Nginx 可以作为缓存服务器,通过缓存后端服务器的响应,减少后端服务器的负担,提升响应速度.
proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_cache my_cache;
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
Nginx 可以处理 SSL/TLS 加密,解密客户端请求后将其转发给后端服务器,减轻后端服务器的加密负担.
server {
listen 443 ssl;
server_name example.com;
ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;
location / {
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
Nginx 以其高性能和高并发处理能力著称,但在实际应用中,合理的性能优化策略仍能显著提升其性能。本文将详细探讨 Nginx 的性能优化方法,包括配置优化、系统优化、缓存机制和高并发优化.
Nginx 的配置对其性能有着至关重要的影响。合理的配置可以减少资源消耗,提高处理效率.
Nginx 的 worker_processes 参数决定了处理请求的工作进程数量。一般建议将其设置为等于服务器的 CPU 核心数,以充分利用多核 CPU 的并行处理能力.
worker_processes auto;
auto 表示自动检测 CPU 核心数,并设置相应数量的工作进程.
worker_connections 参数决定了每个工作进程可以处理的最大连接数。为了提高并发处理能力,建议将其设置为尽可能大的值.
events {
worker_connections 1024;
}
这个配置表示每个工作进程最多可以处理 1024 个并发连接.
Nginx 提供多种缓存机制,可以缓存后端服务器的响应,减少后端服务器的压力,提高响应速度。常用的缓存机制包括 FastCGI 缓存和代理缓存.
proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_cache my_cache;
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
这个配置创建了一个缓存区域 my_cache,并在反向代理时启用了缓存.
除了 Nginx 的配置优化,对操作系统的优化也能显著提高 Nginx 的性能.
Nginx 处理大量并发连接时,需要打开大量的文件描述符。默认的文件描述符限制可能不足,需通过修改系统配置提高限制.
# 临时修改
ulimit -n 65535
# 永久修改,编辑 /etc/security/limits.conf
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
调整 TCP 连接参数,可以减少网络延迟,提高并发处理能力.
# 调整内核参数,编辑 /etc/sysctl.conf
net.core.somaxconn = 65535
net.core.netdev_max_backlog = 65535
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 65535
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65535
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
# 应用配置
sysctl -p
缓存是提升 Nginx 性能的重要手段。通过缓存机制,Nginx 可以将后端服务器的响应存储在本地,减少后端服务器的负载.
FastCGI 缓存用于缓存 FastCGI 应用程序的响应,例如 PHP.
fastcgi_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=fastcgi_cache:10m inactive=60m;
fastcgi_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
server {
location ~ \.php$ {
fastcgi_pass unix:/var/run/php/php7.4-fpm.sock;
fastcgi_index index.php;
include fastcgi_params;
fastcgi_cache fastcgi_cache;
fastcgi_cache_valid 200 60m;
fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header updating;
}
}
代理缓存用于缓存反向代理的响应,减少后端服务器的负载.
proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off;
server {
location / {
proxy_cache my_cache;
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
Nginx 在处理高并发连接时,通过异步非阻塞的事件驱动模型,能够高效地处理大量并发连接。以下是一些针对高并发场景的优化策略.
keepalive 可以保持客户端和服务器之间的连接,提高连接重用率,减少连接建立和释放的开销.
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
keepalive 32;
}
server {
location / {
proxy_pass http://backend;
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Connection "";
}
}
调整 Nginx 的缓冲区大小,可以提高大文件传输的效率,减少内存碎片.
http {
server {
client_body_buffer_size 16K;
client_header_buffer_size 1k;
large_client_header_buffers 4 16k;
output_buffers 1 32k;
postpone_output 1460;
}
}
启用 Gzip 压缩,可以减少传输的数据量,提高响应速度.
http {
gzip on;
gzip_types text/plain application/xml;
gzip_min_length 1000;
gzip_comp_level 5;
}
如有帮助,请多关注 TeahLead KrisChang,10+年的互联网和人工智能从业经验,10年+技术和业务团队管理经验,同济软件工程本科,复旦工程管理硕士,阿里云认证云服务资深架构师,上亿营收AI产品业务负责人.
最后此篇关于Nginx高性能架构解析的文章就讲到这里了,如果你想了解更多关于Nginx高性能架构解析的内容请搜索CFSDN的文章或继续浏览相关文章,希望大家以后支持我的博客! 。
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我注意到,当我使用 ubuntu 命令“nginx”启动 nginx 并执行 systemctl status nginx 时。它表明 systemctl 已禁用。此外,如果我首先使用命令 syste
我的 nginx 配置如下: proxy_redirect off; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Real-IP $re
周围有两个配置文件,/etc/nginx/conf.d/default.conf和 /etc/nginx/nginx.conf,但是启用了哪一个呢?我运行的是 CentOS6.4 和 nginx/1.
我的 Nginx 配置仅适用于根位置,所有其他位置都返回“Cannot GET {location}”,其中位置是域后地址的其余部分。 这是我的/etc/nginx/sites-enabled/def
我在 nginx 中为 node.js 服务器设置了反向代理。 server { listen 80; server_name sub.domain.tld; location
我的应用程序将在两个位置提供静态文件,一个是/my/path/project/static,另一个是/my/path/project/jsutils/static。 我很难让网络服务器在两个目录中查找
我的域名注册商的 DNS 访问我的服务器并获取 nginx 默认页面,因此配置正确 我复制了一个当前正在工作的 nginx 虚拟主机,更改了 server_name和 conf 文件的名称,仅此而已。
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我有一个问题,我怀疑是 NGINX 问题。基本上,当我尝试登录到我创建的网站时,出现以下错误…… 您要查找的页面暂时不可用。请稍后再试。 有没有人以前遇到过这个? 最佳答案 如果 NGINX 虚拟主机
这是我的 nginx 配置文件: server { listen 80; server_name localhost; location / {
在我的/etc/nginx/nginx.conf 文件中,我有配置。作为:- user nginx; worker_processes 1; error_log /var/log/nginx/e
有谁知道nginx支持软退出吗?这意味着它会一直运行直到所有连接都消失或超时(超过特定时间间隔)并且在此期间也不允许新连接吗? 例如: nginx stop nginx running (2 conn
有没有办法将 Nginx 配置为类似这样的直接服务器返回 (DSR) 负载平衡器: http://blog.haproxy.com/2011/07/29/layer-4-load-balancing-
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我知道 Apache 的 pagespeed 模块可以使页面访问更快,所以,我想知道 Nginx 是否有等效的模块? 提前致谢! 最佳答案 https://github.com/pagespeed/n
如何将worker_rlimit_nofile设置为一个更大的数字,它可以是或建议最大为多少? 我正在尝试遵循以下建议: 大多数人遇到的第二个最大限制是 与您的操作系统有关。打开一个shell,su给
我是一名优秀的程序员,十分优秀!