nginx基础配置详解:基础篇

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nginx简介

Nginx 是一款轻量的（相比 Apache、Lighttpd 而言）、高性能的 HTTP 服务器，同时也可以用作反向代理、负载平衡器和 HTTP 缓存。Nginx 采用了模块化、事件驱动的架构设计，使用了异步非阻塞的事件处理机制处理请求，使得在高负载下也能提供更可靠的性能。

Nginx 的内部结构是由核心部分和一系列的功能模块所组成。Nginx Core 实现底层的通讯协议，为其他模块构建了基本的运行时环境，并且构建了其他各模块的协作基础。

Nginx 程序在启动后，会以守护进程的方式在系统后台中运行，后台进程包含一个 master 进程和多个 worker 进程。

master 进程负责管理 Nginx 本身和其他 worker 进程，包含：接收来自外界的信号、向各 worker 进程发送信号、监控 worker 进程的运行状态、当 worker 进程退出后(异常情况下)，会自动重新启动新的 worker 进程等。

worker 进程主要处理基本的网络事件，多个 worker 进程之间是对等的，他们同等竞争来自客户端的请求，各进程互相之间是独立的。一个请求，完全由 worker 进程来处理，而且只在一个 worker 进程中处理。worker 进程的个数是可以设置的，一般我们会设置与机器 cpu 核数一致，这里面的原因与 Nginx 的进程模型以及事件处理模型是分不开的。

nginx安装与命令

安装方法

yum安装rpm包会比编译安装简单很多，默认会安装许多模块，但缺点是如果你想以后安装第三方模块那就没办法了。可参考：https://nginx.org/en/linux_packages.html#RHEL-CentOS

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cat >/etc/yum.repos.d/nginx.repo <<EOF
[nginx] 
name=nginx repo 
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/\$releasever/\$basearch/ 
gpgcheck=0 
enabled=1
EOF

这样就安装好了。如果要选择版本安装，可以使用yum list nginx --enablerepo=nginx --showduplicates来查看可用的版本。

而编译安装会复杂很多，也比较麻烦，但是优点是比较灵活，可以随意添加自己想要的模块。方法在：centos7编译安装LNMP:nginx1.16+mysql5.7+php7.2

nginx相关命令

有如下参数：

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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，用于shell
  -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，rpm包安装时为/etc/nginx)
  -c filename   : 指定配置文件,(rpm包安装时为/etc/nginx/nginx.conf)
  -g directives : 提前设置全局指令

控制nginx的相关的主要命令有：

  • 启动：nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
  • 关闭：nginx -s stop，等同于 kill -s TERM $(cat /var/run/nginx.pid)
  • 优雅关闭：nginx -s quit，等同于 kill -s QUIT $(cat /var/run/nginx.pid)，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。
  • 加载配置文件：nginx -s reload，等同于 kill -s HUP $(cat /var/run/nginx.pid)
  • 重新打开日志文件：nginx -s reopen，等同于 kill -USR1 $(cat /var/run/nginx.pid)

reload是有做了以下操作：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。如下work进程的pid是有发生了变化：

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[root@localhost ~]# ps aux |grep nginx
root     10484  0.0  0.0  47260  2080 ?        Ss   Jan11   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
nginx    30497  0.0  0.0  47264  2288 ?        S    Jan17   0:00 nginx: worker process
[root@localhost ~]# nginx -s reload
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# ps aux |grep nginx
root     10484  0.0  0.0  47260  2080 ?        Ss   Jan11   0:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -c /etc/nginx/nginx.conf
nginx    30993  0.0  0.0  47264  2044 ?        S    02:59   0:00 nginx: worker process

nginx版本升级

在说明如何稳定安全地升级、降级已经在运行中的nginx之前，需要先了解nginx支持的几种信号。可以通过man nginx来查看到具体的含义：

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SIGINT, SIGTERM  立即杀掉nginx主进程(即所有进程)
SIGQUIT          graceful stop主进程
SIGWINCH         graceful stop所有的worker进程
SIGHUP           reload配置文件，并使老的worker进程graceful stop
SIGUSR1          重新打开日志文件(Reopen log files)
SIGUSR2          在线切换nginx可执行程序(Upgrade the nginx executable on the fly)

版本升级时，第一步是先编译好新版本的nginx，再发送 kill -USR2 $(cat /var/run/nginx/nginx.pid)信号，该信号提示nginx旧的主进程要升级，并执行新的nginx程序。发送该信号后将会切换pid文件，旧的pid文件被重命名为nginx.pid.oldbin，记录的是旧的nginx主进程pid值，新的pid文件为nginx.pid，记录的是新启动的nginx的主进程pid值。然后再发送 kill -QUIT $(cat /var/run/nginx/nginx.pid.oldbin)来向旧的主进程号发送QUIT信号，该信号将使得主进程以graceful的方式关闭。这将使得旧的主进程、旧的worker进程不再接受任何新请求，但却会把正在处理过程中的请求处理完毕，然后被销毁退出。

  • 下载新版本，然后按原来的编译参数进行编译：

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    [root@VM_0_6_centos ~]# nginx -V
    nginx version: nginx/1.16.1
    built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39) (GCC)
    built with OpenSSL 1.1.1d  10 Sep 2019
    TLS SNI support enabled
    configure arguments: --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_gzip_static_module --with-http_sub_module --with-stream --with-stream_ssl_module --with-openssl=/usr/local/src/lnmp1.6/src/openssl-1.1.1d --with-openssl-opt='enable-weak-ssl-ciphers'
    [root@VM_0_6_centos ~]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.17.7.tar.gz
    [root@VM_0_6_centos ~]# tar zxf nginx-1.17.7.tar.gz && cd nginx-1.17.7

    # 复制configure arguments的参数过来，原先的参数一定要一样，但可以添加新的模块
    [root@VM_0_6_centos nginx-1.17.7]# ./configure --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_gzip_static_module --with-http_sub_module --with-stream --with-stream_ssl_module --with-openssl=/usr/local/src/lnmp1.6/src/openssl-1.1.1d --with-openssl-opt='enable-weak-ssl-ciphers'
    [root@VM_0_6_centos nginx-1.17.7]# make

    make完以后，不需要执行make install，否则会覆盖安装，nginx服务会出现各种问题。

  • 替换执行文件

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    [root@VM_0_6_centos nginx-1.17.7]# mv /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/nginx/sbin/nginx.bak
    [root@VM_0_6_centos nginx-1.17.7]# cp objs/nginx /usr/local/nginx/sbin/
    [root@VM_0_6_centos nginx-1.17.7]# nginx -v
    nginx version: nginx/1.17.7

  • 使用 make upgrage命令进行升级。我们可以先打开Makefile文件看一下是做了什么操作：

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upgrade:
	/usr/local/nginx/sbin/nginx -t

	kill -USR2 `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
	sleep 1
	test -f /usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin

	kill -QUIT `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin`

跟我们上面说的过程是一样的。开始运行：

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[root@VM_0_6_centos nginx-1.17.7]# make upgrade
/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful
kill -USR2 `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
sleep 1
test -f /usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin
kill -QUIT `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin`

此方法同样可以适用于降级操作。整个升级期间是网站都是可以访问的，这是最安全的升级方式。

nginx基础配置详解

nginx配置文件主要分为六个区域： main(全局设置)、events(nginx工作模式)、http(http设置)、 sever(主机设置)、location(URL匹配)、upstream(负载均衡服务器设置)。如下结构：

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main
events {
  ....
}
http {
      ....
      upstream myproject {
        .....
      }
      server  {
            ....
            location {
                ....
            }
      }
      ....
}

注意：nginx具体的配置后面必须加逗号结尾，不然会报错。所有web站点的配置都是要放在http模块里面的。

main模块

main是一个全局的设置，不需要{}，如下：

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user  www www;
worker_processes auto;
error_log  /home/wwwlogs/nginx_error.log  crit;
pid        /usr/local/nginx/logs/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile 51200;

  • user 来指定Nginx Worker进程运行用户以及用户组

  • worker_processes来指定了Nginx要开启的子进程数。每个Nginx进程平均耗费10M~12M内存。根据经验，一般指定1个进程就足够了，如果是多核CPU，建议指定和CPU的数量一样的进程数即可。

  • error_log用来定义全局错误日志文件。日志输出级别有debug、info、notice、warn、error、crit可供选择，其中，debug输出日志最为最详细，而crit输出日志最少。

  • pid用来指定进程id的存储文件位置。

  • worker_rlimit_nofile用于指定一个nginx进程可以打开的最多文件描述符数目，也可以理解为一个ningx进程所能处理的最大的连接数。

events 模块

events模块来用指定nginx的工作模式和工作模式及连接数上限。

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events
    {
        use epoll;
        worker_connections 51200;
        multi_accept on;
    }
  • use用来指定Nginx的工作模式。Nginx支持的工作模式有select、poll、kqueue、epoll、rtsig和/dev/poll。其中select和poll都是标准的工作模式，kqueue和epoll是高效的工作模式，不同的是epoll用在Linux平台上，而kqueue用在BSD系统中，因为Mac基于BSD,所以Mac也得用这个模式，对于Linux系统，epoll工作模式是首选。
  • worker_connections用于定义Nginx每个进程的最大连接数，即接收前端的最大请求数，默认是1024。最大客户端连接数由worker_processes和worker_connections决定，即Max_clients=worker_processes*worker_connections，在作为反向代理时，Max_clients变为：Max_clients = worker_processes * worker_connections/2。

http 模块

http模块可以说是最核心的模块了，它负责HTTP服务器相关属性的配置，它里面的server和upstream子模块，至关重要。

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http{
    include       mime.types;  # nginx支持的媒体文件类型。相对路径为同目录conf下的其他文件
    default_type  application/octet-stream;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log  /usr/local/var/log/nginx/access.log  main;
    sendfile        on;
    tcp_nopush      on;
    tcp_nodelay     on;
    keepalive_timeout  60;
    #gzip  on;
    client_max_body_size 50m;
    
    upstream myproject {
        .....
    }
    server {
        ....
    }
}
  • include 加载 mime.type 文件，用于帮助 Nginx 识别文件的 MIME 类型；
  • default_type 指定文件默认的 MIME 类型。例如，在没有配置 asp 的环境时，Nginx 是不予解析的，此时，浏览器访问 asp 文件就会出现 下载 的提示了；
  • log_format 设置日志的格式和记录哪些参数；
  • access_log 设置 access_log 日志文件地址；
  • sendfile 开启高效文件传输模式，sendfile指令指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件，减少用户空间到内核空间的上下文切换。对于普通应用设为 on，如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的负载。
  • keepalive_timeout 设置客户端连接保持活动的超时时间，在超过这个时间之后，服务器会关闭该连接；
  • gzip 是否开启 gzip 压缩，这将会减少我们发送的数据量；
    • gzip_min_length 1k ： 设置允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头得content-length中进行获取。默认值是20。建议设置成大于1k的字节数，小于1k可能会越压越大。
    • gzip_buffers 4 16k ： 设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流。4 16k代表以16k为单位，安装原始数据大小以16k为单位的4倍申请内存。
    • gzip_http_version 1.0 ： 用于识别 http 协议的版本，早期的浏览器不支持 Gzip 压缩，用户就会看到乱码，所以为了支持前期版本加上了这个选项，如果你用了 Nginx 的反向代理并期望也启用 Gzip 压缩的话，由于末端通信是 http/1.0，故请设置为 1.0。
    • gzip_comp_level 6 ： gzip压缩比，1压缩比最小处理速度最快，9压缩比最大但处理速度最慢(传输快但比较消耗cpu)
    • gzip_types ：匹配mime类型进行压缩，无论是否指定,”text/html”类型总是会被压缩的。
    • gzip_proxied any ： Nginx作为反向代理的时候启用，决定开启或者关闭后端服务器返回的结果是否压缩，匹配的前提是后端服务器必须要返回包含”Via”的 header头。
    • gzip_vary on ： 和http头有关系，会在响应头加个 Vary: Accept-Encoding ，可以让前端的缓存服务器缓存经过gzip压缩的页面，例如，用Squid缓存经过Nginx压缩的数据
  • client_max_body_size 允许客户端请求的最大单文件字节数。如果上传较大文件，请增加它的限制值；
  • client_body_buffer_size 允许客户端请求的最大缓冲区字节数；
  • proxy_connect_timeout 设置与后端服务器连接超时时间。

server 模块

server 模块是http的子模块，它用来定一个虚拟主机。就是用来建立多个网站的意思。一个server就是对应一个网站。

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server {
    listen       80;
    server_name  localhost;
    # 全局定义，如果都是这一个目录，这样定义最简单。
    root   /usr/www;
    index  index.php index.html index.htm; 

    charset utf-8;
    
    error_page  404   /404.html;
    error_page  403   /403.html;
    error_page  500 502 503 504  /50x.html;
    
    access_log  usr/local/var/log/host.access.log  main;
    aerror_log  usr/local/var/log/host.error.log  error;
}
  • listen 设置监听端口，默认 80，小于 1024 的要以 root 用户启动。可以为 listen *:80、listen 127.0.0.1:80 等形式；
  • server_name 设置域名，多个域名之间用空格分开；
  • root 设置虚拟主机的默认网站根目录；
  • index 定义默认访问的文件名；
  • charset 设置网页的默认编码格式；
  • error_page 设置错误页面，相对于上面的 root 目录。

root与alias区别

root指的是网站的根目录，而alias指的是别名。先看下例子：

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# nginx有如下配置：
location /test/ {
	root /tmp/;
}

[root@localhost ~]# cat /tmp/test/a.txt
root3333333333
[root@localhost ~]# cat /tmp/a.txt
abcd
[root@localhost ~]# curl http://localhost/test/a.txt
root3333333333

配置root的时候，访问 http://localhost/test/a.txt时，访问的文件是 /tmp/test/a.txt。

将nginx的配置由root修改为alias之后，再次访问 http://localhost/test/a.txt

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[root@localhost ~]# curl http://localhost/test/a.txt
abcd

这时访问的文件是/tmp/a.txt，这时就可以实现URL的重写。

location详解

location 根据它字面意思就知道是来定位的，定位URL，解析URL，所以，它也提供了强大的正则匹配功能，也支持条件判断匹配，用户可以通过location指令实现Nginx对动、静态网页进行过滤处理。像我们的php环境搭建就是用到了它。

locaiton有以下几种类型的匹配规则：

模式 含义
location = /uri = 表示精确匹配，只有完全匹配上才能生效，优先级最高
location ^~ /uri ^~ 开头对URL路径进行前缀匹配，优先级比 = 次之，但比正则的优先级更高
location ~ pattern 开头表示区分大小写的正则匹配
location ~* pattern 开头表示不区分大小写的正则匹配
location /uri 不带任何修饰符，也表示前缀匹配，但是在正则匹配之后
location / 通用匹配，任何未匹配到其它location的请求都会匹配到

其匹配的顺序如下：

  • ^~和普通匹配。使用前缀匹配，不支持正则表达式，如果有多个location匹配成功的话，不会终止匹配过程，会记忆表达式最长的那个
  • 如果上一步得到的最长的location为^~类型，则表示阻断正则表达式，不再匹配正则表达式
  • 如果上一步得到的最长的location不是^~类型，继续匹配正则表达式，只要有一个正则成功，则使用这个正则的location，立即返回结果，并结束解析过程

实例如下：

  1. ^~优先级并不比普通匹配高：访问/test_1，返回的状态码为400，这是由于最长匹配的结果。
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#nginx配置
location /test_1 {
    return 400;
}
location ^~ /test {
    return 401;
}

#测试
[root@localhost ~]# curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://192.168.1.61/test
401
[root@localhost ~]# curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://192.168.1.61/test_1
400
  1. 普通匹配、^~、~三者混合使用：
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#nginx配置
location /test_1 {
    return 400;
}
location ^~ /test {
    return 401;
}
location ~ /test {
    return 402;
}

#测试
[root@localhost ~]# curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://192.168.1.61/test_1
402
[root@localhost ~]# curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://192.168.1.61/test
401
[root@localhost ~]# curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" http://192.168.1.61/test1
401

  • 访问http://192.168.1.61/test_1，返回的是402，此时^~和普通匹配只记住了最长一个location /test_1，不会阻止正则

  • 访问http://192.168.1.61/test，，返回401，此时^~和普通匹配只记住了最长一个location ^~ /test，会阻止正则

  • 访问http://192.168.1.61/test1，，返回401，此时匹配到了^~，并没有匹配上~
  • return 400一直是匹配不上的。

参考资料

nginx官方文档

Nginx的location规则：优先级和路径替换

nginx配置location总结及rewrite规则写法

nginx的配置、虚拟主机、负载均衡和反向代理

nginx服务器安装及配置文件详解

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