【Nginx】初识与环境准备

2022-12-10 17:20:15 浏览数 (1)

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Nginx简介

Nginx（“engine x”）一个具有高性能的【HTTP】和【反向代理】的【WEB服务器】，同时也是一个【POP3/SMTP/IMAP代理服务器】，是由伊戈尔·赛索耶夫(俄罗斯人)使用C语言编写的，Nginx的第一个版本是2004年10月4号发布的0.1.0版本。另外值得一提的是伊戈尔·赛索耶夫将Nginx的源码进行了开源，这也为Nginx的发展提供了良好的保障。

我们对上面这段话的相关名词做出解释：

  • WEB服务器：WEB服务器也叫网页服务器，英文名叫Web Server，主要功能是为用户提供网上信息浏览服务。
  • HTTP：HTTP是超文本传输协议的缩写，是用于从WEB服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议，也是互联网上应用最为广泛的一种网络协议。HTTP是一个客户端和服务器端请求和应答的标准，客户端是终端用户，服务端是网站，通过使用Web浏览器、网络爬虫或者其他工具，客户端发起一个到服务器上指定端口的HTTP请求。
  • POP3/SMTP/IMAP：
    • POP3(Post Offic Protocol 3)邮局协议的第三个版本
    • SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)简单邮件传输协议
    • IMAP(Internet Mail Access Protocol)交互式邮件存取协议
    • 也就是说Nginx也可以作为电子邮件代理服务器
  • 正向代理： 在这里插入图片描述在这里插入图片描述个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。注意：==正向代理服务于客户端==
  • 反向代理： 在这里插入图片描述在这里插入图片描述用户与目标服务器之间，但是对于用户而言，反向代理服务器就相当于目标服务器，即用户直接访问反向代理服务器就可以获得目标服务器的资源。同时，用户不需要知道目标服务器的地址，也无须在用户端作任何设定。反向代理服务器通常可用来作为Web加速，即使用反向代理作为Web服务器的前置机来降低网络和服务器的负载，提高访问效率。也就是说==反向代理服务于服务端==

我们在开发中见到过很多的服务器，那么他们和Nginx各有什么优势呢？

  • IIS：全称(Internet Information Services)即互联网信息服务，是由微软公司提供的基于windows系统的互联网基本服务。==windows作为服务器在稳定性与其他一些性能上都不如类UNIX操作系统，因此在需要高性能Web服务器的场合下，IIS可能就会被"冷落"==.
  • Tomcat： Tomcat是一个运行Servlet和JSP的Web应用软件，Tomcat技术先进、性能稳定而且开放源代码，因此深受Java爱好者的喜爱并得到了部分软件开发商的认可，成为目前比较流行的Web应用服务器。但是==Tomcat天生是一个重量级的Web服务器，对静态文件和高并发的处理比较弱==。
  • Apache：Apache的发展时期很长，同时也有过一段辉煌的业绩。从上图可以看出大概在2014年以前都是市场份额第一的服务器。Apache有很多优点，如稳定、开源、跨平台等。但是它出现的时间太久了，在它兴起的年代，互联网的产业规模远远不如今天，所以==它被设计成一个重量级的、不支持高并发的Web服务器==。在Apache服务器上，如果有数以万计的并发HTTP请求同时访问，就会导致服务器上消耗大量能存，操作系统内核对成百上千的Apache进程做进程间切换也会消耗大量的CPU资源，并导致HTTP请求的平均响应速度降低，这些都决定了Apache不可能成为高性能的Web服务器。这也促使了Lighttpd和Nginx的出现。
  • Lighttpd：Lighttpd是德国的一个开源的Web服务器软件，它和Nginx一样，都是==轻量级、高性能的Web服务器==，欧美的业界开发者比较钟爱Lighttpd,而国内的公司更多的青睐Nginx，同时网上Nginx的资源要更丰富些。
  • Google Servers，Weblogic, Webshpere(IBM)...

Nginx的优点及功能特性

Nginx的优点在于：

(1)速度更快、并发更高

单次请求或者高并发请求的环境下，Nginx都会比其他Web服务器响应的速度更快。一方面在正常情况下，单次请求会得到更快的响应，另一方面，在高峰期(如有数以万计的并发请求)，Nginx比其他Web服务器更快的响应请求。Nginx之所以有这么高的并发处理能力和这么好的性能原因在于Nginx采用了多进程和I/O多路复用(epoll)的底层实现。

(2)配置简单，扩展性强

Nginx的设计极具扩展性，它本身就是由很多模块组成，这些模块的使用可以通过配置文件的配置来添加。这些模块有官方提供的也有第三方提供的模块，如果需要完全可以开发服务自己业务特性的定制模块。

(3)高可靠性

Nginx采用的是多进程模式运行，其中有一个master主进程和N多个worker进程，worker进程的数量我们可以手动设置，每个worker进程之间都是相互独立提供服务，并且master主进程可以在某一个worker进程出错时，快速去"拉起"新的worker进程提供服务。

(4)热部署

现在互联网项目都要求以7*24小时进行服务的提供，针对于这一要求，Nginx也提供了热部署功能，即可以在Nginx不停止的情况下，对Nginx进行文件升级、更新配置和更换日志文件等功能。

(5)成本低、BSD许可证

BSD是一个开源的许可证，世界上的开源许可证有很多，现在比较流行的有六种分别是GPL、BSD、MIT、Mozilla、Apache、LGPL。这六种的区别是什么，我们可以通过下面一张图来解释下：

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

Nginx本身是开源的，我们不仅可以免费的将Nginx应用在商业领域，而且还可以在项目中直接修改Nginx的源码来定制自己的特殊要求。

Nginx提供的基本功能服务从大体上归纳为：

  • 基本HTTP服务
  • 高级HTTP服务
  • 邮件服务

基本HTTP服务

Nginx可以提供基本HTTP服务，可以作为HTTP代理服务器和反向代理服务器，支持通过缓存加速访问，可以完成简单的负载均衡和容错，支持包过滤功能，支持SSL等。

  • 处理静态文件、处理索引文件以及支持自动索引；
  • 提供反向代理服务器，并可以使用缓存加上反向代理，同时完成负载均衡和容错；
  • 提供对FastCGI、memcached等服务的缓存机制，，同时完成负载均衡和容错；
  • 使用Nginx的模块化特性提供过滤器功能。Nginx基本过滤器包括gzip压缩、ranges支持、chunked响应、XSLT、SSI以及图像缩放等。其中针对包含多个SSI的页面，经由FastCGI或反向代理，SSI过滤器可以并行处理。
  • 支持HTTP下的安全套接层安全协议SSL.
  • 支持基于加权和依赖的优先权的HTTP/2

高级HTTP服务

  • 支持基于名字和IP的虚拟主机设置
  • 支持HTTP/1.0中的KEEP-Alive模式和管线(PipeLined)模型连接
  • 自定义访问日志格式、带缓存的日志写操作以及快速日志轮转。
  • 提供3xx~5xx错误代码重定向功能
  • 支持重写（Rewrite)模块扩展
  • 支持重新加载配置以及在线升级时无需中断正在处理的请求
  • 支持网络监控
  • 支持FLV和MP4流媒体传输

邮件服务

Nginx提供邮件代理服务也是其基本开发需求之一，主要包含以下特性：

  • 支持IMPA/POP3代理服务功能
  • 支持内部SMTP代理服务功能

Nginx常用功能模块及组成

Nginx常用的功能模块：

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静态资源部署
Rewrite地址重写
	正则表达式
反向代理
负载均衡
	轮询、加权轮询、ip_hash、url_hash、fair
Web缓存
环境部署
	高可用的环境
用户认证模块...

Nginx的核心组成：

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nginx二进制可执行文件
nginx.conf配置文件
error.log错误的日志记录
access.log访问日志记录

Nginx系统环境准备

我们进入Nginx的下载页面

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准备服务器系统

环境准备

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VMware WorkStation
Centos7
MobaXterm
	xsheel,SecureCRT
网络

(1)确认centos的内核

准备一个内核为2.6及以上版本的操作系统，因为linux2.6及以上内核才支持epoll,而Nginx需要解决高并发压力问题是需要用到epoll，所以我们需要有这样的版本要求。

我们可以使用uname -a命令来查询linux的内核版本。

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

(2)确保centos能联网

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ping www.baidu.com
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

(3)确认关闭防火墙

这一项的要求仅针对于那些对linux系统的防火墙设置规则不太清楚的，建议大家把防火墙都关闭掉，因为我们此次课程主要的内容是对Nginx的学习，把防火墙关闭掉，可以省掉后续Nginx学习过程中遇到的诸多问题。

关闭的方式有如下两种：

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systemctl stop firewalld      关闭运行的防火墙，系统重新启动后，防火墙将重新打开
systemctl disable firewalld   永久关闭防火墙，，系统重新启动后，防火墙依然关闭
systemctl status firewalld	 查看防火墙状态

（4）确认停用selinux

selinux(security-enhanced linux),美国安全局对于强制访问控制的实现，在linux2.6内核以后的版本中，selinux已经成功内核中的一部分。可以说selinux是linux史上最杰出的新安全子系统之一。虽然有了selinux，我们的系统会更安全，但是对于我们的学习Nginx的历程中，会多很多设置，所以这块建议大家将selinux进行关闭。

sestatus查看状态

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

如果查看不是disabled状态，我们可以通过修改配置文件来进行设置,修改SELINUX=disabled，然后重启下系统即可生效。

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vim /etc/selinux/config
在这里插入图片描述在这里插入图片描述

Nginx安装方式介绍

我们这里只介绍使用yum安装Nginx

使用源码进行简单安装，我们会发现安装的过程比较繁琐，需要提前准备GCC编译器、PCRE兼容正则表达式库、zlib压缩库、OpenSSL安全通信的软件库包，然后才能进行Nginx的安装。

（1）安装yum-utils

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sudo yum  install -y yum-utils

（2）添加yum源文件

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vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo
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[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/$releasever/$basearch/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
module_hotfixes=true

[nginx-mainline]
name=nginx mainline repo
baseurl=http://nginx.org/packages/mainline/centos/$releasever/$basearch/
gpgcheck=1
enabled=0
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
module_hotfixes=true

（3）查看是否安装成功

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yum list | grep nginx
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（4）使用yum进行安装

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yun install -y nginx

（5）查看nginx的安装位置

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whereis nginx
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Nginx目录结构分析

在使用Nginx之前，我们先对安装好的Nginx目录文件进行一个分析，在这块给大家介绍一个工具tree，通过tree我们可以很方面的去查看centos系统上的文件目录结构，当然，如果想使用tree工具，就得先通过yum install -y tree来进行安装，安装成功后，可以通过执行tree /usr/local/nginx(tree后面跟的是Nginx的安装目录)，获取的结果如下：

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
  • conf:nginx所有配置文件目录
    • CGI(Common Gateway Interface)通用网关【接口】，主要解决的问题是从客户端发送一个请求和数据，服务端获取到请求和数据后可以调用调用CGI【程序】处理及相应结果给客户端的一种标准规范。
    • fastcgi.conf：fastcgi相关配置文件
  • fastcgi.conf.default：fastcgi.conf的备份文件
  • fastcgi_params：fastcgi的参数文件
  • fastcgi_params.default：fastcgi的参数备份文件
  • scgi_params：scgi的参数文件
  • scgi_params.default：scgi的参数备份文件
  • uwsgi_params：uwsgi的参数文件
  • uwsgi_params.default：uwsgi的参数备份文件
  • mime.types：记录的是HTTP协议中的Content-Type的值和文件后缀名的对应关系
  • mime.types.default：mime.types的备份文件
  • nginx.conf：这个是Nginx的核心配置文件，这个文件非常重要，也是我们即将要学习的重点
  • nginx.conf.default：nginx.conf的备份文件
  • koi-utf、koi-win、win-utf这三个文件都是与编码转换映射相关的配置文件，用来将一种编码转换成另一种编码
  • html：存放nginx自带的两个静态的html页面
  • 50x.html：访问失败后的失败页面
  • index.html：成功访问的默认首页
  • logs：记录入门的文件，当nginx服务器启动后，这里面会有 access.log error.log 和nginx.pid三个文件出现。
  • sbin：是存放执行程序文件nginx
  • nginx是用来控制Nginx的启动和停止等相关的命令。

Nginx服务器启停命令

Nginx安装完成后，接下来我们要知道的是如何启动、重启和停止Nginx的服务。

对于Nginx的启停在linux系统中也有很多种方式，我们这里主要介绍两种方式：

  1. Nginx服务的信号控制
  2. Nginx的命令行控制

方式一:Nginx服务的信号控制

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Nginx中的master和worker进程?
Nginx的工作方式?
如何获取进程的PID?
信号有哪些?
如何通过信号控制Nginx的启停等相关操作?

前面在提到Nginx的高性能，其实也和它的架构模式有关。Nginx默认采用的是多进程的方式来工作的，当将Nginx启动后，我们通过ps -ef | grep nginx命令可以查看到如下内容：

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

从上图中可以看到,Nginx后台进程中包含一个master进程和多个worker进程，master进程主要用来管理worker进程，包含接收外界的信息，并将接收到的信号发送给各个worker进程，监控worker进程的状态，当worker进程出现异常退出后，会自动重新启动新的worker进程。而worker进程则是专门用来处理用户请求的，各个worker进程之间是平等的并且相互独立，处理请求的机会也是一样的。nginx的进程模型，我们可以通过下图来说明下：

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

我们现在作为管理员，只需要通过给master进程发送信号就可以来控制Nginx,这个时候我们需要有两个前提条件，一个是要操作的master进程，一个是信号。

（1）要想操作Nginx的master进程，就需要获取到master进程的进程号ID。获取方式简单介绍两个，

方式一：通过ps -ef | grep nginx；

方式二：在讲解nginx的./configure的配置参数的时候，有一个参数是--pid-path=PATH默认是/usr/local/nginx/logs/nginx.pid,所以可以通过查看该文件来获取nginx的master进程ID.

ps用来获得linux中的进程信息

（2）信号

信号

作用

TERM/INT

立即关闭整个服务

QUIT

"优雅"地关闭整个服务

HUP

重读配置文件并使用服务对新配置项生效

USR1

重新打开日志文件，可以用来进行日志切割

USR2

平滑升级到最新版的nginx

WINCH

所有子进程不再接收处理新连接，相当于给work进程发送QUIT指令

如果发送QUIT信号给master进程，master进程会告诉所有的worker进程不要再去接受所有用户的新请求，把当前正在处理的请求处理完成之后直接关闭掉

调用命令为kill -signal PID

  • signal:即为信号
  • PID即为获取到的master线程ID

说白了这种就是使用linux中的进程命令去终止Nginx的运行

信号使用示例：

  1. 发送TERM/INT信号给master进程，会将Nginx服务立即关闭。
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kill -TERM PID / kill -TERM `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
kill -INT PID / kill -INT `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
  1. 发送QUIT信号给master进程，master进程会控制所有的work进程不再接收新的请求，等所有请求处理完后，在把进程都关闭掉。
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kill -QUIT PID / kill -TERM `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
  1. 发送HUP信号给master进程，master进程会把控制旧的work进程不再接收新的请求，等处理完请求后将旧的work进程关闭掉，然后根据nginx的配置文件重新启动新的work进程
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kill -HUP PID / kill -TERM `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
  1. 发送USR1信号给master进程，告诉Nginx重新开启日志文件
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kill -USR1 PID / kill -TERM `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
  1. 发送USR2信号给master进程，告诉master进程要平滑升级，这个时候，会重新开启对应的master进程和work进程，整个系统中将会有两个master进程，并且新的master进程的PID会被记录在/usr/local/nginx/logs/nginx.pid而之前的旧的master进程PID会被记录在/usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin文件中，接着再次发送QUIT信号给旧的master进程，让其处理完请求后再进行关闭
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kill -USR2 PID / kill -USR2 `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`
代码语言：txt复制
kill -QUIT PID / kill -QUIT `cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid.oldbin`
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
  1. 发送WINCH信号给master进程,让master进程控制不让所有的work进程在接收新的请求了，请求处理完后关闭work进程。==注意master进程不会被关闭掉==
代码语言：txt复制
kill -WINCH PID /kill -WINCH`cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid`

方式二:Nginx的命令行控制

此方式是通过Nginx安装目录下的sbin下的可执行文件nginx来进行Nginx状态的控制，我们可以通过nginx -h来查看都有哪些参数可以用：

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
  • -?和-h:显示帮助信息
  • -v:打印版本号信息并退出
  • -V:打印版本号信息和配置信息并退出
  • -t:测试nginx的配置文件语法是否正确并退出
  • -T:测试nginx的配置文件语法是否正确并列出用到的配置文件信息然后退出
  • -q:在配置测试期间禁止显示非错误消息
  • -s:signal信号，后面可以跟 ：
    • stop快速关闭，类似于TERM/INT信号的作用
    • quit优雅的关闭，类似于QUIT信号的作用
    • reopen重新打开日志文件类似于USR1信号的作用
    • reload类似于HUP信号的作用
  • -p:prefix，指定Nginx的prefix路径，(默认为: /usr/local/nginx/)
  • -c:filename,指定Nginx的配置文件路径,(默认为: conf/nginx.conf)
  • -g:用来补充Nginx配置文件，向Nginx服务指定启动时应用全局的配置

Nginx服务操作的问题

经过前面的操作，我们会发现，如果想要启动、关闭或重新加载nginx配置文件，都需要先进入到nginx的安装目录的sbin目录，然后使用nginx的二级制可执行文件来操作，相对来说操作比较繁琐，这块该如何优化？另外如果我们想把Nginx设置成随着服务器启动就自动完成启动操作，又该如何来实现?这就需要用到接下来我们要讲解的两个知识点：

代码语言：txt复制
Nginx配置成系统服务
Nginx命令配置到系统环境

Nginx配置成系统服务

把Nginx应用服务设置成为系统服务，方便对Nginx服务的启动和停止等相关操作，具体实现步骤:

(1) 在/usr/lib/systemd/system目录下添加nginx.service,内容如下:

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vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service
代码语言：txt复制
[Unit]
Description=nginx web service
Documentation=http://nginx.org/en/docs/
After=network.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStartPre=/usr/local/nginx/sbin/nginx -t -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=default.target

(2)添加完成后如果权限有问题需要进行权限设置

代码语言：txt复制
chmod 755 /usr/lib/systemd/system/nginx.service

(3)使用系统命令来操作Nginx服务

代码语言：txt复制
启动: systemctl start nginx
停止: systemctl stop nginx
重启: systemctl restart nginx
重新加载配置文件: systemctl reload nginx
查看nginx状态: systemctl status nginx
开机启动: systemctl enable nginx

可能会出现的问题

第一个问题就是：

代码语言：txt复制
nginx重启Warning: nginx.service changed on disk. Run ‘systemctl daemon-reload‘ to reload units

这种 情况下直接运行以下命令即可：

代码语言：txt复制
systemctl daemon-reload

还有一个问题就是，如果你当初时使用的yum安装的Nginx，那么你的nginx.service文件就要稍微修改一下：

代码语言：txt复制
[Unit]
Description=The nginx HTTP and reverse proxy server
After=network-online.target remote-fs.target nss-lookup.target
Wants=network-online.target
[Service]
Type=forking
PIDFile=/run/nginx.pid
# Nginx will fail to start if/run/nginx.pid already exists but has the wrong
# SELinux context. This might happen when running `nginx -t` from the cmdline.
# https://bugzilla.redhat.com/show_bug.cgi?id=1268621ExecStartPre=/usr/bin/rm -f /run/nginx.pid
ExecStartPre=/usr/sbin/nginx -t
ExecStart=/usr/sbin/nginx
ExecReload=/usr/sbin/nginx -s reload
KillSignal=SIGQUIT
TimeoutStopSec=5
KillMode=process
PrivateTmp=true
Restart=always
[Install]
WantedBy=multi-user.target

Nginx命令配置到系统环境

前面我们介绍过Nginx安装目录下的二级制可执行文件nginx的很多命令，要想使用这些命令前提是需要进入sbin目录下才能使用，很不方便，如何去优化，我们可以将该二进制可执行文件加入到系统的环境变量，这样的话在任何目录都可以使用nginx对应的相关命令。具体实现步骤如下:

演示可删除

代码语言：txt复制
/usr/local/nginx/sbin/nginx -V
cd /usr/local/nginx/sbin  nginx -V
如何优化？？？

(1)修改/etc/profile文件

代码语言：txt复制
vim /etc/profile
在最后一行添加
export PATH=$PATH:/usr/local/nginx/sbin

(2)使之立即生效

代码语言：txt复制
source /etc/profile

(3)执行nginx命令

代码语言：txt复制
nginx -V
nginx http 网站 网络安全 web.py

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