nginx工作原理与配置

nginx的模块与工作原理

​ nginx由内核和模块组成。其中，内核的设计非常微小和简洁，完成的工作也非常简单，仅仅通过查找配置文件将客户端请求映射到一个location block（location是nginx配置中的一个指令，用于URL匹配），而在这个location中所配置的每个指令将会启动不同的模块去完成相应的工作。

nginx的模块分类

​ nginx的模块从结构上分为核心模块、基础模块和第三方模块

• HTTP模块、EVENT模块和MaiL模块等属于核心模块
• HTTP Access模块、HTTP FastCGI模块、HTTP Proxy模块和HTTP RewrITe模块属于基本模块
• HTTP Upstream模块、Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key模块属于第三方模块

用户根据自己的需要开发的模块都属于第三方模块。正是有了如此多模块的支撑，nginx的功能才会如此强大

nginx模块从功能上分为三类，分别是F1a;

• Handlers（处理器模块）。此类模块直接处理请求，并进行输出内容和修改headers信息等操作。handlers处理器模块一般只能有一个
• filters（过滤器模块）。此类模块主要对其他处理器模块输出的内容进行修改操作，最后由nginx输出
• PRoxies（代理器模块）。就是nginx的HTTP Upstream之类的模块，这些模块主要与后端一些服务比如fastcgi等操作交互，实现服务代理和负载均衡等功能

nginx模块分为：核心模块、事件模块、标准Http模块、可选Http模块、邮件模块、第三方模块和补丁等

• nginx基本模块：所谓基本模块，指的是nginx默认的功能模块，它们提供的指令，允许你使用定义nginx基本功能的变量，在编译时不能被禁用，包括：
  • 核心模块：基本功能和指令，如进程管理和安全。常见的核心模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
  • 事件模块：在Nginx内配置网络使用的能力。常见的events（事件）模块指令，大部分是放置在配置文件的顶部
  • 配置模块：提供包含机制

nginx的工作原理

nginx的模块直接被编译进nginx，因此属于静态编译方式。

启动nginx后，nginx的模块被自动加载，与apache不一样，首先将模块编译为一个so文件，然后在配置文件中指定是否进行加载。

在解析配置文件时，nginx的每个模块都有可能去处理某个请求，但是同一个处理请求只能由一个模块来完成。

nginx的进程架构： 启动nginx时，会启动一个Master进程，这个进程不处理任何客户端的请求，主要用来产生worker线程，一个worker线程用来处理n个request。

下图展示了nginx模块一次常规的HTTP请求和响应的过程

下图展示了基本的WEB服务请求步骤

nginx的安装与配置

nginx安装

创建系统用户nginx

[root@localhost ~]# useradd -r -M -s /sbin/noLOGin nginx

安装依赖环境

[root@localhost ~]# yum -y install pcre-devel oPEnssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++
[root@localhost ~]# yum -y groups mark install 'Development Tools'
上次元数据过期检查：2:59:11 前，执行于 2021年10月25日 星期一 01时04分32秒。
依赖关系解决。
=============================================================
 软件包       架构        版本            仓库          大小
=============================================================
安装组:
 Development Tools
                                                            

事务概要
=============================================================

完毕！

创建日志存放目录

[root@localhost ~]# mkdir -p /VAR/log/nginx
[root@localhost ~]# chown -R nginx.nginx /var/log/nginx

下载nginx

[root@localhost ~]# cd /usr/src/
[root@localhost src]# wget http://nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz
--2021-10-25 04:06:16--  http://nginx.org/download/nginx-1.12.0.tar.gz
正在解析主机 nginx.org (nginx.org)... 

编译安装

[root@localhost src]# ls
debug  kernels  nginx-1.12.0.tar.gz
[root@localhost src]# tar xf nginx-1.12.0.tar.gz
[root@localhost src]# cd nginx-1.12.0
[root@localhost nginx-1.12.0]# ./configure 
--prefix=/usr/local/nginx 
--user=nginx 
--group=nginx 
--with-debug 
--with-http_ssl_module 
--with-http_realip_module 
--with-http_image_filter_module 
--with-http_gunzip_module 
--with-http_gzip_static_module 
--with-http_stub_status_module 
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log 
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log

[root@localhost nginx-1.12.0]# make -j $(grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l) && make install

nginx配置

服务控制方式，使用nginx命令

配置环境变量

[root@localhost ~]# echo 'export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/nginx.sh
[root@localhost ~]# . /etc/profile.d/nginx.sh

服务控制方式，使用nginx命令

-t 检查配置文件语法

[root@localhost ~]# 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

-v 输出nginx的版本

[root@localhost ~]# nginx -v
nginx version: nginx/1.20.1

-c 指定配置文件的路径

[root@localhost ~]# nginx -s stop ; nginx -c /opt/nginx.conf  ##直接停掉然后启动
[root@localhost ~]# ps -ef|grep nginx
root       99290       1  0 03:32 ?        00:00:00 nginx: master process nginx -c /opt/nginx.conf
nginx      99291   99290  0 03:32 ?        00:00:00 nginx: worker process
nginx      99292   99290  0 03:32 ?        00:00:00 nginx: worker process
root      101138    1653  0 03:33 pts/0    00:00:00 grep --color=auto nginx

-s 发送服务控制信号，可选值有{stop|quit|reopen|reload}

[root@localhost ~]# nginx -s quit
[root@localhost ~]# ss -antl
State  recv-Q Send-Q  Local Address:Port   Peer Address:Port Process                                                      
LISTEN 0      128           0.0.0.0:22          0.0.0.0:*                                                                 
LISTEN 0      128              [::]:22             [::]:*                                                      

nginx的配置文件详解

主配置文件：/usr/local/nginx/conf

• 默认启动nginx时，使用的配置文件是：安装路径/conf/nginx.conf文件
• 可以在启动nginx时通过-c选项来指定要读取的配置文件

nginx常见的配置文件及其作用

配置文件	作用
nginx.conf@H_126_256@	nginx的基本配置文件
mime.types	MIME类型关联的扩展文件
fastcgi.conf	与fastcgi相关的配置
proxy.conf	与proxy相关的配置
sites.conf	配置nginx提供的网站，包括虚拟主机

nginx.conf配置详解

nginx.conf的内容分为以下几段：

• main配置段：全局配置段。其中main配置段中可能包含event配置段
• event {}：定义event模型工作特性
• http {}：定义http协议相关的配置

Nginx配置文件示例

[root@localhost ~]# vim /usr/local/nginx/conf
# 全局块
 user www-data;  ##用户
 worker_processes  2;  ## 默认1，一般建议设成CPU核数1-2倍
 error_log  logs/error.log; ## 错误日志路径
 pid  logs/nginx.pid; ## 进程id
 # Events块
 events {
   # 使用epoll的I/O 模型处理轮询事件。
   # 可以不设置，nginx会根据操作系统选择合适的模型
   use epoll;
   # 工作进程的最大连接数量, 默认1024个
   worker_connections  2048;
   # http层面的keep-alive超时时间
   keepalive_timeout 60;
   # 客户端请求头部的缓冲区大小
   client_header_buffer_size 2k;
 }
 # http块
 http { 
   include mime.types;  # 导入文件扩展名与文件类型映射表
   default_type application/octet-stream;  # 默认文件类型
   # 日志格式及access日志路径
   log_format   main '$remote_addr - $remote_user [$time_local]  $status '
     '"$request" $body_bytes_sent "$http_referer" '
     '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
   access_log   logs/access.log  main; 
   # 允许sendfile方式传输文件，默认为off。
   senDFile     on;
   tcp_nopush   on; # sendfile开启时才开启。
 
   # http server块
   # 简单反向代理
   server {
     listen       80;
     server_name  domain2.COM www.domain2.com;
     access_log   logs/domain2.access.log  main;
     # 转发动态请求到web应用服务器
     location / {
       proxy_pass      http://127.0.0.1:8000;
       deny 192.24.40.8;  # 拒绝的ip
       allow 192.24.40.6; # 允许的ip   
     }
     # 错误页面
     error_page   500 502 503 504  /50x.htML;
         location = /50x.html {
             root   html;
         }
   }
   # 负载均衡
   upstream backend_server {
     server 192.168.0.1:8000 weight=5; # weight越高，权重越大
     server 192.168.0.2:8000 weight=1;
     server 192.168.0.3:8000;
     server 192.168.0.4:8001 backup; # 热备
   }
   server {
     listen          80;
     server_name     Big.server.com;
     access_log      logs/big.server.access.log main;
     charset utf-8;
     client_max_body_size 10M; # 限制用户上传文件大小，默认1M
     location / {
       # 使用proxy_pass转发请求到通过upstream定义的一组应用服务器
       proxy_pass      http://backend_server;
       proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
       proxy_set_header Host $http_host;
       proxy_redirect off;
       proxy_set_header X-Real-iP  $remote_addr;
     } 
   }
 }

配置指令：要以分号结尾，语法格式如下：

derective value1 [value2 ...];

支持使用变量：

• 内置变量：模块会提供内建变量定义
• 自定义变量：set var_name value

用于调试、定位问题的配置参数

daemon {on|off};    //是否以守护进程方式运行nginx，调试时应设置为off
master_process {on|off};    //是否以master/worker模型来运行nginx，调试时可以设置为off
error_log 位置 级别;    //配置错误日志