Nginx简单介绍

Nginx介绍

Nginx是一个 轻量级/高性能的反向代理Web服务器，他实现非常高效的反向代理、负载平衡，他可以处理2-3万并发连接数，官方监测能支持5万并发，现在中国使用nginx网站用户有很多，例如：新浪、网易、 腾讯等。

为什么要用Nginx

跨平台、配置简单、方向代理、高并发连接：处理2-3万并发连接数，官方监测能支持5万并发，内存消耗小：开启10个nginx才占150M内存 ，nginx处理静态文件好，耗费内存少；

而且Nginx内置的健康检查功能：如果有一个服务器宕机，会做一个健康检查，再发送的请求就不会发送到宕机的服务器了。重新将请求提交到其他的节点上。

使用Nginx的话还能：

1. 节省宽带：支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存
2. 稳定性高：宕机的概率非常小
3. 接收用户请求是异步的

为什么Nginx性能这么高

因为他的事件处理机制：异步非阻塞事件处理机制：运用了epoll模型，提供了一个队列，排队解决

Nginx怎么处理请求

nginx接收一个请求后，首先由listen和server_name指令匹配server模块，再匹配server模块里的location，location就是实际地址

server {# 第一个Server区块开始，表示一个独立的虚拟主机站点
        listen       80；# 提供服务的端口，默认80
        server_name  localhost；# 提供服务的域名主机名
        location / {# 第一个location区块开始
            root   html；# 站点的根目录，相当于Nginx的安装目录
            index  index.html index.htm；# 默认的首页文件，多个用空格分开
        }# 第一个location区块结果

Nginx应用场景

1. http服务器。Nginx是一个http服务可以独立提供http服务。可以做网页静态服务器。
2. 虚拟主机。可以实现在一台服务器虚拟出多个网站，例如个人网站使用的虚拟机。
3. 反向代理，负载均衡。当网站的访问量达到一定程度后，单台服务器不能满足用户的请求时，需要用多台服务器集群可以使用nginx做反向代理。并且多台服务器可以平均分担负载，不会应为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。
4. nginx 中也可以配置安全管理、比如可以使用Nginx搭建API接口网关,对每个接口服务进行拦截。

Nginx目录结构

[root@localhost ~]# tree /usr/local/nginx
/usr/local/nginx
├── client_body_temp
├── conf                             # Nginx所有配置文件的目录
│   ├── fastcgi.conf                 # fastcgi相关参数的配置文件
│   ├── fastcgi.conf.default         # fastcgi.conf的原始备份文件
│   ├── fastcgi_params               # fastcgi的参数文件
│   ├── fastcgi_params.default       
│   ├── koi-utf
│   ├── koi-win
│   ├── mime.types                   # 媒体类型
│   ├── mime.types.default
│   ├── nginx.conf                   # Nginx主配置文件
│   ├── nginx.conf.default
│   ├── scgi_params                  # scgi相关参数文件
│   ├── scgi_params.default  
│   ├── uwsgi_params                 # uwsgi相关参数文件
│   ├── uwsgi_params.default
│   └── win-utf
├── fastcgi_temp                     # fastcgi临时数据目录
├── html                             # Nginx默认站点目录
│   ├── 50x.html                     # 错误页面优雅替代显示文件，例如当出现502错误时会调用此页面
│   └── index.html                   # 默认的首页文件
├── logs                             # Nginx日志目录
│   ├── access.log                   # 访问日志文件
│   ├── error.log                    # 错误日志文件
│   └── nginx.pid                    # pid文件，Nginx进程启动后，会把所有进程的ID号写到此文件
├── proxy_temp                       # 临时目录
├── sbin                             # Nginx命令目录
│   └── nginx                        # Nginx的启动命令
├── scgi_temp                        # 临时目录
└── uwsgi_temp                       # 临时目录

Nginx配置文件nginx.conf有哪些属性模块

worker_processes  1；                                    # worker进程的数量
events {                                                  # 事件区块开始
    worker_connections  1024；                            # 每个worker进程支持的最大连接数
}                                                        # 事件区块结束
http {                                                   # HTTP区块开始
    include       mime.types；                            # Nginx支持的媒体类型库文件
    default_type  application/octet-stream；             # 默认的媒体类型
    sendfile        on；                                   # 开启高效传输模式
    keepalive_timeout  65；                               # 连接超时
    server {                                            # 第一个Server区块开始，表示一个独立的虚拟主机站点
        listen       80；                                  # 提供服务的端口，默认80
        server_name  localhost；                           # 提供服务的域名主机名
        location / {                                    # 第一个location区块开始
            root   html；                               # 站点的根目录，相当于Nginx的安装目录
            index  index.html index.htm；                  # 默认的首页文件，多个用空格分开
        }                                                  # 第一个location区块结果
        error_page   500502503504  /50x.html；             # 出现对应的http状态码时，使用50x.html回应客户
        location = /50x.html {                          # location区块开始，访问50x.html
            root   html；                                  # 指定对应的站点目录为html
        }
    }  
    ......

如何用Nginx解决前端跨域问题

使用Nginx转发请求。把跨域的接口写成调本域的接口，然后将这些接口转发到真正的请求地址。

代理

1. 说到代理，首先我们要明确一个概念，所谓代理就是一个代表、一个渠道；此时就涉及到两个角色，一个是被代理角色，一个是目标角色。
2. 被代理角色通过这个代理访问目标角色完成一些任务的过程称为代理操作过程；如同生活中的专卖店，客人到 adidas 专卖店买了一双鞋，这个专卖店就是代理，被代理角色就是 adidas 厂家，目标角色就是用户。
3. 简而言之，就是adidas老板找来专卖店这个代理来卖鞋子给客人这个目标角色。

正向代理：“翻墙”

翻墙的方式主要是找到一个可以访问国外网站的代理服务器，我们将请求发送给代理服务器，代理服务器去访问国外的网站，然后将访问到的数据传递给我们！

服务器只清楚请求来自哪个代理服务器，而不清楚来自哪个具体的客户端；正向代理模式屏蔽或者隐藏了真实客户端信息。

客户端必须设置正向代理服务器，当然前提是要知道正向代理服务器的 IP 地址，还有代理程序的端口。

总结来说：正向代理，“它代理的是客户端”，是一个位于客户端和原始服务器（Origin Server）之间的服务器。

反向代理

分布式部署：也就是通过部署多台服务器来解决访问人数限制的问题。

某宝网站中大部分功能也是直接使用 Nginx 进行反向代理实现的，并且通过封装 Nginx 和其他的组件之后起了个高大上的名字：Tengine。

多个客户端给服务器发送的请求，Nginx 服务器接收到之后，按照一定的规则分发给了后端的业务处理服务器进行处理了。

此时请求的来源也就是客户端是明确的，但是请求具体由哪台服务器处理的并不明确了，Nginx 扮演的就是一个反向代理角色。

客户端是无感知代理的存在的，反向代理对外都是透明的，访问者并不知道自己访问的是一个代理。因为客户端不需要任何配置就可以访问。反向代理隐藏了服务器的信息。

反向代理的作用：

1. 保证内网的安全，通常将反向代理作为公网访问地址，Web 服务器是内网。
2. 负载均衡，通过反向代理服务器来优化网站的负载。

正向代理和反向代理的区别

图解：

1. 在正向代理中，Proxy 和 Client 同属于一个 LAN（图中方框内），隐藏了客户端信息。
2. 在反向代理中，Proxy 和 Server 同属于一个 LAN（图中方框内），隐藏了服务端信息。

实际上，Proxy 在两种代理中做的事情都是替服务器代为收发请求和响应，不过从结构上看正好左右互换了一下，所以把后出现的那种代理方式称为反向代理了。

负载均衡

将服务器接收到的请求按照规则分发的过程，称为负载均衡。

负载均衡在实际项目操作过程中，有硬件负载均衡和软件负载均衡两种，硬件负载均衡也称为硬负载，如 F5 负载均衡，相对造价昂贵成本较高。

但是数据的稳定性安全性等等有非常好的保障，如中国移动中国联通这样的公司才会选择硬负载进行操作。

更多的公司考虑到成本原因，会选择使用软件负载均衡，软件负载均衡是利用现有的技术结合主机硬件实现的一种消息队列分发机制。

Nginx 支持的负载均衡调度算法方式

weight 轮询（默认）：

接收到的请求按照顺序逐一分配到不同的后端服务器，即使在使用过程中，某一台后端服务器宕机，Nginx 会自动将该服务器剔除出队列，请求受理情况不会受到任何影响。

这种方式下，可以给不同的后端服务器设置一个权重值（weight），用于调整不同的服务器上请求的分配率。

权重数据越大，被分配到请求的几率越大；该权重值，主要是针对实际工作环境中不同的后端服务器硬件配置进行调整的。

ip_hash（通过客户端请求ip进行hash，再通过hash值选择后端server）：

当你服务端的一个特定url路径会被同一个用户连续访问时，如果负载均衡策略还是轮询的话，那该用户的多次访问会被打到各台服务器上，这显然并不高效（会建立多次http链接等问题）。甚至考虑一种极端情况，用户需要分片上传文件到服务器下，然后再由服务器将分片合并，这时如果用户的请求到达了不同的服务器，那么分片将存储于不同的服务器目录中，导致无法将分片合并。所以，此类场景可以考虑采用nginx提供的ip_hash策略。既能满足每个用户请求到同一台服务器，又能满足不同用户之间负载均衡。

每个请求按照发起客户端的 ip 的 hash 结果进行匹配，这样的算法下一个固定 ip 地址的客户端总会访问到同一个后端服务器，这也在一定程度上解决了集群部署环境下 Session 共享的问题。

配置代码如下：

upstream backend{
    ip_hash;
    server 192.168.128.1:8080 ;
    server 192.168.128.2:8080 ;
    server 192.168.128.3:8080 down;
    server 192.168.128.4:8080 down;

}
server {
    listen 8081;
    server_name test.csdn.net;
    root /home/system/test.csdn.net/test;
    location ^~ /Upload/upload {
    proxy_pass http://backend;

    }

}

上述是一个极简的监听8081端口的的nginx服务，其中当请求url 为/Upload/upload时，会走ip_hash策略; upstream是nginx的负载均衡模块，此处，配置了策略为ip_hash，参与负载均衡的机器有四台，其中后两台末尾添加了down关键字，表示下线的意思。

server name 为虚拟服务器的识别标志，匹配到特定的server块，转发到对应的应用服务器中去。客户端通过域名访问服务器时会将域名与被解析的ip一同放在请求中。当请求到了nginx中时。nginx会先去匹配ip，如果listen中没有找到对应的ip，就会通过域名进行匹配，匹配成功以后，再匹配端口。当这三步完成，就会找到对应的server的location对应的资源。

nginx server中的root和location的root的区别：https://blog.csdn.net/fengzyf/article/details/102602782

url_hash（通过请求url进行hash，再通过hash值选择后端server）：

一般来讲，要用到urlhash，是要配合缓存命中来使用。举一个我遇到的实例：有一个服务器集群A，需要对外提供文件下载，由于文件上传量巨大，没法存储到服务器磁盘中，所以用到了第三方云存储来做文件存储。服务器集群A收到客户端请求之后，需要从云存储中下载文件然后返回，为了省去不必要的网络带宽和下载耗时，在服务器集群A上做了一层临时缓存（缓存一个月）。由于是服务器集群，所以同一个资源多次请求，可能会到达不同的服务器上，导致不必要的多次下载，缓存命中率不高，以及一些资源时间的浪费。在此类场景下，为了使得缓存命中率提高，很适合使用url_hash策略，同一个url（也就是同一个资源请求）会到达同一台机器，一旦缓存住了资源，再此收到请求，就可以从缓存中读取，既减少了带宽，也减少的下载时间。

upstream somestream {
    hash $request_uri;
    server 192.168.244.1:8080;
    server 192.168.244.2:8080;
    server 192.168.244.3:8080;
    server 192.168.244.4:8080;

}
server {
    listen 8081 default;
    server_name test.csdn.net;
    charset utf-8;
    location /get {
    proxy_pass http://somestream;

    }  
}

上述同样也是一个极简的监听8081端口的nginx服务，当请求url为/get时，会走url_hash；同样配置了upstream模块，hash $request_uri表明了是按照url规则进行hash策略。

按照访问的 URL 的 hash 结果分配请求，每个请求的 URL 会指向后端固定的某个服务器，可以在 Nginx 作为静态服务器的情况下提高缓存效率。

要注意 Nginx 默认不支持这种调度算法，要使用的话需要安装 Nginx 的 hash 软件包。

fair：

智能调整调度算法，动态的根据后端服务器的请求处理到响应的时间进行均衡分配。

响应时间短处理效率高的服务器分配到请求的概率高，响应时间长处理效率低的服务器分配到的请求少，它是结合了前两者的优点的一种调度算法。

但是需要注意的是 Nginx 默认不支持 fair 算法，如果要使用这种调度算法，请安装 upstream_fair 模块。

动静分离

动态页面与静态页面区别

1. 静态资源： 当用户多次访问这个资源，资源的源代码永远不会改变的资源。
2. 动态资源：当用户多次访问这个资源，资源的源代码可能会发生改变。

什么是动静分离

1. 为了加快网站的解析速度，可以把动态页面（如：.jsp,.do，servlet等等）和静态页面（如：css、html、jpg、js等等文件）由不同的服务器来解析，加快解析速度，降低原来单个服务器的压力。
2. 动静分离简单的概括是：动态文件与静态文件的分离。
3. 伪静态：网站如果想被搜索引擎搜素到，动态页面静态技术freemarker等模版引擎技术

动静分离与前后分离区别

1. 动静分离动态资源与静态资源分离，不会部署在同一台服务器上。
2. 前后分离：网站架构模式，微服务开发基于SOA面向于服务器开发，后台和前端都采用调用接口方式。将一个项目拆分成一个控制Web（前端）和接口（后端）,最终使用rpc远程调用技术。视图层和业务逻辑层拆分，中间采用RPC远程调用技术

Nginx实现动静分离

配置

动静分离的原理很简单，通过location对请求url进行匹配即可，在/Users/Hao/Desktop/Test（任意目录）下创建 /static/imgs 配置如下：

###静态资源访问
server {
  listen       80;
  server_name  static.haoworld.com;
  location /static/imgs {
       root /Users/Hao/Desktop/Test;
       index  index.html index.htm;
   }
}
###动态资源访问
 server {
  listen       80;
  server_name  www.haoworld.com;

  location / {
    proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
     index  index.html index.htm;
   }
}

一些问题

（1）为什么互联网公司项目中，静态资源url后面会加上一个时间戳？他的作用： 控制缓存

1. 目的：最终的目的是为了控制项目上线的时候，新静态资源与老的浏览器缓存静态资源避免冲突问题。
2. 解决办法:加上时间戳规范 t = 项目上线

漏桶流算法和令牌桶算法

漏桶算法

漏桶算法是网络世界中流量整形或速率限制时经常使用的一种算法，它的主要目的是控制数据注入到网络的速率，平滑网络上的突发流量。漏桶算法提供了一种机制，通过它，突发流量可以被整形以便为网络提供一个稳定的流量。也就是我们刚才所讲的情况。漏桶算法提供的机制实际上就是刚才的案例：突发流量会进入到一个漏桶，漏桶会按照我们定义的速率依次处理请求，如果水流过大也就是突发流量过大就会直接溢出，则多余的请求会被拒绝。所以漏桶算法能控制数据的传输速率。

令牌桶算法

令牌桶算法是网络流量整形和速率限制中最常使用的一种算法。典型情况下，令牌桶算法用来控制发送到网络上的数据的数目，并允许突发数据的发送。Google开源项目Guava中的RateLimiter使用的就是令牌桶控制算法。令牌桶算法的机制如下：存在一个大小固定的令牌桶，会以恒定的速率源源不断产生令牌。如果令牌消耗速率小于生产令牌的速度，令牌就会一直产生直至装满整个令牌桶。