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【web服务_负载均衡Nginx】一、Nginx 基础与核心概念解析

news 来源：原创 2025/5/10 22:37:27

一、Nginx 概述：从起源到行业地位

Nginx（发音为 “engine x”）是一款高性能的开源 Web 服务器、反向代理服务器，同时具备负载均衡、内容缓存、TCP/UDP 代理及邮件代理等功能。它由俄罗斯工程师伊戈尔・赛索耶夫（Igor Sysoev）为Rambler.ru站点开发，于 2004 年 10 月 4 日以 2-clause BSD 许可协议发布首个公开版本。凭借其轻量级架构与卓越的高并发处理能力，Nginx 迅速在全球 Web 市场占据重要地位。

在国内，百度、京东、新浪等头部互联网企业均将 Nginx 作为核心 Web 服务器。据 Netcraft 统计，截至 2024 年，Nginx 在全球活跃网站的 Web 服务器市场份额已超 35%，成为高并发场景下的首选技术方案。

二、CentOS 7 环境搭建：Nginx 的安装与启动

2.1 安装依赖包

在 CentOS 7 系统中，Nginx 的安装需依赖gcc、pcre、zlib等编译工具。通过以下命令安装：

sudo yum install -y gcc pcre-devel zlib-devel

执行上述命令后，系统将自动下载并安装所需依赖包。

2.2 下载与编译 Nginx

从 Nginx 官方网站（Index of /download/）获取最新稳定版源码，本文以nginx-1.23.3为例：

wget https://nginx.org/download/nginx-1.23.3.tar.gz
tar -zxvf nginx-1.23.3.tar.gz
cd nginx-1.23.3

进入源码目录后，通过./configure命令配置编译参数：

./configure \
--prefix=/usr/local/nginx \
--conf-path=/etc/nginx/nginx.conf \
--pid-path=/var/run/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx.lock \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--with-http_ssl_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module

参数说明：

--prefix：指定 Nginx 安装目录

--conf-path：配置文件路径

--pid-path：PID 文件路径

--error-log-path：错误日志路径

--http-log-path：访问日志路径

--with-http_ssl_module：启用 SSL 模块

--with-http_gzip_static_module：支持静态 Gzip 压缩

--with-http_stub_status_module：启用状态统计模块

编译并安装：

make && sudo make install

2.3 启动与验证

安装完成后，可通过以下命令启动 Nginx：

sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx

验证 Nginx 是否正常运行：

sudo netstat -tunlp | grep nginx

若出现类似下图所示的监听端口（默认 80端口），则表示 Nginx 已成功启动：

或者通过查看服务状态来监测是否启动：

sudo systemctl status nginx

如果出现下图中的状态显示为active（running），则表示正常运行了。

三、Nginx 架构剖析：Master-Worker 模型

3.1 进程结构分析

Nginx 采用多进程架构，包含一个 master 进程与多个 worker 进程。通过ps -ef | grep nginx命令查看进程状态：

master 进程职责：

读取并校验配置文件（nginx.conf）

管理 worker 进程生命周期（启动、停止、重启）

接收信号（如SIGHUP用于重新加载配置）

worker 进程职责：

处理客户端请求，通过事件驱动模型实现高并发

共享 master 进程打开的文件描述符

3.2 事件驱动机制

Nginx 基于事件驱动的多路复用器（如 epoll、kqueue）处理网络 IO。以 epoll 为例，其通过epoll_wait函数高效监听大量文件描述符，当有事件发生时才唤醒进程处理请求，相比传统 BIO（阻塞式 IO）显著降低资源消耗。

四、配置文件详解：nginx.conf 的核心模块

Nginx 配置文件采用模块化结构，主要分为main、events、http三大块，其中http块下可嵌套多个server子模块。

4.1 全局配置（main 块）

user nginx nginx;        # 指定运行用户和用户组
worker_processes auto;   # 自动根据CPU核心数设置worker进程数
error_log /var/log/nginx/error.log warn;  # 错误日志路径与级别
pid /var/run/nginx.pid;  # PID文件路径

4.2 事件配置（events 块）

events {worker_connections 1024;  # 每个worker进程最大连接数multi_accept on;          # 允许同时接收多个新连接use epoll;                # 使用epoll事件模型
}

4.3 HTTP 核心配置（http 块）

http {include mime.types;       # 引入MIME类型定义default_type application/octet-stream;  # 默认MIME类型log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" ''$status $body_bytes_sent "$http_referer" ''"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';  # 日志格式access_log /var/log/nginx/access.log main;  # 访问日志路径与格式sendfile on;              # 启用零拷贝传输tcp_nopush on;            # 合并网络包tcp_nodelay on;           # 禁用Nagle算法keepalive_timeout 65;     # 长连接超时时间gzip on;                  # 启用Gzip压缩gzip_comp_level 6;        # 压缩级别gzip_types text/plain application/json;  # 压缩文件类型
}

4.4 虚拟主机配置（server 块）

server {listen 80;                # 监听端口server_name example.com;  # 域名location / {root /var/www/html;   # 网站根目录index index.html;     # 默认首页}error_page 500 502 503 504 /50x.html;  # 错误页面映射location = /50x.html {root html;}
}

五、实战演练：搭建静态网站

5.1 准备网站文件

在/var/www/html目录下创建index.html文件：

sudo mkdir -p /var/www/html
sudo echo "<h1>Welcome to Nginx!</h1>" > /var/www/html/index.html
sudo chown -R nginx:nginx /var/www/html

5.2 配置虚拟主机

修改/etc/nginx/nginx.conf，添加或修改server块：

server {listen 80;server_name your_domain.com;location / {root /var/www/html;index index.html;}
}

5.3 重载配置并访问

sudo nginx -s reload

在浏览器输入服务器 IP 或域名，即可看到如下页面：

六、常见管理命令与故障排查

6.1 常用命令

命令	说明
sudo nginx	启动 Nginx
sudo nginx -s stop	快速停止 Nginx
sudo nginx -s quit	优雅停止 Nginx
sudo nginx -s reload	重新加载配置文件
sudo nginx -t	检查配置文件语法