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Nginx 简介与 LNMP 架构部署

news 2025/9/25 19:03:19

Nginx 简介与 LNMP 架构部署

一. Nginx 简介

Nginx 是一款轻量级的 Web 服务器 / 反向代理服务器 及 电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器。

Nginx 由俄罗斯程序员 Igor Sysoev 开发，最初为俄罗斯大型门户网站 Rambler 提供支持。
第一个公开版本 0.1.0 发布于 2004 年 10 月 4 日。Nginx 以类 BSD 许可证发布，以其高稳定性、丰富的功能、低资源消耗而闻名。

Nginx 的主要特点包括：

  • 内存占用少
  • 并发处理能力强
  • 在中国大陆被百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等大型网站广泛使用

二. Nginx 的特性与优点

2.1 特性

  • 支持高并发连接，nginx可作为 Apache 的替代品，支持高达 5 万并发连接
  • 使用 epoll 和 kqueue 作为开发模型
  • Nginx作为负载均衡服务器：nginx既可以在内部直接支持和PHP程序对外进行服务，也可以支持作为HTTP代理服务器对外进行服务
  • Nginx采用C进行编写，不论系统资源开销还是CPU使用效率都比Perlbal要好很多

2.2 优点

  1. 高并发连接：官方测试支持 5 万并发，实际环境中可达 2–3 万
  2. 内存消耗少：在3万并发连接下，开启的10个nginx进程才消耗150M内存（15M*10=150M）
  3. 配置文件非常简单：风格跟程序一样通俗易懂
  4. 成本低廉：nginx为开源软件，可以免费使用。而购买F5 BIG-IP、NetScaler等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币
  5. 支持 Rewrite 重写规则：能够根据域名、URL的不同，将HTTP请求分到不同的后端服务器群组
  6. 内置的健康检查功能：如果Nginx Proxy后端的某台Web服务器宕机了，不会影响前端访问
  7. 节省带宽：支持GZIP压缩，可以添加浏览器本地缓存的Header头
  8. 稳定性高：用于反向代理，宕机的概率微乎其微
  9. 模块化设计：模块可以动态编译
  10. 外围支持好：文档全，二次开发和模块较多
  11. 支持热部署：可以不停机重载配置文件
  12. 性能优化：支持事件驱动、AIO（AsyncIO，异步IO）、mmap（Memory Map，内存映射）等

三. Nginx 的功能与应用场景

3.1 nginx基本功能

  • 静态资源 Web 服务器，能缓存打开的文件描述符
  • HTTP/SMTP/POP3 协议的反向代理服务器
  • 缓存加速、负载均衡
  • 支持 FastCGI（fpm，LNMP），uWSGI（Python）
  • 模块化（非DSO机制），过滤器zip、SSI及图像的大小调整
  • 支持 SSL

3.2 nginx扩展功能

  • 基于名称和 IP 的虚拟主机
  • 支持 Keepalive
  • 平滑平滑升级
  • 定制访问日志、支持使用日志缓冲区提高日志存储性能
  • 支持URL重写
  • 支持路径别名
  • 支持基于IP及用户的访问控制
  • 支持速率限制，支持并发数限制

3.3 nginx应用场景

  • 使用nginx结合FastCGI运行PHP、JSP、Perl等程序
  • 使用nginx作反向代理、负载均衡、规则过滤
  • 使用nginx运行静态HTML网页、图片
  • nginx与其他新技术的结合应用

四. 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

4.1 nginx模块分类

Nginx 模块分为三类：

类型说明
核心模块如 HTTP、Event、Mail 模块
基础模块如 HTTP Access、HTTP FastCGI、HTTP Proxy、HTTP Rewrite 模块
第三方模块HTTP Upstream模块、Request Hash模块、Notice模块和HTTP Access Key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

从功能上分为：

  • 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

  • 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

4.2 工作原理

  • Nginx 采用静态编译方式，模块直接编译进二进制文件
  • 启动后包含一个 Master 进程 和多个 Worker 进程
  • Master 负责管理 Worker，Worker 处理实际请求
  • 使用 accept_mutex 避免“惊群”现象，提升并发效率
  • 每个 Worker 拥有独立的连接池，最大连接数为 worker_connections × worker_processes

Nginx进程模型

Nginx默认采用多进程工作方式，Nginx启动后，会运行一个master进程和多个worker进程。其中master充当整个进程组与用户的交互接口，同时对进程进行监护，管理worker进程来实现重启服务、平滑升级、更换日志文件、配置文件实时生效等功能。worker用来处理基本的网络事件，worker之间是平等的，他们共同竞争来处理来自客户端的请求。

在这里插入图片描述

在创建master进程时，先建立需要监听的socket（listenfd），然后从master进程中fork()出多个worker进程，如此一来每个worker进程多可以监听用户请求的socket。一般来说，当一个连接进来后，所有在Worker都会收到通知，但是只有一个进程可以接受这个连接请求，其它的都失败，这是所谓的惊群现象。nginx提供了一个accept_mutex（互斥锁），有了这把锁之后，同一时刻，就只会有一个进程在accpet连接，这样就不会有惊群问题了。

先打开accept_mutex选项，只有获得了accept_mutex的进程才会去添加accept事件。nginx使用一个叫ngx_accept_disabled的变量来控制是否去竞争accept_mutex锁。ngx_accept_disabled = nginx单进程的所有连接总数 / 8 -空闲连接数量，当ngx_accept_disabled大于0时，不会去尝试获取accept_mutex锁，ngx_accept_disable越大，于是让出的机会就越多，这样其它进程获取锁的机会也就越大。不去accept，每个worker进程的连接数就控制下来了，其它进程的连接池就会得到利用，这样，nginx就控制了多进程间连接的平衡。

每个worker进程都有一个独立的连接池，连接池的大小是worker_connections。这里的连接池里面保存的其实不是真实的连接，它只是一个worker_connections大小的一个ngx_connection_t结构的数组。并且，nginx会通过一个链表free_connections来保存所有的空闲ngx_connection_t，每次获取一个连接时，就从空闲连接链表中获取一个，用完后，再放回空闲连接链表里面。一个nginx能建立的最大连接数，应该是worker_connections * worker_processes。当然，这里说的是最大连接数，对于HTTP请求本地资源来说，能够支持的最大并发数量是worker_connections * worker_processes，而如果是HTTP作为反向代理来说，最大并发数量应该是worker_connections * worker_processes/2。因为作为反向代理服务器，每个并发会建立与客户端的连接和与后端服务的连接，会占用两个连接。

五. Nginx 部署步骤

环境准备

# 关闭防火墙与 SELinux
systemctl stop firewalld
setenforce 0# 创建 nginx 用户
useradd -r -M -s /sbin/nologin nginx# 安装开发工具包
yum -y groupinstall "Development Tools" 	#使用本地yum仓库安装
# 安装依赖包和一些常用工具
yum -y install pcre-devel openssl openssl-devel gd-devel gcc gcc-c++ make zlib-devel  #使用网络yum仓库
yum install epel-release	#下载epel源

编译安装

# 创建日志存放目录
mkdir -p /var/log/nginx
chown -R nginx.nginx /var/log/nginx# 解压nginx源码包
tar -zxvf nginx-1.24.0.tar.gz -C /usr/local/
# 编译安装
cd /usr/local/nginx-1.24.0/./configure \--prefix=/usr/local/nginx \--user=nginx \--group=nginx \--with-http_ssl_module \--with-http_stub_status_module \--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \--error-log-path=/var/log/nginx/error.logmake && make install

配置环境变量

echo 'export PATH=/usr/local/nginx/sbin:$PATH' > /etc/profile.d/nginx.sh
source /etc/profile.d/nginx.sh

启动与验证

# 启动nginx，并查看端口情况
nginx
ss -anlt | grep :80

服务控制方式，使用nginx命令

-t 检查配置文件语法

-v 输出nginx的版本

-c 指定配置文件路径

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

nginx
ss -anlt
# 停止nginx使用nginx -s stop
# 验证nginx -c
# 首先把nginx给停止了
nginx -s stop
# 然后将nginx.conf和mime.types复制到/opt目录下
cp nginx.conf /opt/
cp mime.types /opt/
nginx -c /opt/nginx.confss -anlt
State        Recv-Q       Send-Q             Local Address:Port               Peer Address:Port       
LISTEN       0            128                      0.0.0.0:111                     0.0.0.0:*          
LISTEN       0            128                      0.0.0.0:80
# 再次停掉nginx
nginx -c /opt/nginx.conf -s stop

六. Nginx 配置文件详解

主配置文件：/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

默认启动nginx时，使用的配置文件是：安装路径/conf/nginx.conf

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

nginx.conf 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配置文件详解

main配置段：全局配置段，其中main配置段中可能包含event配置段

events{}：定义event模型工作特性

http{}：定义http协议相关的配置

支持使用变量：

（1）内置变量：模块会提供内建变量定义

（2）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

error_log里的位置和级别的一些选项

位置级别
files 、 tderr 、syslog:server=address[,parameter=vaule] 、memory:sizedebug:若要使用debug级别，需要在编译nginx时使用--with-debug选项： info 、 notice 、 warn 、 error 、 crit 、 alert 、 emerg

正常运行必备的配置参数

user USERNAME [GROUPNAME]: 指定运行worker进程的用户和组

pid /path/to/pid_file: 指定nginx守护进程的pid文件

worker_rlimit_nofile number: 设置所有worker进程最大可以打开的文件数，默认为1024

worker_rlimit_core size: 指明所有worker进程所能够使用的总体的最大核心文件大小，保持默认即可

优化性能的配置参数

worker_processes n: 启动n个worker进程，这里的n为了避免上下文切换，通常设置为cpu总核心数-1或等于总核心数

worker_cpu_affinity cpumask ...: 将进程绑定到某cpu中，避免频繁刷新缓存

cpumask：使用8位二进制表示cpu核心，如：

  1. ​ 0000 0001 #第一颗cpu核心
  2. ​ 0000 0010 #第二颗cpu核心
  3. ​ 0000 0100 #第三颗cpu核心
  4. ​ 0000 1000 #第四颗cpu核心
  5. ​ 0001 0000 #第五颗cpu核心
  6. ​ 0010 0000 #第六颗cpu核心
  7. ​ 0100 0000 #第七颗cpu核心
  8. ​ 1000 0000 #第八颗cpu核心

timer_resolution interval: 计时器解析度。降低此值，可减少gettimeofday（）系统调用的次数

worker_priority number: 指明worker进程的nice值

事件相关的配置：event{}段中的配置参数

accept_mutex {off|on}: master调度用户请求至各worker进程时使用的负载均衡锁；on表示能让多个worker轮流的、序列化的去响应新请求

lock_file file: accept_mutex用到的互斥锁所文件路径

use [epoll | rtsig | select | poll]: 指明使用的事件模型，建议让nginx自行选择

worker_connections 1024: 每个进程能够接受的最大连接数

网络连接相关的配置参数

keepalive_timeout number: 长连接的超时时长，默认为65s

keepalive_requests number: 在一个长连接上所能够允许请求的最大资源数

keepalive_disable [msie6|safari|none]: 为指定类型的UserAgent禁用长连接

tcp_nodelay on|off: 是否对长连接使用TCP_NODELAY选项，为了提升用户体验，通常设为on

client_header_timeout number: 读取http请求报文首部的超时时长

client_body_timeout number: 读取http请求报文body部分的超时时长

send_timeout number: 发送响应报文的超时时长

结构说明

main block（全局设置）
├── events（事件模型）
└── http（HTTP 核心配置）├── server（虚拟主机）│   └── location（URL 路由）└── upstream（负载均衡）

Fastcgi的相关配置参数

LNMP：php要启用fpm模型

location  ~  \.php$ {root html;fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;      //定义反向代理fastcgi_index index.php;fastcgi_param SCRIPT_FILENAME /scripts$fastcgi_script_name;include fastcgi_params;
}

常需要进行调整的参数

  • worker_processes

  • worker_connections

  • worker_cpu_affinity

  • worker_priority

http{…}:配置http相关，由ngx_http_core_module模块引入。Nginx的HTTP配置主要包括4个区块

http {#协议级别include mime.types;default_type application/octet-stream;keepalive_timeout 65;gzip on;upstream {#负载均衡配置...}server {#服务器级别，每个server类似于httpd中的一个<VirtualHost>listen 80;server_name localhost;location / {#请求级别，类似于httpd中的<Location>，用于定义URL与本地文件系统的映射关系root html;index index.html index.htm;}}
}#http{}端配置指定
server{}：定义一个虚拟主机
server  { 
listen  80;
server_name  [www.example.com;](http://www.example.com;)
root  “/vhost/web”;
}#listen: 指定监听的地址和端口
listen  address[:port]
listen  port;

七. LNMP 架构部署

环境规划

  • Nginx：192.168.100.10
  • MySQL：192.168.100.20
  • PHP：192.168.100.30
# 关闭防火墙和selinux
# 部署yum源
# nginx部署
# 部署mysql  之前部署过
安装后配置
vim /etc/man_db.conf
MANDATORY_MANPATH                       /usr/local/mysql/manvim /etc/ld.so.conf.d/mysql.conf
/usr/local/mysql/lib

PHP 安装与配置

# 部署php
# 安装依赖包和工具
yum -y install libxml2 libxml2-devel openssl openssl-devel bzip2 bzip2-devel libcurl libcurl-devel libicu-devel libjpeg libjpeg-devel libpng libpng-devel openldap-devel pcre-devel freetype freetype-devel gmp gmp-devel  readline readline-devel libxslt libxslt-devel  php-mysqlnd
# 安装php
安装php源
yum -y install https://rpms.remirepo.net/enterprise/remi-release-7.rpm
启用php7
yum-config-manager --enable remi-php70
安装php
yum -y install php php-cli php-fpm php-mysqlnd php-zip php-devel php-gd php-mbstring php-curl php-xml php-pear php-bcmath php-json php-redis# 修改 PHP-FPM 监听方式
vim /etc/php-fpm.d/www.conf

listen = 0.0.0.0:9000
listen.allowed_clients = 192.168.100.10

测试页面

创建 /var/www/html/index.php：

<?php phpinfo(); ?>

chown -R apache.apache /var/www/html/systemctl restart php-fpm.service
Systemctl enable php-fpm

整合 Nginx 与 PHP

在 Nginx 配置中添加 /usr/local/nginx/conf/nginx.conf：

location / {root       html;  #更改目录index  index.php index.html index;  #添加一个index.php}location ~ \.php$ {root 	/var/www/html;	  #更改目录	fastcgi_pass 192.168.100.30:9000;	#这里为PHP服务器的地址fastcgi_index index.php;fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;include 	fastcgi_params;}

测试nginx配置文件

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 successfulnginx  -s stopnginx

验证

在这里插入图片描述

www/html; #更改目录
fastcgi_pass 192.168.100.30:9000; #这里为PHP服务器的地址
fastcgi_index index.php;
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME documentrootdocument_rootdocumentr​ootfastcgi_script_name;
include fastcgi_params;
}


### 测试nginx配置文件```nginx
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 successfulnginx  -s stopnginx

验证

[外链图片转存中…(img-9FyXlR3Y-1758712783306)]

http://www.dtcms.com/a/404368.html

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