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Nginx技术培训文档
一、Nginx核心架构解析
1.1 设计哲学与性能优势
Nginx采用事件驱动型异步非阻塞架构，通过epoll/kqueue网络I/O模型实现高并发处理能力。相较于传统Apache的select模型，其单机可支撑2-4万并发连接，资源消耗降低40%以上。关键性能要素包括：
- 零拷贝技术减少内存复制开销
- 独立事件处理机制避免系统级阻塞
- 多阶段请求处理流水线设计
1.2 进程模型
worker_processes auto; # 自动匹配CPU核心数
events {
use epoll; # 事件驱动模型选择
worker_connections 1024; # 单个进程最大连接数
}
主进程负责配置解析、工作进程管理，工作进程（worker）采用无锁竞争设计，每个进程独立处理连接。建议通过worker_cpu_affinity绑定CPU核心，减少缓存失效。
二、核心功能模块详解
2.1 反向代理与负载均衡
2.1.1 代理配置示例
location /dynamic/ {
proxy_pass http://backend;
proxy_set_header Host $host;
proxy_connect_timeout 5s; # 连接超时控制
}
upstream backend {
server 192.168.1.10:8080 weight=5; # 加权轮询
server 192.168.1.11:8080 max_fails=3;
keepalive 32; # 长连接复用
}
支持七种负载策略：轮询、权重、IP哈希、最少连接等
2.2 动静分离实现
server {
location ~* \.(jpg|css|js)$ {
root /data/static;
expires 30d; # 缓存控制
access_log off;
}
location / {
proxy_pass http://app_server;
}
}
通过正则匹配实现静态资源直返，动态请求代理转发
三、高级配置实践
3.1 安全加固配置
client_header_timeout 10s; # 防慢速攻击
client_body_buffer_size 1k;
client_max_body_size 8m; # 限制上传大小
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=10r/s;
3.2 动态模块管理
load_module modules/ngx_http_geoip_module.so; # 动态加载模块
支持动态加载的模块类型：mail、stream、geoip、perl等
3.3 TCP/UDP代理
stream {
upstream dns_servers {
server 192.168.1.20:53;
server 192.168.1.21:53;
}
server {
listen 53 udp;
proxy_pass dns_servers;
}
}
需确认编译时包含--with-stream参数
四、性能调优指南
4.1 操作系统级优化
- 调整文件描述符限制：ulimit -n 65535
- 启用sendfile：sendfile on;
- 设置TCP_CORK：tcp_nopush on;
4.2 内存管理策略
proxy_buffer_size 16k; # 代理缓冲区
proxy_buffers 4 64k;
proxy_busy_buffers_size 128k;
4.3 日志优化方案
access_log /var/log/nginx/access.log gzip=1 buffer=32k flush=5m;
error_log /var/log/nginx/error.log crit; # 仅记录严重错误
建议使用logrotate进行日志切割
五、生产环境最佳实践
5.1 灰度发布方案
split_clients "$remote_addr" $variant {
50% canary;
50% production;
}
map $variant $backend {
canary 192.168.2.10:8080;
production 192.168.2.20:8080;
}
5.2 多环境配置管理
nginx -t -c /etc/nginx/nginx-preprod.conf # 配置预检
nginx -s reload -p /opt/nginx-custom/ # 指定运行目录
5.3 监控指标采集
关键监控项：
- Active connections状态分布
- 各upstream节点的响应时间
- 每秒请求数（QPS）
- 流量异常波动检测
六、常见问题诊断
| 现象 | 排查方向 | 工具 |
| 502错误 | 后端服务响应超时 | strace |
| 性能瓶颈 | 文件描述符耗尽 | ss -s |
| 配置生效异常 | 缓存未清除 | nginx -T |