01-Linux初阶

11 Nginx

1、概述

原名：engine x
F5：做硬件负载均衡（收购了Nginx，软件负载均衡）
Nginx优势：内存利用率高，并发能力高

工作模式：
    	master-worker（类似于apache的worker（多进程、多线程））
                特点：
                		1）稳定性高（始终有预留进程）
                        2）配合Linux（cpu亲和，利用cpu优势，提升性能）
                        3）支持软重启（平滑升级、reload）
   	 	单用户模式：（只有一个进程）
                    进行工具测试，不支持nginx的平滑升级

LAMP工作原理：

静态 ——》 server直接回传页面给client

动态 ——》 server ——》PHP ——》回传解析后的页面给client

判断动静态：（看client是否访问数据库）

    访问数据库：动态
    不访问数据库：静态

LNMP工作原理：

LAMP、LNMP比较：

nginx在处理client请求时，作为server端

nginx在处理需要php请求时，作为php的client端

阻塞与非阻塞：

阻塞与非阻塞的重点在于进/线程等待消息时候的行为，也就是在等待消息的时候，当前进/线程是挂起状态，还是非挂起状态。

**阻塞：**调用在发出去后，在消息返回之前，当前进/线程会被挂起，直到有消息返回，当前进/线程才会被激活

**非阻塞：**调用在发出去后，不会阻塞当前进/线程，而会立即返回。

实例解释：

**阻塞取快递：**小明收到快递即将送达的信息后，什么事都不做，一直专门等快递。

**非阻塞取快递：**小明收到快递即将送达的信息后，等快递的时候，还一边敲代码、一边刷微信。

同步与异步，重点在于消息通知的方式；阻塞与非阻塞，重点在于等消息时候的行为。

所以，就有了下面4种组合方式

l 同步阻塞：小明收到信息后，啥都不干，等快递；

l 同步非阻塞：小明收到信息后，边刷微博，边等着取快递；

l 异步阻塞：小明收到信息后，啥都不干，一直等着快递员通知他取快递；

l 异步非阻塞：小明收到信息后，边刷着微博，边等快递员通知他取快递。

大部分程序的I/O模型都是同步阻塞的，单个进程每次只在一个文件描述符上执行I/O操作，每次I/O系统调用都会阻塞，直到完成数据传输。传统的服务器采用的就是同步阻塞的多进程模型。一个server采用一个进程负责一个request的方式，一个进程负责一个request，直到会话结束。进程数就是并发数，而操作系统支持的进程数是有限的，且进程数越多，调度的开销也越大，因此无法面对高并发。

Nginx采用了异步非阻塞的方式工作。我们先来先了解一下I/O多路复用中的epoll模型。

epoll****模型：

当连接有I/O事件产生的时候，epoll就会去告诉进程哪个连接有I/O事件产生，然后进程就去处理这个事件。

例如：小明家楼下有一个收发室，每次有快递到了，门卫就先代收并做了标记；然后通知小明去取送给小明的快递。

写个脚本：

探测主服务器是否故障，故障后切换从服务器

要求：1.故障检测

2.故障转移

前提：每个nginx服务器有两张网卡（ens33为管理，ens36为nginx访问(ip为203)）

/root/nginx.txt中写入 nginx作为被访问的ip

/root/server.txt中写入被管理的ip

#!/bin/bash
cat << EOF
请检查以下配置是否完成：
1.nginx.txt(访问nginx的ip)
2.server.txt(管理nginx的多个服务器ip)
3.ssh能免密登录nginx服务器
4.nginx服务器都有两张网卡,且ens33为nginx服务器管理ip(201|202),ens36为nginx访问ip(203)
EOF
read -p "是否完成上述配置，文件到/root/目录中(y/n)" aa1
[ $aa1 == y ] && echo "ok" || exit
yum -y install nmap > /dev/null
aa2=$(cat /root/nginx.txt)
aa3=$(cat /root/server.txt)
echo "正在检测 $aa2 的nginx服务状态"
while true
do
sleep 1
aa4=$(nmap -sT $aa2 |egrep "http|rpcbind|mysql" |egrep "80|111|3306" |wc -l)
if [ $aa4 == "3" ];then
    echo "runing ok"
else
    for i in $(cat /root/server.txt)
    do
	ssh 192.168.18.$i 'aa5=$(netstat -anpt |grep nginx);if [ -z "$aa5" ];then ifdown ens36 ; else ifup ens36 > /dev/null; fi'
    done
fi
done

测试：201，202分别启停nginx，判断ens36网卡启用状态

nginx-tance

2、实验

1）负载均衡

注意：nginx.conf 中不能同时存在两个正则表达式（会有冲突）

upstream 模块：负载均衡模块、虚拟服务器组模块

拓展补充：wrr算法实现加权轮询（后期集群再讲更多算法类型和功能）

upstream bbs {
	server 192.168.88.100:80 weight=1;
	server 192.168.88.200:80 weight=2;

7-1 LNMP

主配置文件中：

1.在server标签前加入：

    upstream apache {
        server 192.168.18.202:80;
        server 192.168.18.203:80;
    }

2.在server标签中的location中写入 proxy_pass

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm index.php;
            proxy_pass   http://apache;								#加入此行
        }

注意：upstream模块写在server上面

proxy_pass写在server标签中，一般在location正则中 { proxy_pass }

7-2 LAMP（源码安装的）

写入index.html、index.php

7-3 LAMP（rpm安装的）

yum 安装 httpd、mariadb-server、mariadb、php

启动httpd、mariadb

写入index.html、index.php

测试：在客户端调用201的index.html、index.php，判断是否实现均衡负载

均衡负载

2）nignx状态统计

注意：配置文件结尾有 ;

改完配置文件后需要重新加载配置： nginx -s reload

pkill -HUP nginx

热插拔：开机状态下能断开、连接

主配置文件中选项：

keepalive_timeout ：保持keepalive状态的最大时间（keepalive的存在，降低了客户端与服务端反复的TCP连接）

实验步骤：

1.在nginx主配置文件中，server标签中单独写一个 location 标签

（前提：在源码包安装nginx时，需要有 --with-http_stub_status_module）

        location /tongji {
            stub_status on;				#启用状态统计
            access_log off;				#不记录日志
        }

2.重新加载nginx配置、测试

测试：在客户端打开浏览器输入地址，进行nginx状态统计

tongji

3）目录保护

实现对状态统计界面的保护

（需要在location 标签中加入 auth_basic、auth_basic_user_file）

步骤：

1.在主配置文件中，状态统计标签的location 中加入

        location /tongji {
            stub_status on;
            access_log off;
            auth_basic "Welcome To YQ's Nginx tongji";					#在此处新增两行
            auth_basic_user_file /usr/local/nginx/conf/htpasswd.nginx;
        }

2.安装htpasswd命令（属于httpd-tools包），实现：创建、新增加密目录的登录用户

1) yum 安装httpd-tools

2) 创建用户

[root@localhost ~]# htpasswd -c /usr/local/nginx/conf/htpasswd.nginx yq

加载nginx配置测试：

tongji目录保护

4）基于IP身份验证（访问控制）

在软件层面实现类似防火墙的功能，接着上一个实现往下进行

步骤：

在location 中定义 allow、deny

        location /tongji {
            stub_status on;
            access_log off;
            auth_basic "Welcome To YQ's Nginx tongji";
            auth_basic_user_file /usr/local/nginx/conf/htpasswd.nginx;
            allow 192.168.18.202;				#新增此处开始的两行（仅允许192.168.18.202访问）
            deny 0.0.0.0/0;
        }

测试：

5）nginx虚拟主机（基于域名、且加密访问）

步骤：

修改主配置文件：

1.server_name选项中新增域名

    server {
        listen       80;
        server_name  www.a.com www.b.com;
        access_log  logs/host.access.log  main;
.....

2.location / 标签中新增跳转规则

....
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm index.php;
            proxy_pass   http://apache;
            rewrite ^(.*)$ https://www.yq.com$1 permanent;
        }
....

3.开启ssl 的server 标签，并配置好 location 规则、整数指向位置、解析php规则

....
    server {
        listen       443 ssl;
        server_name  www.yq.com;

        ssl_certificate      server.crt;
        ssl_certificate_key  server.key;

        ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
        ssl_session_timeout  5m;

        ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
        ssl_prefer_server_ciphers  on;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }
        location ~ \.php(/.*)*$ {
            root           html;
            fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index  index.php;
            fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
            include        fastcgi.conf;
        }
    }
....

4.到 /usr/local/nginx/conf 目录中创建证书

[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/conf/
[root@localhost conf]# openssl genrsa -out server.key
[root@localhost conf]# openssl req -new -key server.key -out server.csr
[root@localhost conf]# openssl x509 -req -days 365 -sha256 -in server.csr -signkey server.key -out server.crt

5.检查语法、重新加载配置，测试

[root@localhost conf]# 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
[root@localhost conf]# nginx -s reload

测试：

客户端hosts文件为：

192.168.18.201	www.a.com
192.168.18.201	www.b.com
192.168.18.202	www.yq.com

nginx虚拟主机+域名跳转+ssl加密

6）nginx实现HTTP2

步骤：

1.停止nginx服务

2.重新解压nginx压缩包，加上开启http2模块再编译安装

[root@localhost conf]# cd /lnmp/
[root@localhost lnmp]# rm -rf nginx-1.12.2
[root@localhost lnmp]# tar -xf nginx-1.12.2.tar.gz 
[root@localhost lnmp]# cd nginx-1.12.2/
[root@localhost nginx-1.12.2]# ./configure --user=nginx --group=nginx --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module && make -j 8 && make install

3.在server标签中的 ”listen 端口“ 后加入http2

....
    server {
        listen       443 ssl http2;
....

4.检查语法、启动nginx，测试

[root@localhost nginx-1.12.2]# 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
[root@localhost nginx-1.12.2]# nginx -s reload

测试：

客户端hosts文件为：

192.168.18.201	www.a.com
192.168.18.201	www.b.com
192.168.18.202	www.yq.com

7）ab压力测试

属于httpd-tools（与统计模块相对应进行测试）

ab -n 10000 -c 1000 http://192.168.18.201/index.html

8）实现动态(.php)、静态(.jpg|jpeg|png|gif)分开代理

location \.(jpg|jpeg|png|gif)$ {
	proxy_pass http://192.168.18.202;
}
location \.php$ {
	proxy_pass http://192.168.18.203;
}