nginx学习：配置文件详解，负载均衡三种算法学习，上接nginx实操篇

文章目录

• ​​前言​​
• ​​一、对上一篇博文的分析​​
• ​​二、配置文件分析​​

• ​​1. nginx 官方网址（很详细）​​
• ​​2、配置文件（全）​​
• ​​3、配置文件（去掉注释）​​
• ​​4、讲解​​

• ​​a、nginx 配置文件有三部分组成​​
• ​​b、全局块​​
• ​​c、events块​​
• ​​d、http块​​

• ​​5、http块中location​​

• ​​a、描述​​
• ​​b、示例​​
• ​​c、更多详细​​

• ​​三、负载均衡篇​​

• ​​1、算法分析（共5个）​​
• ​​2、upstream块及参数详解​​

• ​​四、更多内容在官网文档中，有时间在继续输出​​

前言

1. 看这边博文时，强烈推荐看上一篇nginx实操博文：​​nginx学习，看这一篇就够了：下载、安装。使用：正向代理、反向代理、负载均衡。常用命令和配置文件,很全​​
2. 上一篇博文，讲的很详细；但是并没有对配置文件、负载均衡算法做进一步的解析和学习，这一次我就单写一篇作为理论篇。
3. nginx 版本：​​nginx-1.22.1​​

一、对上一篇博文的分析

1. 案例 1.1、1.2 都是反向代理的运行
2. 案例 2 是反向代理+负载均衡的运行
3. 案例 3 是反向代理+动静分离的运用
4. 案例 4 是nginx高可用集群的运用

二、配置文件分析

1. nginx 官方网址（很详细）

1. ​​nginx 官网​​​：​​http://nginx.org/en/​​
2. ​​nginx 文档​​​：​​http://nginx.org/en/docs/​​
3. ​​nginx 官网（中文）​​​：​​http://nginx.p2hp.com/​​
4. ​​nginx 文档（中文）​​​：​​http://nginx.p2hp.com/en/docs/index.html​​
5. 推荐看英文

2、配置文件（全）

#user  nobody;
worker_processes  1;

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
    #                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
    #                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    #access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #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_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }


    # another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration
    #
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}


    # HTTPS server
    #
    #server {
    #    listen       443 ssl;
    #    server_name  localhost;

    #    ssl_certificate      cert.pem;
    #    ssl_certificate_key  cert.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;
    #    }
    #}

}

3、配置文件（去掉注释）

worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;

    keepalive_timeout  65;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

4、讲解

a、nginx 配置文件有三部分组成

1. ​​第一部分：全局块​​ 从配置文件开始到 events 块之间的内容，主要会设置一些影响nginx 服务器整体运行的配置指令，主要包括配 置运行 Nginx 服务器的用户（组）、允许生成的 worker process 数，进程 PID 存放路径、日志存放路径和类型以 及配置文件的引入等。
   比如上面第一行配置的

worker_processes  1;

1. ​​第二部分：events块​​ events 块涉及的指令 主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接，常用的设置包括是否开启对多 work process 下的网络连接进行序列化，是否 允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个 word process 可以同时支持的最大连接数等。
   上述例子就表示每个 work process 支持的最大连接数为 1024.
   这部分的配置对 Nginx 的性能影响较大，在实际中应该灵活配置。
2. ​​第二部分：http块​​ 这算是 Nginx 服务器配置中最频繁的部分，代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。
   需要注意的是：​​http 块也可以包括 http全局块、server 块。​​

http全局块
http全局块配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。
 
server 块
这块和虚拟主机有密切关系，虚拟主机从用户角度看，和一台独立的硬件主机是完全一样的，
该技术的产生是为了 节省互联网服务器硬件成本。
 
每个 http 块可以包括多个 server 块，而每个 server 块就相当于一个虚拟主机。
而每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 locaton 块。
 
全局 server 块
最常见的配置是本虚拟机主机的监听配置和本虚拟主机的名称或IP配置。
 
location 块
一个 server 块可以配置多个 location 块。
这块的主要作用是基于 Nginx 服务器接收到的请求字符串（例如 server_name/uri-string），
对虚拟主机名称 （也可以是IP 别名）之外的字符串（例如 前面的 /uri-string）进行匹配，
对特定的请求进行处理。 地址定向、数据缓 存和应答控制等功能，
还有许多第三方模块的配置也在这里进行。

b、全局块

1. ​​#user nobody;​​#配置用户或者组，默认为nobody nobody。
2. ​​worker_processes 1;​​​：允许生成的进程数，默认为1；这是 Nginx 服务器并发处理服务的关键配置，worker_processes 值越大，可以支持的并发处理量也越多，但是 会受到硬件、软件等设备的制约。
   nginx分为两类：master（管理者）和worker（工作者），这里就是配置工作进程的地方。worker 数和服务器的 cpu 数相等是最为适宜的。设少了会浪费 cpu，设多了会造成 cpu 频繁切换上下文带来的损耗
3. ​​#error_log​​​：2.2中默认注释掉的配置，制定日志路径，级别。这个设置可以放入全局块，http块，server块，级别以此为：​​debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg​​
4. ​​#pid​​：2.2中默认注释掉的配置，指定nginx进程运行文件存放地址

c、events块

1. ​​worker_connections 204800;​​​：没个工作进程的最大连接数量。根据硬件调整，和前面工作进程配合起来用，尽量大，但是别把cpu跑到100%就行。每个进程允许的最多连接数，理论上每台nginx服务器的最大连接数为：​​worker_processes*worker_connections​​
2. ​​accept_mutex on;​​ #设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on
3. ​​multi_accept on;​​ #设置一个进程是否同时接受多个网络连接，默认为off
4. ​​#use epoll;​​​ #事件驱动模型，​​select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport​​

d、http块

1. ​​include mime.types;​​：#文件扩展名与文件类型映射表
2. ​​default_type application/octet-stream;​​：#默认文件类型，默认为text/plain
3. ​​#access_log off;​​ #取消服务日志
4. ​​#log_format main ...​​​：#自定义格式 为 ​​main​​

#log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
#                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
#                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

1. ​​#access_log logs/access.log main;​​：# main 为日志格式的默认值
2. ​​sendfile on;​​：#允许sendfile方式传输文件，默认为off，可以在http块，server块，location块。
3. ​​#tcp_nopush on;​​：
4. ​​keepalive_timeout 65;​​：#连接超时时间，默认为65s，可以在http，server，location块。
5. ​​upstream块​​：定义服务器组合 myTomcats。在 ​​proxy_pass​​ 指令的后面使用

upstream myTomcats {
 server 192.168.0.100:8080;
 server 192.168.0.101:8080;
 server example.com:8080 backup;  #热备
 }

1. ​​#gzip on;​​：
2. ​​server块​​：

• ​​keepalive_requests 120;​​ #单连接请求上限次数。
• ​​listen 80;​​：#监听端口
• ​​server_name localhost; ​​：#监听地址
• ​​#charset koi8-r;​​：
• ​​#access_log logs/host.access.log main;​​：
• ​​location块​​​：#请求的url过滤，正则匹配，​​~​​​为区分大小写，​​~*​​为不区分大小写。

• ​​#root path; ​​ #根目录
• ​​#index vv.txt;​​ #设置默认页
• ​​proxy_pass http://mysvr;​​ #请求转向mysvr 定义的服务器列表
• ​​deny 127.0.0.1;​​ #拒绝的ip
• ​​allow 172.18.5.54;​​ #允许的ip

location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

1. ​​#error_page 404 /404.html;​​：#错误页

5、http块中location

a、描述

location 中可用的匹配命令有两种：普通字符串和正则表达式。~ 和~* 用于正则表达式，其他前缀和无任何前缀都用于普通字符串。正则表达式会根据匹配顺序，匹配到第一个正则表达式后停止搜索。普通字符串匹配则无视顺序，只会选择最精确的匹配。常用的匹配命令和作用如下：

命令  |作用
|-------|------|
~|  表示执行一个正则匹配，区分大小写
~*| 表示执行一个正则匹配，不区分大小写
^~ |  表示普通字符匹配，如果该选项匹配，只匹配该选项，不匹配其他。一般用来匹配目录
= | 进行普通字符精确匹配
无前缀 | 用于普通字符串
@ | 定义一个命名的location，使用在内部定向时，例如error_page,try_files

b、示例

1. 只匹配“/”。

location = /{

}

1. 匹配任何请求，所有URI都是以“/”开始；更长字符匹配或正则表达式匹配会优先。

location / {
}

1. 匹配以gif、jpg、jpeg结尾的请求；但是遇到^~由它处理 。

ocation ~* .(gif|jpg|jpeg)$ {
}

1. 以/index/开头的请求，如果链接的状态为404。则会匹配到@index_error。

location /index/ {

error_page 404 @index_error;
}
location @index_error {
… }

c、更多详细

​​nginx.conf 配置文件中 location 代码块详解：javascript:void(0)​​

三、负载均衡篇

1、算法分析（共5个）

先放官网文档：​​http://nginx.org/en/docs/http/load_balancing.html​​

1. ​​round-robin​​：轮询算法（默认），每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务器down掉，能自动剔除。

http {
    upstream myapp1 {
        server srv1.example.com;
        server srv2.example.com;
        server srv3.example.com;
    }

    server {
        listen 80;

        location / {
            proxy_pass http://myapp1;
        }
    }
}

1. ​​least-connected​​：最少连接算法， — next request is assigned to the server with the least number of active connections,

upstream myapp1 {
    least_conn;
    server srv1.example.com;
    server srv2.example.com;
    server srv3.example.com;
}

1. ​​ip-hash​​：IP哈希算法，每个请求按访问ip的hash结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决session的问题。

upstream myapp1 {
    ip_hash;
    server srv1.example.com;
    server srv2.example.com;
    server srv3.example.com;
}

1. ​​weight​​，指定轮询几率，weight和访问比率成正比，用于后端服务器性能不均的情况。

upstream myapp1 {
    server srv1.example.com weight=3;
    server srv2.example.com;
    server srv3.example.com;
}

With this configuration, every 5 new requests will be distributed across the application instances as the following: 3 requests will be directed to srv1, one request will go to srv2, and another one — to srv3.
It is similarly possible to use weights with the least-connected and ip-hash load balancing in the recent versions of nginx.

1. fair（第三方）
   按后端服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先分配。

upstream backend {
server server1;
server server2;
fair;
}

1. url_hash（第三方）
   按访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，后端服务器为缓存时比较有效。
   例：在upstream中加入hash语句，server语句中不能写入weight等其他的参数，hash_method是使用的hash算法

upstream backend {
server squid1:3128;
server squid2:3128;
hash $request_uri;
hash_method crc32;
}

2、upstream块及参数详解

1. ​​upstream 块​​ 白话一点就是： 定义的一个 服务器IP 组合，每一个服务器可以单独设置参数。
2. ​​weight ​​就不说，上面负载均衡算法中已经说过了
3. ​​max_fails​​​ 默认为1。某台Server允许请求失败的次数，超过最大次数后，在fail_timeout时间内，新的请求将不会分配给这台机器。如果设置为0，Nginx会将这台Server置为永久无效状态，然后将请求发给定义了​​proxy_next_upstream, fastcgi_next_upstream, uwsgi_next_upstream, scgi_next_upstream, and memcached_next_upstream​​指令来处理这次错误的请求。
4. ​​fail_timeout​​ 默认为10秒。某台Server达到max_fails次失败请求后，在fail_timeout期间内，nginx会认为这台Server暂时不可用，不会将请求分配给它
5. ​​max_fails和 fail_timeout​​ 案例：192.168.0.100这台机器，如果有3次请求失败，nginx在15秒内，不会将新的请求分配给它。

upstream tomcats {
 server 192.168.0.100:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=15;
 server 192.168.0.101:8080 weight=3;
 server 192.168.0.102:8080 weight=1;
}

1. ​​backup 备份机​​​，所有服务器挂了之后才会生效
   在100和101都挂了之前，102为不可用状态，不会将请求分配给它。只有当100和101都挂了，102才会被启用。

upstream tomcats {
 server 192.168.0.100:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=15;
 server 192.168.0.101:8080 weight=3;
 server 192.168.0.102:8080 backup;
}

1. down 标识某一台server不可用。可能能通过某些参数动态的激活它吧，要不真没啥用。
   表示101这台Server为无效状态，不会将请求分配给它。

upstream tomcats {
 server 192.168.0.100:8080 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=15;
 server 192.168.0.101:8080 down;
 server 192.168.0.102:8080 backup;
}

1. ​​max_conns ​​​限制分配给某台Server处理的最大连接数量，超过这个数量，将不会分配新的连接给它。默认为0，表示不限制。注意：1.5.9之后的版本才有这个配置
   表示最多给100这台Server分配1000个请求，如果这台Server正在处理1000个请求，nginx将不会分配新的请求给到它。假如有一个请求处理完了，还剩下999个请求在处理，这时nginx也会将新的请求分配给它。

upstream tomcats {
 server 192.168.0.100:8080 max_conns=1000;
}

1. ​​esolve​​​ 将server指令配置的域名，指定域名解析服务器。需要在http模块下配置resolver指令，指定域名解析服务
   表示example.com域名，由10.0.0.1服务器来负责解析。

http {
 resolver 10.0.0.1;
 upstream u {
 zone ...;
 ...
 server example.com resolve;
 }
}

==upstream模块server指令的其它参数和详细配置说明，请参考官方文档。 ==

四、更多内容在官网文档中，有时间在继续输出

​​http://nginx.org/en/docs/​​