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1、高性能高性能Web服务器服务器Nginx及相关新技术的应用实践及相关新技术的应用实践北京金山软件北京金山软件 逍遥网逍遥网张宴张宴2009.102009.10高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件什么是什么是Nginx？Nginx (“engine x”) Nginx (“engine x”) 是俄罗斯人是俄罗斯人Igor SysoevIgor Sysoev( (塞索耶夫塞索耶夫) )编写的一款高性能的编写的一款高性能的 HTTP HTTP 和反向代和反向代理服务器。理服务器。Nginx Nginx 已经在俄罗斯最大的门户网站已经在俄罗斯最大的门户网站 Rambler Med
2、iaRambler Media（）上运行了（）上运行了4 4年时间，同时俄罗年时间，同时俄罗斯超过斯超过20%20%的虚拟主机平台采用的虚拟主机平台采用NginxNginx作为反向代作为反向代理服务器。理服务器。在国内，已经有新浪博客、新浪播客、搜狐通行在国内，已经有新浪博客、新浪播客、搜狐通行证、网易新闻、网易博客、金山逍遥网、金山爱证、网易新闻、网易博客、金山逍遥网、金山爱词霸、校内网、词霸、校内网、YUPOOYUPOO相册、豆瓣、迅雷看看等多相册、豆瓣、迅雷看看等多家网站、频道使用家网站、频道使用 Nginx Nginx 服务器。服务器。Nginx的优点的优点1 1、高并发连接：、高并发
3、连接：官方测试能够支撑官方测试能够支撑5 5万并发连万并发连接，在实际生产环境中跑到接，在实际生产环境中跑到2 23 3万并发连接数。万并发连接数。2 2、内存消耗少：、内存消耗少：在在3 3万并发连接下，开启的万并发连接下，开启的1010个个Nginx Nginx 进程才消耗进程才消耗150M150M内存内存（15M*10=150M15M*10=150M）。）。3 3、配置文件非常简单：、配置文件非常简单：风格跟程序一样通俗风格跟程序一样通俗易懂。易懂。4 4、成本低廉：、成本低廉：NginxNginx为开源软件，可以免费使为开源软件，可以免费使用。而购买用。而购买F5 BIG-IPF5 B
4、IG-IP、NetScalerNetScaler等硬件负载等硬件负载均衡交换机则需要十多万至几十万人民币。均衡交换机则需要十多万至几十万人民币。Nginx的优点的优点5 5、支持、支持RewriteRewrite重写规则：重写规则：能够根据域名、能够根据域名、URLURL的不同，将的不同，将 HTTP HTTP 请求分到不同的后端请求分到不同的后端服务器群组。服务器群组。6 6、内置的健康检查功能：、内置的健康检查功能：如果如果 Nginx Nginx Proxy Proxy 后端的某台后端的某台 Web Web 服务器宕机了，不服务器宕机了，不会影响前端访问。会影响前端访问。7 7、节省带宽
5、：、节省带宽：支持支持 GZIP GZIP 压缩，可以添加压缩，可以添加浏览器本地缓存的浏览器本地缓存的 Header Header 头。头。8 8、稳定性高：、稳定性高：用于反向代理，宕机的概率用于反向代理，宕机的概率微乎其微。微乎其微。单台单台Nginx支撑了高达支撑了高达2.8万的活动并发连接数万的活动并发连接数2009-09-032009-09-03 14:3014:30，金山游戏，金山游戏剑侠情缘网络版剑侠情缘网络版3 3临时维临时维护护1 1小时，大量玩家上官网，论坛、评论、客服等动态应用小时，大量玩家上官网，论坛、评论、客服等动态应用NginxNginx服务器集群，每台服务器的服
6、务器集群，每台服务器的NginxNginx活动连接数达到活动连接数达到2.82.8万，这是本人遇到的万，这是本人遇到的NginxNginx生产环境最高并发值。生产环境最高并发值。Nginx的主要应用类别的主要应用类别1 1、使用、使用 Nginx Nginx 结合结合FastCGIFastCGI运行运行 PHPPHP、JSP JSP 、PerlPerl等程序等程序2 2、使用、使用 Nginx Nginx 作反向代理、负载均衡、作反向代理、负载均衡、规则过滤规则过滤3 3、使用、使用 Nginx Nginx 运行静态运行静态HTMLHTML页、图片页、图片4 4、NginxNginx与其他新技
7、术的结合应用与其他新技术的结合应用Nginx在金山逍遥网中的应用案例在金山逍遥网中的应用案例金山逍遥网()是金山游戏官方网站，为金山软件旗下的各款游戏提供新闻资讯、客户服务、在线充值、视听互动、在线活动、博客、相册、论坛、玩家社区等内容建设和在线服务支持。金山逍遥网金山逍遥网Nginx七层负载均衡的应用七层负载均衡的应用高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件Nginx承担每个机房承担每个机房Web负载均衡服务负载均衡服务简单的简单的Nginx负载均衡配置负载均衡配置 upstream bbs_server_pool server 192.168.1.15:80 weight=
8、1 max_fails=2 fail_timeout=30s; server 192.168.1.16:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; server 192.168.1.17:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; server 192.168.1.18:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; 在nginx.conf配置文件中，用upstream指令定义一组反向代理/负载均衡后端服务器池。简单的简单的Nginx负载均衡配置负载均衡配置 server lis
9、ten80; server_name *; location / proxy_pass ; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; access_log off; 简单的简单的Nginx负载均衡配置负载均衡配置proxy_pass ; 用于指定反向代理的服务器池。 proxy_set_header Host $host; 当后端Web服务器上也配置有多个虚拟主机时，需要用该Header来区分反向代理哪个主机名。proxy_set_header X-Forwarded-For $re
10、mote_addr; 如果后端Web服务器上的程序需要获取用户IP，请从该Header头获取。Nginx负载均衡的双机热备负载均衡的双机热备高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件通常情况下的负载均衡HA高可用优点：实现了双机热备、故障自动转移。优点：实现了双机热备、故障自动转移。缺点：备机服务器处于闲置状态，浪费了硬件资源。缺点：备机服务器处于闲置状态，浪费了硬件资源。逍遥网逍遥网Nginx负载均衡双机互备负载均衡双机互备正常情况下，两台Nginx负载均衡服务器全部处于活动状态，对外提供服务。服务器服务器绑定绑定IP别名别名/sbin/ifconfig eth0:ha1 61
11、.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:ha1/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1在服务器的外网网卡eth0上，绑定了一个虚拟IP 61.1.1.2，绑定完成后发送arping包给网关。服务器服务器绑定绑定IP别名别名/sbin/ifconfig eth0:ha2 61.1.1.3 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up/sbin/route a
12、dd -host 61.1.1.3 dev eth0:ha2/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.3 61.1.1.1在服务器的外网网卡eth0上，绑定了一个虚拟IP 61.1.1.3，绑定完成后发送arping包给网关。新的新的Nginx双机互备双机互备(发生故障时发生故障时)自动接管公网虚拟IP，实现故障转移服务器服务器去除去除IP别名别名/sbin/ifconfig eth0:ha1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 down通过两台服务器之间的互相检测机制，当服务器上的检测程序发现自
13、身的Nginx无法访问时，停止绑定虚拟IP 61.1.1.2服务器服务器接管原服务器接管原服务器的虚拟的虚拟IP/sbin/ifconfig eth0:ha1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up/sbin/route add -host 61.1.1.2 dev eth0:ha1/sbin/arping -I eth0 -c 3 -s 61.1.1.2 61.1.1.1给网关发送Arping包，保证了网关上IP、MAC地址对应关系能够马上更改，能够做到强行接管虚拟IP。Nginx负载均衡负载均衡URL分发分发高性能Web
14、服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件硬件、软件七层负载均衡对比：NetScaler与Nginx硬件、软件七层负载均衡对比：NetScaler与Nginx根据不同的根据不同的URL转发到不同服务器转发到不同服务器server listen 80; server_name ; location /admincp.php proxy_pass ; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; location / proxy_pass ; proxy_set_header Host $h
15、ost; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; Web相关文件的实时自动同步相关文件的实时自动同步高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件少量文件的多服务器自动同步少量文件的多服务器自动同步使用Linux 2.6内核的inotify监控Linux文件系统事件。利用开源的lsync监听某一目录，如果目录内文件发生增、删、改，利用Rsync协议自动同步到多台服务器。lsyncd /data0/htdocs/ 192.168.5.1:hu_data/ 192.168.5.2:hu_data/ 192.168.5.3:hu_dat
16、a/ 192.168.5.4:hu_data/大量文件的多服务器自动同步大量文件的多服务器自动同步使用Linux 2.6内核的inotify监控Linux文件系统事件。修改可监控的最大目录数量 echo 50000000 /proc/sys/fs/inotify/max_user_watches金山逍遥网开发的sersync文件自动同步程序，适合大量文件的自动同步，并可以在文件同步完成后，自动调用CDN缓存刷新接口，刷新发生修改、删除的文件的访问URL。用于：金山游戏官网的CMS发布系统。Nginx的的Web缓存服务缓存服务高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件Nginx的缓
17、存功能的缓存功能Nginx从0.7.48版本开始，支持了类似Squid的缓存功能；缓存把URL及相关组合当作Key，用md5编码哈希后保存；Nginx的Web缓存服务只能为指定URL或状态码设置过期时间，不支持类似Squid的PURGE指令，手动清除指定缓存页面；采用MMAP实现，设置的缓存区大小不能超过物理内存+SWAP的值。反向代理中的反向代理中的Nginx.conf缓存配置缓存配置#设置Web缓存区名称为cache_one，缓存空间大小为2000MB，1天清理一次缓存，单个文件超过5m不缓存。proxy_cache_path /data0/proxy_cache_path levels=
18、1:2 keys_zone=cache_one:2000m inactive=1d max_size=5m;#注：proxy_temp_path和proxy_cache_path指定的路径必须在同一分区proxy_temp_path /data0/proxy_temp_path;upstream my_server_pool server 192.168.1.2:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; server 192.168.1.3:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;反向代理中的反向代理中的Ngi
19、nx.conf缓存配置缓存配置server listen 80; server_name ; location / proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; proxy_pass ; location .*.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$ #对图片、JS、CSS进行缓存，使用Web缓存区cache_one proxy_cache cache_one;反向代理中的反向代理中的Nginx.conf缓存配置缓存配置 #对不同HTTP状态码缓存设置不同的缓
20、存时间 proxy_cache_valid 200 10m; proxy_cache_valid 304 3m; proxy_cache_valid 301 302 1h; proxy_cache_valid any 1m; #设置Web缓存的Key值，Nginx根据Key值md5哈希存储缓存，这里根据“域名、URI、客户端请求Header头中的If-Modified-Since信息”组合成Key。 proxy_cache_key $host$request_uri$http_if_modified_since; #反向代理，访问后端内容源服务器 proxy_set_header Host $
21、host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; proxy_pass ; access_log off;Nginx缓存功能的优点缓存功能的优点对于修改实时性要求不高的图片、Flash、CSS样式文件、JavaScript文件，可以在Nginx反向代理(负载均衡)服务器上设置缓存，不用每次请求都转发到后端Web服务器，加快了响应速度。减少了Nginx与后端Web服务器的连接数，提高了Nginx处理性能。Nginx的的Rewrite重写规则重写规则高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件Nginx Rewrite规则相关指令
22、规则相关指令Nginx Rewrite规则相关指令有if、rewrite、set、return、break等，其中rewrite是最关键的指令。一个简单的Nginx Rewrite规则语法如下：rewrite /b/(.*).html /play.php?video=$1 break;如果加上if语句，示例如下：if (!-f $request_) rewrite /img/(.*)$ /site/$host/images/$1 last;Nginx与与Apache的的Rewrite规则实例对比规则实例对比简单的Nginx和Apache 重写规则区别不大，基本上能够完全兼容。例如：Apache
23、 Rewrite 规则：规则：RewriteRule /(mianshi|xianjing)/$ /zl/index.php?name=$1 LRewriteRule /ceshi/$ /zl/ceshi.php LRewriteRule /(mianshi)_(a-zA-Z+)/$ /zl/index.php?name=$1_$2 LRewriteRule /pingce(0-9*)/$ /zl/pingce.php?id=$1 LNginx Rewrite 规则：规则：rewrite /(mianshi|xianjing)/$ /zl/index.php?name=$1 last;rewr
24、ite /ceshi/$ /zl/ceshi.php last;rewrite /(mianshi)_(a-zA-Z+)/$ /zl/index.php?name=$1_$2 last;rewrite /pingce(0-9*)/$ /zl/pingce.php?id=$1 last;由以上示例可以看出，Apache的Rewrite规则改为Nginx的Rewrite规则，其实很简单：Apache的RewriteRule指令换成Nginx的rewrite指令，Apache的L标记换成Nginx的last标记，中间的内容不变。Nginx与与Apache的的Rewrite规则实例对比规则实例对比如果
25、Apache的Rewrite规则改为Nginx的Rewrite规则后，使用nginx -t命令检查发现nginx.conf配置文件有语法错误，那么可以尝试给条件加上引号。例如一下的Nginx Rewrite规则会报语法错误：rewrite /(0-95).html$ /x.jsp?id=$1 last;加上引号就正确了：rewrite /(0-95).html$ /x.jsp?id=$1 last;Nginx与与Apache的的Rewrite规则实例对比规则实例对比Apache与Nginx的Rewrite规则在URL跳转时有细微的区别：Apache Rewrite 规则：规则：RewriteR
26、ule /html/tagindex/(a-zA-Z+)/.*$ /$1/ R=301,LNginx Rewrite 规则：规则：rewrite /html/tagindex/(a-zA-Z+)/.*$ http:/$host/$1/ permanent;以上示例中，我们注意到，Nginx Rewrite 规则的置换串中增加了“http:/$host”，这是在Nginx中要求的。Nginx与与Apache的的Rewrite规则实例对比规则实例对比另外，Apache与Nginx的Rewrite规则在变量名称方面也有区别，例如：Apache Rewrite 规则：规则：RewriteRule /u
27、ser/login/$ /user/login.php?login=1&forward=http:/%HTTP_HOST LNginx Rewrite 规则：规则：rewrite /user/login/$ /user/login.php?login=1&forward=http:/$host last;Nginx与与Apache的的Rewrite规则实例对比规则实例对比Apache与Nginx Rewrite 规则的一些功能相同或类似的指令、标记对应关系：Apache的RewriteCond指令对应Nginx的if指令；Apache的RewriteRule指令对应Nginx的rewrite指
28、令；Apache的R标记对应Nginx的redirect标记；Apache的P标记对应Nginx的last标记；Apache的R,L标记对应Nginx的redirect标记；Apache的P,L标记对应Nginx的last标记；Apache的PT,L标记对应Nginx的last标记；Nginx与与Apache的多条件的多条件Rewrite示例示例允许指定的域名访问本站，其他域名一律跳转到允许指定的域名访问本站，其他域名一律跳转到Apache Rewrite 规则：规则：RewriteCond %HTTP_HOST (.*?)$RewriteCond %HTTP_HOST !$RewriteCo
29、nd %DOCUMENT_ROOT/market/%1/index.htm -fRewriteRule /wu/$ /market/%1/index.htm LNginx的if指令不支持嵌套，也不支持AND、OR等多条件匹配，相比于Apache的RewriteCond，显得麻烦一些，但是，我们可以通过下一页的Nginx配置写法来实现这个示例：Nginx与与Apache的多条件的多条件Rewrite示例示例Nginx Rewrite 规则：规则：if ($host * (.*?)$)set $var_wupin_city $1;set $var_wupin 1;if ($host * $)set
30、 $var_wupin 0;if (!-f $document_root/market/$var_wupin_city/index.htm)set $var_wupin 0;if ($var_wupin 1)rewrite /wu/$ /market/$var_wupin_city/index.htm last;Nginx与金山逍遥与金山逍遥TCSQL的配合的配合高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件一般数据库的缓存类型一般数据库的缓存类型一般数据库缓存分为四种：一般数据库缓存分为四种：1、Key/Value单个对象缓存单个对象缓存，如Memcached2、列表缓存列表缓存，
31、就像论坛里帖子的列表3、记录条数的缓存记录条数的缓存，比如一个论坛板块里有多少个帖子，这样才方便实现分页。4、复杂一点的复杂一点的group，sum，count查询查询，比如一个论坛里按点击数排名的最HOT的帖子列表。第一种比较好实现，后面三种比较麻烦。第一种比较好实现，后面三种比较麻烦。什么是什么是TCSQL实时列表缓存数据库实时列表缓存数据库？TCSQL是金山逍遥网技术支持部平台组以Tokyo Cabinet DBM为底层存储与索引，结合类似Memcached的Key-Value内存对象缓存，借鉴SQL语句的SELECT、INSERT、UPDATE、DELETE思想与功能开发的实时列表缓存
32、数据库，可实现对列表页数据、记录条数的实时缓存。TCSQL采用HTTP GET/POST协议JSON数据交换格式在客户端、服务器端之间进行数据交互。利用我们编写的MySQL UDF扩展+触发器，我们可以在MySQL的某张表发生插入、更新、删除操作时，自动将数据同步到TCSQL数据库，使得TCSQL可以当MySQL从库一样使用。TCSQL的查询速度的查询速度TCSQL在10000并发连接情况下的查询速度（服务器为浪潮NF190服务器，两颗双核Xeon(TM) CPU 2.80GHz、4GB内存、1万转SCSI硬盘。）：主键查询并取出倒序第1条记录（“=”运算）：12155次请求/秒其他索引键查询
33、并取出倒序第1条记录（“=”运算）：11897次请求/秒TCSQL的查询速度的查询速度根据复合条件查询并取出倒序前10条记录：8778次请求/秒（相当于SELECT * FROM table WHERE dateline = 随机时间戳 AND idtype = 变换的文本 ORDER BY pkey DESC LIMIT 0,10）统计符合查询条件的记录数量：9160次请求/秒（相当于SELECT count(*) FROM table WHERE dateline = 随机时间戳 AND idtype = 变换的文本）找出瓶颈找出瓶颈浏览器端 -查询- 服务器端Nginx + PHP +
34、TCSQLNginx 400013000 请求数/秒PHP 5001500 请求数/秒TCSQL 500015000 请求数/秒位于中间的PHP(FastCGI)不在一个量级上，成为列表页查询请求的最大瓶颈。抛弃制约性能的抛弃制约性能的PHP中间层中间层浏览器端JavaScript -查询- 服务器端Nginx(rewrite重写规则、proxy_pass反向代理) + TCSQL抛弃了中间制约整体性能的PHP层。运行于浏览器端的JavaScript代码通过Nginx直接查询TCSQL数据库，取得数据并在网页显示。利用Nginx的rewrite重写规则控制对TCSQL的访问权限。谢谢！谢谢！高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S课件
