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1、高性能Web服务器Nginx 及相关新技术的应用实践,北京金山软件 逍遥网 张宴 2009.10,什么是Nginx？,Nginx (“engine x”) 是俄罗斯人Igor Sysoev(塞索耶夫)编写的一款高性能的 HTTP 和反向代理服务器。 Nginx 已经在俄罗斯最大的门户网站 Rambler Media（www.rambler.ru）上运行了4年时间，同时俄罗斯超过20%的虚拟主机平台采用Nginx作为反向代理服务器。 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、金山爱词霸、校内网、YUPOO相册、豆瓣、迅雷看看等多家网站、频道使用 Nginx 服
2、务器。,Nginx的优点,1、高并发连接：官方测试能够支撑5万并发连接，在实际生产环境中跑到23万并发连接数。 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。,Nginx的优点,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
3、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。,单台Nginx支撑了高达2.8万的活动并发连接数,2009-09-03 14:30，金山游戏剑侠情缘网络版3临时维护1小时，大量玩家上官网，论坛、评论、客服等动态应用Nginx服务器集群，每台服务器的Nginx活动连接数达到2.8万，这是本人遇到的Nginx生产环境最高并发值。,Nginx的主要应用类别,1、使用 Nginx 结合FastCGI运行 PHP、JSP 、Perl等程序 2、使用 Nginx 作反向代理、负
4、载均衡、规则过滤 3、使用 Nginx 运行静态HTML页、图片 4、Nginx与其他新技术的结合应用,Nginx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 Nginx七层负载均衡的应用,Nginx承担每个机房Web负载均衡服务,简单的Nginx负载均衡配置, upstream bbs_server_pool server 192.168.1.15:80 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s; se
5、rver 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Nginx负载均衡配置, server listen 80; server_name *; location / proxy_
6、pass http:/bbs_server_pool; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; access_log off; ,简单的Nginx负载均衡配置,proxy_pass http:/bbs_server_pool; 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 $remote
7、_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,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。 缺点：备机服务器处于闲置状态，浪费了硬件资源。,逍遥网Nginx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。,服务器绑定IP别名,/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
8、: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。,服务器绑定IP别名,/sbin/ifconfig eth0:ha2 61.1.1.3 broadcast 61.1.1.255 netmask 255.255.255.0 up /sbin/route add -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，
9、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Nginx双机互备(发生故障时),自动接管公网虚拟IP，实现故障转移,服务器去除IP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身的Nginx无法访问时，停止绑定虚拟IP 61.1.1.2,服务器接管原服务器的虚拟IP,/sbin/ifconfig eth0:ha1 61.1.1.2 broadcast 61.1.1.255 netm
10、ask 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URL分发,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URL转发到不同服务器,server listen 80; server_name ; loca
11、tion /admincp.php proxy_pass http:/192.168.1.11; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; location / proxy_pass http:/php_server_pool; proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; ,Web相关文件的实时自动同步,少量文件的多服务器自动同步,使用Linux 2.6内核的inotify监控L
12、inux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。http:/ lsyncd /data0/htdocs/ 192.168.5.1:hu_data/ 192.168.5.2:hu_data/ 192.168.5.3:hu_data/ 192.168.5.4:hu_data/,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
13、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Web缓存服务,Nginx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Nginx.conf缓存配置,
14、 #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=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 weig
15、ht=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Nginx.conf缓存配置,server listen 80; server_name ; location / proxy_set_header Host $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; proxy_pass http:/my_server_pool; location .*.(gif|jpg|jpeg|png|
16、bmp|swf|js|css)$ #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Nginx.conf缓存配置,#对不同HTTP状态码缓存设置不同的缓存时间 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-
17、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 $host; proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr; proxy_pass http:/my_server_pool; access_log off; ,Nginx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
18、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Rewrite重写规则,Nginx Rewrite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 $request_filename) rewrite /img/(.*)$
19、 /site/$host/images/$1 last; ,Nginx与Apache的Rewrite规则实例对比,简单的Nginx和Apache 重写规则区别不大，基本上能够完全兼容。例如： Apache Rewrite 规则： RewriteRule /(mianshi|xianjing)/$ /zl/index.php?name=$1 L RewriteRule /ceshi/$ /zl/ceshi.php L RewriteRule /(mianshi)_(a-zA-Z+)/$ /zl/index.php?name=$1_$2 L RewriteRule /pingce(0-9*)/$
20、/zl/pingce.php?id=$1 L Nginx Rewrite 规则： rewrite /(mianshi|xianjing)/$ /zl/index.php?name=$1 last; rewrite /ceshi/$ /zl/ceshi.php last; rewrite /(mianshi)_(a-zA-Z+)/$ /zl/index.php?name=$1_$2 last; rewrite /pingce(0-9*)/$ /zl/pingce.php?id=$1 last; 由以上示例可以看出，Apache的Rewrite规则改为Nginx的Rewrite规则，其实很简单：A
21、pache的RewriteRule指令换成Nginx的rewrite指令，Apache的L标记换成Nginx的last标记，中间的内容不变。,Nginx与Apache的Rewrite规则实例对比,如果Apache的Rewrite规则改为Nginx的Rewrite规则后，使用nginx -t命令检查发现nginx.conf配置文件有语法错误，那么可以尝试给条件加上引号。例如一下的Nginx Rewrite规则会报语法错误： rewrite /(0-95).html$ /x.jsp?id=$1 last; 加上引号就正确了： rewrite “/(0-95).html$“ /x.jsp?id=$1
22、 last;,Nginx与Apache的Rewrite规则实例对比,Apache与Nginx的Rewrite规则在URL跳转时有细微的区别： Apache Rewrite 规则： RewriteRule /html/tagindex/(a-zA-Z+)/.*$ /$1/ R=301,L Nginx Rewrite 规则： rewrite /html/tagindex/(a-zA-Z+)/.*$ 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Apac
23、he的Rewrite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： RewriteRule /user/login/$ /user/login.php?login=1,Nginx与Apache的Rewrite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指令； Apache的R标记对应Nginx的redirect标记
24、； 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Apache的多条件Rewrite示例,允许指定的域名访问本站，其他域名一律跳转到http:/ Apache Rewrite 规则： RewriteCond %HTTP_HOST (.*?)$ RewriteCond %HTTP_HOST !$ RewriteCond %DOCUMENT_ROOT/market/%1/index.htm -f Rewr
25、iteRule /wu/$ /market/%1/index.htm L Nginx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Apache的多条件Rewrite示例,Nginx Rewrite 规则： if ($host * (.*?)$) set $var_wupin_city $1; set $var_wupin 1; if ($host * $) set $var_wupin 0; if (!-f $document_root/market/$
26、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TCSQL的配合,一般数据库的缓存类型,一般数据库缓存分为四种： 1、Key/Value单个对象缓存，如Memcached 2、列表缓存，就像论坛里帖子的列表 3、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group，sum，count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
27、实现，后面三种比较麻烦。,什么是TCSQL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
28、，使得TCSQL可以当MySQL从库一样使用。,TCSQL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 其他索引键查询并取出倒序第1条记录（“=”运算）：11897次请求/秒,TCSQL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 B
29、Y 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,浏览器端 -查询 服务器端Nginx + PHP + TCSQL Nginx 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PHP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！,