Nginx配置优化
Nginx优化
大多数的Nginx安装指南告诉你如下基础知识——通过apt-get安装，修改这里或那里的几行配置，好了，你已经有了一个Web服务器了！而且，在大多数情况下，一个常规安装的nginx对你的网站来说已经能很好地工作了。然而，如果你真的想挤压出nginx的性能，你必须更深入一些。在本指南中，我将解释Nginx的那些设置可以微调，以优化处理大量客户端时的性能。需要注意一点，这不是一个全面的微调指南。这是一个简单的预览——那些可以通过微调来提高性能设置的概述。你的情况可能不同。
1、基本的 (优化过的)配置
我们将修改的唯一文件是nginx.conf ，其中包含Nginx不同模块的所有设置。你应该能够在服务器的 /etc/nginx 目录中找到nginx.conf。首先，我们将谈论一些全局设置，然后按文件中的模块挨个来，谈一下哪些设置能够让你在大量客户端访问时拥有良好的性能，为什么它们会提高性能。本文的结尾有一个完整的配置文件。
2、高层的配置
nginx.conf文件中，Nginx中有少数的几个高级配置在模块部分之上。
user www-data;
pid /var/run/nginx.pid;
worker_processes auto;
worker_rlimit_nofile 100000;
user 和 pid 应该按默认设置 - 我们不会更改这些内容，因为更改与否没有什么不同。
worker_processes 定义了nginx对外提供web服务时的worder进程数。最优值取决于许多因素，包括（但不限于）CPU核的数量、存储数据的硬盘数量及负载模式。不能确定的时候，将其设置为可用的CPU内核数将是一个好的开始（设置为“auto”将尝试自动检测它）。
worker_rlimit_nofile 更改worker进程的最大打开文件数限制。如果没设置的话，这个值为操作系统的限制。设置后你的操作系统和Nginx可以处理比“ulimit -a”更多的文件，所以把这个值设高，这样nginx就不会有“too many open files”问题了。
3、Events模块
events模块中包含nginx中所有处理连接的设置。
events {
worker_connections 2048;
multi_accept on;
use epoll;
}
worker_connections 设置可由一个worker进程同时打开的最大连接数。如果设置了上面提到的worker_rlimit_nofile，我们可以将这个值设得很高。
记住，最大客户数也由系统的可用socket连接数限制（~ 64K），所以设置不切实际的高没什么好处。
multi_accept 告诉nginx收到一个新连接通知后接受尽可能多的连接。
use 设置用于复用客户端线程的轮询方法。如果你使用Linux 2.6+，你应该使用epoll。如果你使用*BSD，你应该使用kqueue。想知道更多有关事件轮询？看下维基百科吧（注意，想了解一切的话可能需要neckbeard和操作系统的课程基础）
4、HTTP 模块
HTTP模块控制着nginx http处理的所有核心特性。因为这里只有很少的配置，所以我们只节选配置的一小部分。所有这些设置都应该在http模块中，甚至你不会特别的注意到这段设置。
http {
server_tokens off;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
...
}
server_tokens 并不会让nginx执行的速度更快，但它可以关闭在错误页面中的nginx版本数字，这样对于安全性是有好处的。
sendfile 可以让sendfile()发挥作用。sendfile()可以在磁盘和TCP socket之间互相拷贝数据(或任意两个文件描述符)。Pre-sendfile是传送数据之前在用户空间申请数据缓冲区。之后用read()将数据从文件拷贝到这个缓冲区，write()将缓冲区数据写入网络。sendfile()是立即将数据从磁盘读到OS缓存。因为这种拷贝是在内核完成的，sendfile()要比组合read()和write()以及打开关闭丢弃缓冲更加有效(更多有关于sendfile)
tcp_nopush 告诉nginx在一个数据包里发送所有头文件，而不一个接一个的发送tcp_nodelay 告诉nginx不要缓存数据，而是一段一段的发送--当需要及时发送数据时，就应该给应用设置这个属性，这样发送一小块数据信息时就不能立即得到返回值。
access_log off;
error_log /var/log/nginx/error.log crit;
access_log 设置nginx是否将存储访问日志。关闭这个选项可以让读取磁盘IO操作更快(aka,YOLO)
error_log 告诉nginx只能记录严重的错误
keepalive_timeout ;
client_header_timeout ;
client_body_timeout ;
reset_timedout_connection on;
send_timeout ;
keepalive_timeout 给客户端分配keep-alive链接超时时间。服务器将在这个超时时间过后关闭链接。我们将它设置低些可以让ngnix持续工作的时间更长。
client_header_timeout 和client_body_timeout 设置请求头和请求体(各自)的超时时间。我们也可以把这个设置低些。
reset_timeout_connection告诉nginx关闭不响应的客户端连接。这将会释放那个客户端所占有的内存空间。
send_timeout 指定客户端的响应超时时间。这个设置不会用于整个转发器，而是在两次客户端读取操作之间。如果在这段时间内，客户端没有读取任何数据，nginx就会关闭连接。
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:5m;
limit_conn addr 100;
limit_conn_zone设置用于保存各种key（比如当前连接数）的共享内存的参数。5m就是5兆字节，这个值应该被设置的足够大以存储（32K*5）32byte状态或者（16K*5）64byte状态。
limit_conn为给定的key设置最大连接数。这里key是addr，我们设置的值是100，也就是说我们允许每一个IP地址最多同时打开有100个连接。
include /etc/nginx/mime.types;
default_type text/html;
charset UTF-8;
include只是一个在当前文件中包含另一个文件内容的指令。这里我们使用它来加载稍后会用到的一系列的MIME类型。
default_type设置文件使用的默认的MIME-type。
charset设置我们的头文件中的默认的字符集
以下两点对于性能的提升在伟大的WebMasters StackExchange中有解释。
gzip on;
gzip_disable "msie6" ;
# gzip_static on;
gzip_proxied any;
gzip_min_length 1000;
gzip_comp_level 4;
gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
gzip是告诉nginx采用gzip压缩的形式发送数据。这将会减少我们发送的数据量。
gzip_disable为指定的客户端禁用gzip功能。我们设置成IE6或者更低版本以使我们的方案能够广泛兼容。
gzip_static告诉nginx在压缩资源之前，先查找是否有预先gzip处理过的资源。这要求你预先压缩你的文件（在这个例子中被注释掉了），从而允许你使用最高压缩比，这样nginx就不用再压缩这些文件了（想要更详尽的gzip_static的信息，请点击这里）。
gzip_proxied允许或者禁止压缩基于请求和响应的响应流。我们设置为any，意味着将会压缩所有的请求。
gzip_min_length设置对数据启用压缩的最少字节数。如果一个请求小于1000字节，我们最好不要压缩它，因为压缩这些小的数据会降低处理此请求的所有进程的速度。
gzip_comp_level设置数据的压缩等级。这个等级可以是1-9之间的任意数值，9是最慢但是压缩比最大的。我们设置为4，这是一个比较折中的设置。
gzip_type设置需要压缩的数据格式。上面例子中已经有一些了，你也可以再添加更多的格式。
# cache informations about file descriptors, frequently accessed files
# can boost performance, but you need to test those values
open_file_cache max=100000 inactive=20s;
open_file_cache_valid 30s;
open_file_cache_min_uses 2;
open_file_cache_errors on;
##
# Virtual Host Configs
# aka our settings for specific servers
##
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
include /etc/nginx/sites-enabled/*;
open_file_cache打开缓存的同时也指定了缓存最大数目，以及缓存的时间。我们可以设置一个相对高的最大时间，这样我们可以在它们不活动超过20秒后清除掉。
open_file_cache_valid 在open_file_cache中指定检测正确信息的间隔时间。
open_file_cache_min_uses 定义了open_file_cache中指令参数不活动时间期间里最小的文件数。
open_file_cache_errors 指定了当搜索一个文件时是否缓存错误信息，也包括再次给配置中添加文件。我们也包括了服务器模块，这些是在不同文件中定义的。如果你的服务器模块不在这些位置，你就得修改这一行来指定正确的位置。
5、一个完整的配置
user www-data;
pid /var/run/nginx.pid;
worker_processes auto;
worker_rlimit_nofile 100000;
events {
worker_connections 2048;
multi_accept on;
use epoll;
}
http {
server_tokens off;
sendfile on;
tcp_nopush on;
tcp_nodelay on;
access_log off;
error_log /var/log/nginx/error.log crit;
keepalive_timeout 10;
client_header_timeout 10;
client_body_timeout 10;
reset_timedout_connection on;
send_timeout 10;
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:5m;
limit_conn addr 100;
include /etc/nginx/mime.types;
default_type text/html;
charset UTF-8;
gzip on;
gzip_disable "msie6" ;
gzip_proxied any;
gzip_min_length 1000;
gzip_comp_level 6;
gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
open_file_cache max=100000 inactive=20s;
open_file_cache_valid 30s;
open_file_cache_min_uses 2;
open_file_cache_errors on;
include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
include /etc/nginx/sites-enabled/*;
}
编辑完配置后，确认重启nginx使设置生效。sudo service nginx restart
6、后记
一般来说nginx 配置文件中对优化比较有作用的为以下几项：
1、worker_processes 8;
nginx 进程数，建议按照cpu 数目来指定，一般为它的倍数 (如,2个四核的cpu计为8)。
2、worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;
为每个进程分配cpu，上例中将8 个进程分配到8 个cpu，当然可以写多个，或者将一 个进程分配到多个cpu。
3、worker_rlimit_nofile 65535;
这个指令是指当一个nginx 进程打开的最多文件描述符数目，理论值应该是最多打开文
件数（ulimit -n）与nginx 进程数相除，但是nginx 分配请求并不是那么均匀，所以最好与ulimit -n 的值保持一致。
现在在linux 2.6内核下开启文件打开数为65535，worker_rlimit_nofile就相应应该填写65535。
查看linux系统文件描述符的方法：
[root@web001 ~]# sysctl -a | grep fs.file
fs.file-max = 789972
fs.file-nr = 510 0 789972
4、use epoll;
使用epoll 的I/O 模型
补充说明:
与apache相类，nginx针对不同的操作系统，有不同的事件模型
A）标准事件模型
Select、poll属于标准事件模型，如果当前系统不存在更有效的方法，nginx会选择select或poll
B）高效事件模型
Kqueue： 使用于 FreeBSD 4.1+, OpenBSD 2.9+, NetBSD 2.0 和 MacOS X. 使用双处理器的MacOS X系统使用kqueue可能会造成内核崩溃。
Epoll: 使用于Linux内核2.6版本及以后的系统。
/dev/poll：使用于 Solaris 7 11/99+, HP/UX 11.22+ (eventport), IRIX 6.5.15+ 和 Tru64 UNIX 5.1A+。
Eventport：使用于 Solaris 10. 为了防止出现内核崩溃的问题， 有必要安装安全补丁。
5、worker_connections 65535;
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。
6、keepalive_timeout 60;
keepalive 超时时间。
7、client_header_buffer_size 4k;
客户端请求头部的缓冲区大小，这个可以根据你的系统分页大小来设置，一般一个请求头的大小不会超过1k，不过由于一般系统分页都要大于1k，所以这里设置为分页大小。
分页大小可以用命令 getconf PAGESIZE 取得。
[root@web001 ~]# getconf PAGESIZE
4096
但也有client_header_buffer_size超过4k的情况，但是client_header_buffer_size该值必须设置为 “系统分页大小”的整倍数。
8、open_file_cache max=65535 inactive=60s;
这个将为打开文件指定缓存，默认是没有启用的，max 指定缓存数量，建议和打开文件数一致，inactive 是指经过多长时间文件没被请求后删除缓存。
9、open_file_cache_valid 80s;
这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
10、open_file_cache_min_uses 1;
open_file_cache 指令中的inactive 参数时间内文件的最少使用次数，如果超过这个数字，文件描述符一直是在缓存中打开的，如上例，如果有一个文件在inactive 时间内一次没被使用，它将被移除。
11、测试NGINX 是否支持 GZIP
命令行检测如下（替换成自己的地址，本地可直接输入本地IP即可）：
curl -I -H "Accept-Encoding: gzip, deflate" "http://www.baidu.com" //测试页面
curl -I -H "Accept-Encoding: gzip, deflate" "http://www.baidu.com/xxx.gif" //测试图片
curl -I -H "Accept-Encoding: gzip, deflate" "http://www.baidu.com/xxx.js" //测试JS文件
curl -I -H "Accept-Encoding: gzip, deflate" "http://www.baidu.com/xxx.css" //测试CSS
7、关于内核参数的优化：
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
timewait 的数量，默认是180000。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
允许系统打开的端口范围。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
启用timewait 快速回收。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
开启重用。允许将TIME-WAIT sockets 重新用于新的TCP 连接。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
开启SYN Cookies，当出现SYN 等待队列溢出时，启用cookies 来处理。
net.core.somaxconn = 262144
web 应用中listen 函数的backlog 默认会给我们内核参数的net.core.somaxconn 限制到128，而nginx 定义的NGX_LISTEN_BACKLOG 默认为511，所以有必要调整这个值。
net.core.netdev_max_backlog = 262144
每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时，允许送到队列的数据包的最大数目。
net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
系统中最多有多少个TCP 套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。如果超过这个数字，孤儿连接将即刻被复位并打印出警告信息。这个限制仅仅是为了防止简单的DoS 攻击，不能过分依靠它或者人为地减小这个值，更应该增加这个值(如果增加了内存之后)。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
记录的那些尚未收到客户端确认信息的连接请求的最大值。对于有128M 内存的系统而言，缺省值是1024，小内存的系统则是128。
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
时间戳可以避免序列号的卷绕。一个1Gbps 的链路肯定会遇到以前用过的序列号。时间戳能够让内核接受这种“异常”的数据包。这里需要将其关掉。
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
为了打开对端的连接，内核需要发送一个SYN 并附带一个回应前面一个SYN 的ACK。也就是所谓三次握手中的第二次握手。这个设置决定了内核放弃连接之前发送SYN+ACK 包的数量。
net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
在内核放弃建立连接之前发送SYN 包的数量。
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
如果套接字由本端要求关闭，这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2 状态的时间。对端可以出错并永远不关闭连接，甚至意外当机。缺省值是60 秒。2.2 内核的通常值是180 秒，3你可以按这个设置，但要记住的是，即使你的机器是一个轻载的WEB 服务器，也有因为大量的死套接字而内存溢出的风险，FIN- WAIT-2 的危险性比FIN-WAIT-1 要小，因为它最多只能吃掉1.5K 内存，但是它们的生存期长些。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
当keepalive 起用的时候，TCP 发送keepalive 消息的频度。缺省是2 小时。
一个完整的内核优化设置:
vi /etc/sysctl.conf CentOS5.5中可以将所有内容清空直接替换为如下内容:
net.ipv4.ip_forward = 0
net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
kernel.sysrq = 0
kernel.core_uses_pid = 1
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
kernel.msgmnb = 65536
kernel.msgmax = 65536
kernel.shmmax = 68719476736
kernel.shmall = 4294967296
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
net.ipv4.tcp_sack = 1
net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 4194304
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 16384 4194304
net.core.wmem_default = 8388608
net.core.rmem_default = 8388608
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.core.netdev_max_backlog = 262144
net.core.somaxconn = 262144
net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
使配置立即生效可使用如下命令：
/sbin/sysctl -p
8、关于系统连接数的优化
1、linux 默认值 open files 和 max user processes 为 1024
#ulimit -n
1024
#ulimit –u
1024
问题描述： 说明 server 只允许同时打开 1024 个文件，处理 1024 个用户进程，使用ulimit -a 可以查看当前系统的所有限制值，使用ulimit -n 可以查看当前的最大打开文件数。新装的linux 默认只有1024 ，当作负载较大的服务器时，很容易遇到error: too many open files 。因此，需要将其改大。
解决方法：
使用 ulimit –n 65535 可即时修改，但重启后就无效了。（注ulimit -SHn 65535 等效 ulimit -n 65535 ，-S 指soft ，-H 指hard)
有如下三种修改方式：
1. 在/etc/rc.local 中增加一行 ulimit -SHn 65535
2. 在/etc/profile 中增加一行 ulimit -SHn 65535
3. 在 /etc/security/limits.conf 最后增加：
* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
* soft nproc 65535
* hard nproc 65535
具体使用哪种， 在 CentOS 中使用第1 种方式无效果，使用第3 种方式有效果 ，而在Debian 中使用第2 种有效果
# ulimit -n
65535
# ulimit -u
65535
备注：ulimit 命令本身就有分软硬设置，加-H 就是硬，加-S 就是软默认显示的是软限制
soft 限制指的是当前系统生效的设置值。 hard 限制值可以被普通用户降低。但是不能增加。 soft 限制不能设置的比 hard 限制更高。 只有 root 用户才能够增加 hard 限制值。
9、关于FastCGI 的几个指令：
fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10minactive=5m;
这个指令为FastCGI 缓存指定一个路径，目录结构等级，关键字区域存储时间和非活动删除时间。
fastcgi_connect_timeout 300;
指定连接到后端FastCGI 的超时时间。
fastcgi_send_timeout 300;
向FastCGI 传送请求的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后向FastCGI 传送请求的超时时间。
fastcgi_read_timeout 300;
接收FastCGI 应答的超时时间，这个值是指已经完成两次握手后接收FastCGI 应答的超时时间。
fastcgi_buffer_size 4k;
指定读取FastCGI 应答第一部分需要用多大的缓冲区，一般第一部分应答不会超过1k，由于页面大小为4k，所以这里设置为4k。
fastcgi_buffers 8 4k;
指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI 的应答。
fastcgi_busy_buffers_size 8k;
这个指令我也不知道是做什么用，只知道默认值是fastcgi_buffers 的两倍。
fastcgi_temp_file_write_size 8k;
在写入fastcgi_temp_path 时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers 的两倍。
fastcgi_cache TEST
开启FastCGI 缓存并且为其制定一个名称。个人感觉开启缓存非常有用，可以有效降低CPU 负载，并且防止502 错误。
fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;
为指定的应答代码指定缓存时间，如上例中将200，302 应答缓存一小时，301 应答缓存1 天，其他为1 分钟。
fastcgi_cache_min_uses 1;
缓存在fastcgi_cache_path 指令inactive 参数值时间内的最少使用次数，如上例，如果在5 分钟内某文件1 次也没有被使用，那么这个文件将被移除。
fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
不知道这个参数的作用，猜想应该是让nginx 知道哪些类型的缓存是没用的。以上为nginx 中FastCGI 相关参数，另外，FastCGI 自身也有一些配置需要进行优化，如果你使用php-fpm 来管理FastCGI，可以修改配置文件中的以下值：
<value name="max_children">60</value>
同时处理的并发请求数，即它将开启最多60 个子线程来处理并发连接。
<value name="rlimit_files">102400</value>
最多打开文件数。
<value name="max_requests">204800</value>
每个进程在重置之前能够执行的最多请求数
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