一 什么是nginx

Nginx是一款轻量级Web 服务器,反向代理服务器及电子邮件(IMAP/POP3)代理服务器

其特点是占有内存少,并发能力强,能够支持高达 50,000 个并发连接数的响应。

事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页服务器中表现较好,使用nginx网站用户有:百度、京东新浪网易腾讯淘宝

nginx工作原理

Nginx为什么高效?一文搞明白Nginx核心原理

Nginx 服务器,正常运行过程中:

  • 多进程:一个 Master 进程、多个 Worker 进程
  • Master 进程:管理 Worker 进程,监控 worker 进程的运行状态,worker 进程异常终止后,自动重启 worker 进程
  • Worker 进程:所有 Worker 进程都是平等的 实际处理:网络请求,由 Worker 进程处理;
  • Worker 进程数量:在 nginx.conf 中配置,一般设置为核心数,充分利用 CPU 资源,同时,避免进程数量过多,避免进程竞争 CPU 资源,增加上下文切换的损耗。

二 环境准备

1 准备一台干净的centos7服务器,或者虚拟机或者购买的VPS。Nginx是C开发的,建议在 Linux上运行,当然,也可以安装Windows 版本。

2 安装依赖,安装需要gcc环境,所以需要安装gcc;zlib是用来对http包的内容进行gzip压缩的;openssl则是支持https的SSL协议;pcre库是用来匹配正则的,rewrite规则需要它

yum install gcc-c++  pcre pcre-devel zlib zlib-devel

3.下载最新稳定版的nginx,目前稳定版是1.14.2。官网下载地址:http://nginx.org/en/download.html,下载后将安装包上传到CentOS中。

可以使用wget命令直接下载到CentOS系统中:

wget  http://nginx.org/download/nginx-1.14.2.tar.gz

groupadd www

useradd -s /sbin/nologin -g www www

4 编译安装

进入下载的安装包目录,解压nginx,进入nginx解压后的目录,配置安装参数:

tar -zxvf nginx -1.14.2.tar.gz

cd nginx -1.14.2

更改源码修改软件名称和版本号

[root@localhost core]# pwd
/usr/local/src/nginx-1.8.1/src/core
[root@localhost core]# vim nginx.h


#define nginx_version      8008001
#define NGINX_VERSION      "8.12.0"
#define NGINX_VER          "wg007/" NGINX_VERSION

#ifdef NGX_BUILD
#define NGINX_VER_BUILD    NGINX_VER " (" NGX_BUILD ")"
#else
#define NGINX_VER_BUILD    NGINX_VER
#endif

#define NGINX_VAR          "WG007"
#define NGX_OLDPID_EXT     ".oldbin"

 

./configure --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_gzip_static_module  --with-http_sub_module

http_stub_status_module 作用:监控nginx运行状态

http_sub_module  作用:用于替换字符串

http_ssl_module 作用:支持https访问

http_gzip_static_module 作用:实现静态压缩功能,节约带宽

进行编译安装

make && make install

5 管理nginx

编辑nginx 启动脚本

 

# chkconfig: 2345 99 20
2345表示系统运行级别是2,3,4或者5时都启动此服务,
99,是启动的优先级,
20, 是关闭的优先级 #description: nginx-server nginx=/usr/local/nginx/sbin/nginx case $1 in start) netstat -anptu | grep nginx if [ $? -eq 0 ] then echo "nginx-server is already running" else echo "nginx-server begin start" $nginx fi ;; stop) $nginx -s stop if [ $? -eq 0 ] then echo "nginx-server is stoped" else echo "nginx-server stop fail,try again" fi ;; status) netstat -anlpt | grep nginx if [ $? -eq 0 ] then echo "nginx-server is running" else echo "nginx-server is stoped" fi ;; restart) $nginx -s reload if [ $? -eq 0 ] then echo "nginx-server is begin restart" else echo "nginx-server restart fail" fi ;; *) echo "please enter {start restart status stop}" ;;
esac

 vi /etc/init.d/nginx
 chkconfig --add nginx  将nginx 添加为系统服务
 chkconfig --list|grep nginx
 chmod  +x /etc/init.d/nginx

.停止和重新载入nginx配置。

/usr/local/nginx/sbin/nginx –s stop # 停止

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload # 重载nginx使配置生效

测试配置文件是否正常。

/usr/local/nginx/sbin/nginx –t

关于优化

1 关于系统连接数的优化

linux 默认值 open filesmax user processes 为 1024

说明 server 只允许同时打开 1024 个文件,处理 1024 个用户进程

#ulimit -n

1024

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:

-S 指soft ,-H 指hard

临时修改方法:

ulimit -SHn 65535

永久修改方法:
/etc/security/limits.conf 最后增加:

* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
* soft nproc 65535
* hard nproc 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

2 nginx全局配置优化 nginx.conf:

1 修改nginx运行的用户

 user  www

2 nginx初始进程数量

 worker_processes  auto; #cpu核数

3 单进程处理最大请求连接数

 worker_connections  65535;

4 IO模型

       events {

        worker_connections  65535; #每个工作进程允许的最大连接数

        use epoll; #使用高性能的 epoll 事件驱动,处理效率高

  IO多路复用是指多个描述符的I/O操作都能在一个线程内并发交替地顺序完成,

  这里的“复用”指的是复用同一个线程;

      Linux 中一切皆文件,比如 C++ 源文件、视频文件、Shell脚本、可执行文件等,就连键盘、显示器、鼠标等硬件设备也都是文件。

     一个 Linux 进程可以打开成百上千个文件,为了表示和区分已经打开的文件,Linux 会给每个文件分配一个编号(一个 ID),这个编号就是一个整数,被称为文件描述符(File Descriptor)

  #什么是epoll 名词解释 http://www.mamicode.com/info-detail-2283798.html

}

5 长连接超时时长 :keepalive_timeout  65;

6 压缩: gzip  on;

静态数据缓存过期时长

7 隐藏版本号

在http模块中添加

server_tokens  off;

验证:curl -I http://127.0.0.1

 

8 拒绝访问敏感目录

拒绝访问 admin和config目录

location ~ ^/(admin|config)/ {

        deny all;

}

9 允许客户端缓存所有图片数据360天

location ~ \.(jpg|gif|png|jpeg)$ {

         expires 360d;

}

 

四 loction 匹配模式及顺序

location = /uri    =开头表示精确匹配,只有完全匹配上才能生效。
location ^~ /uri   ^~ 开头对URL路径进行前缀匹配,并且在正则之前。
location ~ pattern  ~开头表示区分大小写的正则匹配。
location ~* pattern  ~*开头表示不区分大小写的正则匹配。
location /uri     不带任何修饰符,也表示前缀匹配,但是在正则匹配之后。
location /      通用匹配,任何未匹配到其它location的请求都会匹配到,相当于switch中的default。

    location ^~ /admin {
                deny all;
        }
        
        location = /50x.html {
            #root   html;
                return 600;
        }
        location  ~ /helloword {
                return 601;
        }
        location ~* /Helloword {
                return 602;
        }

 

匹配的顺序是先匹配普通字符串,然后再匹配正则表达式。

五: nginx 防DDos配置防御

DDOS是一个系统工程,攻击花样多,防御的成本高瓶颈多,防御起来即被动又无奈。

DDOS的特点是分布式,针对带宽和服务攻击,也就是四层流量攻击和七层应用攻击,相应的防御瓶颈四层在带宽,七层的多在架构的吞吐量。

对于七层的应用攻击,我们还是可以做一些配置来防御的,例如前端是Nginx,主要使用nginx的http_limit_conn和http_limit_req模块来防御。

ngx_http_limit_conn_module 可以限制单个IP的连接数

ngx_http_limit_req_module 可以限制单个IP每秒请求数,通过限制连接数和请求数能相对有效的防御CC攻击。

下面是配置方法:

一. 限制每秒请求数
ngx_http_limit_req_module模块通过漏桶原理来限制单位时间内的请求数,一旦单位时间内请求数超过限制,就会报错误。配置需要在两个地方设置:
nginx.conf的http段内定义触发条件,可以有多个条件
在location内定义达到触发条件时nginx所要执行的动作
http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=10r/s; //触发条件,所有访问ip 限制每秒10个请求
    …
    server {
         location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            limit_req zone=one burst=5 nodelay;//执行的动作,通过zone名字对应
        }
     }

 

参数说明:
$binary_remote_addr  二进制远程地址
zone=one:10m    定义zone名字叫one,并为这个zone分配10M内存,用来存储会话(二进制远程地址),1m内存可以保存16000会话
rate=10r/s;     限制频率为每秒10个请求
burst=5         允许超过频率限制的请求数不多于5个,假设1、2、3、4秒请求为每秒9个,那么第5秒内请求15个是允许的,反之,如果第一秒内请求15个,会将5个请求放到第二秒,第二秒内超过10的请求直接503,类似多秒内平均速率限制。

nodelay         超过的请求不被延迟处理

验证: ab -n2000 -c 1000 http://127.0.0.1/a.html

[root@localhost html]# pwd
/usr/local/nginx/html
[root@localhost html]# ll
total 12
-rw-r--r--. 1 root root 537 Nov  5 22:24 50x.html
-rw-r--r--. 1 root root   4 Nov  6 01:57 a.html
-rw-r--r--. 1 root root 612 Nov  5 22:24 index.html

 

[root@localhost ~]# tailf /usr/local/nginx/logs/access.log 
127.0.0.1 - - [06/Nov/2019:02:26:17 -0800] "GET /a.html HTTP/1.0" 503 537 "-" "ApacheBench/2.3" "-"
127.0.0.1 - - [06/Nov/2019:02:26:17 -0800] "GET /a.html HTTP/1.0" 503 537 "-" "ApacheBench/2.3" "-"
127.0.0.1 - - [06/Nov/2019:02:26:17 -0800] "GET /a.html HTTP/1.0" 503 537 "-" "ApacheBench/2.3" "-"


[root@localhost ~]# tailf /usr/local/nginx/logs/error.log 2019/11/06 02:26:17 [error] 27170#0: *4021 limiting requests, excess: 5.910 by zone "one", client: 127.0.0.1, server: localhost, request: "GET /a.html HTTP/1.0", host: "127.0.0.1" 2019/11/06 02:26:17 [error] 27170#0: *4022 limiting requests, excess: 5.910 by zone "one", client: 127.0.0.1, server: localhost, request: "GET /a.html HTTP/1.0", host: "127.0.0.1" 2019/11/06 02:26:17 [error] 27170#0: *4023 limiting requests, excess: 5.910 by zone "one", client: 127.0.0.1, server: localhost, request: "GET /a.html HTTP/1.0", host: "127.0.0.1" 2019/11/06 02:26:17 [error] 27170#0: *4024 limiting requests, excess: 5.910 by zone "one", client: 127.0.0.1, server: localhost, request: "GET /a.html HTTP/1.0", host: "127.0.0.1" 2019/11/06 02:26:17 [error] 27170#0: *4025 limiting requests, excess: 5.910 by zone "one", client: 127.0.0.1, server: localhost, request: "GET /a.html HTTP/1.0", host: "127.0.0.1"

 

二.限制IP连接数 

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m; //触发条件
    …
    server {
        …
        location /download/ {
            limit_conn addr 1;    // 限制同一时间内1个连接,超出的连接返回503
                }
           }
     }

使用ab命令进行测试

yum -y install httpd-tools

 测试:ab -n 请求数 -c 并发数 http://172.18.47.92:8080/admin

并发数不能大于请求数