Nginx(1)-创建一个静态 Web 站点

初识Nginx

Nginx 的三个主要应用场景：

• 静态资源服务：通过本地文件系统提供服务
• 反向代理服务：缓存加速与负载均衡
• API服务：OpenResty

Nginx 背景和优点：

互联网的数据量快速增长、摩尔定律的性能提升以及低效的 Apache（一个连接对应一个进程）促使 Nginx 的出现。

Nginx 的优点

• 高并发、高性能：32核64G 内存可以处理数千万并发连接
• 可扩展性：得益于模块化设计
• 高可靠性：持续不间断运行数年
• 热部署：不停止服务情况下，升级 Nginx
• BSD 许可证

Nginx 的组成

• Nginx 二进制可执行文件：由各模块源码编译出的一个文件
• Nginx.conf 配置文件：控制 nginx 的行为
• access.log 访问日志：记录每一条 http 请求信息
• error.log 错误日志：定位问题

Nginx 的版本发布

开源版本的 Nginx 中，奇数版本的 Nginx 如1.15.x 是 Mainline 主干版本，它会有新的功能，但可能并不稳定，偶数版本如1.14.x，是Stable 稳定版本。每个版本的 CHANGES 中，包含三部分：Feature新增功能、Bugfix 修复 bug、Change重构。

编译 Nginx

安装 Nginx 的方法主要用两种：编译 Nginx 或者直接安装二进制 nginx。二进制格式的 Nginx 中模块已经编译，但并不是每一个模块（功能）都开启（被编译），一些第三方模块，同样包含强大的功能就无法编译到二进制 Nginx 中。自主编译 nginx 可以根据自己的需求合理开启需要编译的模块。

1. 下载 Nginx

   下载你需要的 Nginx 版本，并解压缩。解压缩 Nginx 的源码包后，包含6个目录和5个文件

   

   • auto：有四个子目录，用于编译的 cc、lib库目录 lib、判断操作系统的 os、types 和19个文件用于辅助 configure判断当前系统支持哪些模块以及特性
   • conf：示例文件，安装成功后，会将此目录中的内容拷贝到安装目录
   • configure：执行编译前的必备动作，生成中间文件
   • contrib：提供两个 perl 脚本和一个vim 配置文件用于高亮显示 nginx 的配置文件，文件放置于~/.vim/中：cp -r contrib/vim/* ~/.vim/
   • html：提供两个标准 html 文件 index.html 和50X.html
   • src：源码目录

2. Configure

   获取支持的的参数使用./configure --help，编译时支持的参数有三类：

   • 指定 Nginx 各种文件的安装位置；
   • 确定开启和关闭的模块。使用 with 开头的需要手动开启，使用 without 的默认会编译到 nginx 中，指定即可取消编译该模块；
   • 指定 nginx 的安装过程中使用的特殊参数，如 c 编译器的路径等。

执行./configure --prefix=/usr/local/nginx检查系统环境是否符合满足安装要求，并将定义好的安装配置信息和系统环境信息写入Makefile文件中。 Makefile 文件包含了如何编译、启用哪些功能、安装路径等信息。

在预编译过程中，可以出现的错误大部分是因为软件包的缺失。编译 Nginx 需要依赖的软件包关系有：

yum install -y gcc gcc-c++ autoconf automake make /
yum install -y pcre pcre-devel /
yum install -y zlib zlib-devel

预编译后，会生成 objs 目录和 Makefile 文件

1. 编译

   执行make命令进行编译。make命令会根据Makefile文件进行编译。编译工作主要是调用编译器(如gcc)将源码编译为可执行文件，通常需要一些函数库才能产生一个完整的可执行文件。

   编译生成的二进制文件存在于 src 目录中，如果使用了动态模块，编译产生的.so 文件，会存在于 objs 目录中。

2. 安装

   上面之所以没有使用 make && make install，是因为如果是升级 nginx，则需要将二进制文件拷贝到安装目录中。首次安装 nginx时，可以使用make install将编译的文件复制到指定目录中。

   创建软链接：sudo ln -s /usr/nginx-1.14.2/sbin/nginx /usr/bin/nginx

Nginx 的配置文件

Nginx 的配置文件中，nginx.conf 为主配置文件，配置文件中，以#开始的行，或者是前面有若干空格或者 TAB 键，然后再跟#的行，都会被认为是注释。

Nginx 的配置文件是以 block（块）形式组织，每个 block 都是以一个块名称和一对大括号“{}”组成。block 分为几个层级，整个配置文件为 main 级别，即最大层级；在 main 级别之下会有 event、http、mail 等层级，而 http 中又会包含 server block，server block 中可以包含 location block。即块之间是可以嵌套的，内层 block 继承外层 block。最基本的配置项语法格式是“配置项名 配置项值1 配置项值2 配置项值3 ... ”；

每个层级可以有自己的指令（Directive），例如 worker_processes 是一个main层级指令，它指定 Nginx 服务的 Worker 进程数量。有的指令只能在一个层级中配置，如worker_processes 只能存在于 main 中，而有的指令可以存在于多个层级，在这种情况下，子 block 会继承 父 block 的配置，同时如果子block配置了与父block不同的指令，则会覆盖掉父 block 的配置。指令的格式是“指令名 参数1 参数2 … 参数N;”，注意参数间可用任意数量空格分隔，最后要加分号。

下图是 Nginx 配置文件的一般结构：

总结一下 Nginx 的配置语法：

• 配置文件由指令块和指令组成
• 每条指令以“;”结尾，指令与参数间以空格分隔
• 指令块以{}将多条指令组织在一起
• include 语句允许组合多个配置文件以提升可维护性
• 使用“#”添加注释，以提高可读性
• “$”使用变量
• 部分指令的参数支持正则表达式

Nginx 中时间参数的单位

Nginx 中空间参数的单位

Nginx 服务运行时，需要加载几个核心模块和一个事件模块，这些模块运行时所支持的配置项称为基本配置；基本配置项大概分为四类：

• 用于调试、定位的配置项
• 正常运行的必备配置项
• 优化性能的配置项
• 事件类配置项

操作 Nginx 命令行

这里需要说明的是：在修改配置文件后，使用nginx -s reload，在不停止服务的情况下，运行修改后的配置文件。

热部署 nginx（升级）

1. 备份低版本的 nginx 二进制文件cp ngnx nginx.old
2. 将编译好的新版本 nginx 二进制文件拷贝替换正在运行的 nginx 进程所使用的二进制文件
3. 发送信号给旧 nginx master 进程，让其优雅关闭进程kill -WINCH [旧 ngix mater 进程号]。当前旧 nginx master还存在的原因是，如果新版本 nginx有问题，可以进行版本回退。

日志切割

1. 将当前的日志文件复制到系统的另外一个位置
2. 执行命令nginx -s reopen，nginx 会重新生成同名的日志文件

实际上日志切割会定期进行，应该使用 bash 脚本来实现，并有 crond 定时执行。

#!/bin/bash
#Rotate the Nginx logs to prevent a single logfile from consuming too much disk space.

LOGS_PATH=/usr/local/nginx/logs/history
CUR_LOGS_PATH=/usr/local/nginx/logs
YESTERDAY=$(date -d "yesterday" +%Y-%m-%d)
mv ${CUR_LOGS_PATH}/access.log ${LOGS_PATH}/access_${YESTERDAY}.log
mv ${CUR_LOGS_PATH}/error.log ${LOGS_PATH}/error_${YESTERDAY}.log
#向 Nginx 主进程发送 USR1 信号。USR1 信号试重新打开日志文件
kill -USR1 $(cat /usr/local/nginx/logs/nginx.pid)

使用 Nginx 搭建一个静态服务器

将静态网站部署在服务器中对外提供服务，在 nginx 安装目录中创建一个 dlib 目录用于存放静态网页

配置 nginx，修改配置文件中的 server 中的监听端口listen为80或8080，location 后面定义的"/"表示所有请求，指定 url的后缀与服务端文件系统路径一一对应，有两种用法，一种是使用 root，一种是使用 alias，如使用 alias dlib/就表示 url/后面的路径与 dlib/后面的路径是一一对应的。

节选配置文件：

user  simon;
...
http{
    gzip on;
    ...
    server{
        listen 8080;
        ...
        location / {
            alias dlib/;
        }
    }
}

优化：开启压缩

gzip  on; #开启 gzip 压缩
gzip_min_length 1; #压缩的最小单位，小于1字节不压缩
gzip_comp_level 2; #压缩级别
gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml text/javascript applicat
ion/x-httpd-php image/jpep image/gif image/png; #针对指定类型进行压缩

压缩前：

压缩后：

功能：将文件系统通过web 网页展示

通过 ngx_http_autoindex_module ，可以将以“/”结尾的 url 对应到相应文件系统目录中，并列出。在 location 块中加入“autoindex on;”即可开启。

这里注意的是，当打开的是首页依然是一个web 页面，只有 url 中继续定义了查看静态网站文件系统目录中的某一目录时，才会将文件列出。

优化：高并发时，限制大文件的传输速率

在 location 块中，设置“set $limit_rate 1k(http 模块的内置变量);”意思是限制 nginx 每秒传输1字节到浏览器中，

定义 nginx access 日志格式

定义日志格式需要命名，因为会根据不同的场景记录不同的日志信息，nginx 默认的日志记录名称为 main，记录了诸如客户端 IP、客户端名称、时间、状态码等。

定义日志，在 http 配置块下，使用 log_format，后面定义日志的名称，然后使用nginx 中指定的变量定义需要记录的日志格式。

定义日志存储位置，使用 access_log，定义 access_log的位置决定了记录日志的范围，也就是说，当在 server 配置块中定义了 access_log，那么发往server 指定的端口或者域名的请求，都会使用 access_log定义的级别和位置进行记录。

使用 goaccess 可以使日志可视化。

总结

1. 如何编译、安装、升级 Nginx
2. 部署一个静态网站常用的流程，以及 Nginx 的配置文件中相关指令的配置

参考

1. Nginx 配置文件
2. NGINX systemd service file
3. systemd 添加自定义系统服务

附录

1. 预编译参数

   mkdir -p /var/cache/nginx
   
   ./configure \
   --prefix=/usr/local/nginx \
   --sbin-path=/usr/sbin/nginx \
   --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf \
   --error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
   --http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
   --pid-path=/var/run/nginx.pid \
   --lock-path=/var/run/nginx.lock \
   --http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp \
   --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp \
   --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp \
   --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp \
   --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp \
   --user=nobody \
   --group=nobody \
   --with-pcre \
   --with-http_v2_module \
   --with-http_ssl_module \
   --with-http_realip_module \
   --with-http_addition_module \
   --with-http_sub_module \
   --with-http_dav_module \
   --with-http_flv_module \
   --with-http_mp4_module \
   --with-http_gunzip_module \
   --with-http_gzip_static_module \
   --with-http_random_index_module \
   --with-http_secure_link_module \
   --with-http_stub_status_module \
   --with-http_auth_request_module \
   --with-mail \
   --with-mail_ssl_module \
   --with-file-aio \
   --with-ipv6 \
   --with-http_v2_module \
   --with-threads \
   --with-stream \
   --with-stream_ssl_module

2. NGINX systemd service file

   system 的有系统和用户的区分：系统（/lib/systemd/system/）、用户（/etc/lib/systemd/system/），一般系统管理员手工创建的单元文件建议存放在/etc/lib/systemd/system/目录下。

   在/lib/systemd/system/目录下创建服务文件nginx.service

   [Unit]
   Description=The NGINX HTTP and reverse proxy server #服务的简单描述
   Documentation=http://nginx.org/en/docs/ #服务文档，可有可无
   After=syslog.target network.target remote-fs.target nss-lookup.target
   #定义启动顺序，After表示本服务在指定的服务之后启动，另外类似的还有 Before、Requires本单元启动，它需要的单元也会被启动；它需要的单元停止了，这个单元也停止了、wants推荐使用，这个单元启动了，它需要的单元也会被启动；它需要的单元被停止了，对本单元无影响。
   
   [Service]
   Type=forking 
   #systemd认为当该服务进程fork，且父进程退出后服务启动成功。对于常规的守护进程（daemon），除非你确定此启动方式无法满足需求，使用此类型启动即可。使用此启动类型应同时指定 PIDFile=，以便systemd能够跟踪服务的主进程。
   PIDFile=/usr/nginx-1.14.2/logs/nginx.pid
   ExecStartPre=/usr/bin/nginx -t
   ExecStart=/usr/bin/nginx
   ExecReload=/usr/sbin/nginx -s reload
   ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
   PrivateTmp=true
   
   [Install]
   WantedBy=multi-user.target