Nginx连接数及配置优化、代理与反向代理概念介绍

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Nginx连接数及配置优化

连接数查看

Nginx连接数

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netstat -apn|grep 'nginx: worker'|wc -l

系统连接数

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netstat -ant | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'

查看TIME_WAIT

单独查看TIME_WAIT

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ss -nat | grep TIME-WAIT

image-20220111153246667

这里看到大部分都是9001和9011端口的服务占用的

我们查询一下数量

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ss -nat | grep TIME-WAIT | grep 9001 | wc -l
ss -nat | grep TIME-WAIT | grep 9011 | wc -l

TIME_WAIT状态产生的原因

TIME_WAIT产生于tcp连接的4次挥手阶段，并且产生在主动断开连接的一方
这里假设是客户端首先发起断开连接的请求，过程如下
a、客户端先发送FIN，进入FIN_WAIT1状态
b、服务端收到FIN，发送ACK，进入CLOSE_WAIT状态，客户端收到这个ACK，进入FIN_WAIT2状态
c、服务端发送FIN，进入LAST_ACK状态
d、客户端收到FIN，发送ACK，进入TIME_WAIT状态，服务端收到ACK，进入CLOSE状态
客户端TIME_WAIT持续2倍MSL时长，在linux体系中大概是60s，转换成CLOSE状态
注：MSL 是Maximum Segment Lifetime英文的缩写，中文可以译为“报文最大生存时间”，MSL指明TCP报文在Internet上最长生存时间,每个具体的TCP实现都必须选择一个确定的MSL值.RFC 1122建议是2分钟,但BSD传统实现采用了30秒.TIME_WAIT 状态最大保持时间是2 * MSL,也就是1-4分钟.在redhat和centos系统中MSL也是采用的30秒

三次握手和四次挥手

tcp

高并发配置优化

工作进程数与进程连接数

worker_processes和worker_connections

/etc/nginx/nginx.conf中配置

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worker_processes  auto;
worker_rlimit_nofile 256000;

events {
  use epoll;
  worker_connections 65535;
  multi_accept on;
}

查看CPU逻辑数量

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cat /proc/cpuinfo | grep "processor" | wc -l

超时时间

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server{
  keepalive_timeout 60;
  keepalive_requests 10240;
  tcp_nodelay on;
  client_header_buffer_size 4k;
  open_file_cache max=102400 inactive=20s;
  open_file_cache_valid 30s;
  open_file_cache_min_uses 1;
  client_header_timeout 15;
  client_body_timeout 15;
  reset_timedout_connection on;
  send_timeout 15;
  server_tokens off;
  client_max_body_size 1000m;
}

其中：

keepalived_timeout 60：客户端连接保持会话超时时间，超过这个时间，服务器断开这个链接
keepalive_requests 10240：参数限制了一个 HTTP 长连接最多可以处理完成的最大请求数, 默认是 100。当连接处理完成的请求数达到最大请求数后，将关闭连接。
tcp_nodelay：也是防止网络阻塞，不过要包涵在keepalived参数才有效
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。
open_file_cache max=102400 inactive=20s：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。
open_file_cache_valid 30s：这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
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。
client_header_timeout：设置请求头的超时时间。我们也可以把这个设置低些，如果超过这个时间没有发送任何数据，nginx将返回request time out的错误
client_body_timeout：设置请求体的超时时间。我们也可以把这个设置低些，超过这个时间没有发送任何数据，和上面一样的错误提示
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：响应客户端超时时间，这个超时时间仅限于两个活动之间的时间，如果超过这个时间，客户端没有任何活动，nginx关闭连接
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。
client_max_body_size：上传文件大小限制

启用Gzip压缩

建议在全局http下配置

非常有效

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server{
  gzip on;
  gzip_buffers 32 4K;
  gzip_comp_level 6;
  gzip_min_length 100;
  gzip_types application/javascript text/css text/xml;
  gzip_disable "MSIE [1-6]\."; #配置禁用gzip条件，支持正则。此处表示ie6及以下不启用gzip（因为ie低版本不支持）
  gzip_vary on;
}

禁用access_logs

建议在全局http下配置

访问日志记录，它记录每个nginx请求，因此消耗了大量CPU资源，从而降低了nginx性能。

完全禁用访问日志记录

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server{
  log_not_found off;
  access_log off;
}

注：log_not_found off;是否在error_log中记录不存在的错误。默认是记录。

防盗链

防止别人直接从你网站引用图片等链接，消耗了你的资源和网络流量，那么我们的解决办法由几种：
1：水印，品牌宣传，你的带宽，服务器足够
2：防火墙，直接控制，前提是你知道IP来源
3：防盗链策略下面的方法是直接给予404的错误提示
如：

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location ~*^.+\.(jpg|gif|png|swf|flv|wma|wmv|asf|mp3|mmf|zip|rar)$ {
  valid_referers none blocked  www.psvmc.cn psvmc.cn;
  if($invalid_referer) {
    #return 302  http://www.psvmc.com/img/nolink.jpg;
    return 404;
    break;
  }
  access_log off;
}

参数可以使如下形式：none 意思是不存在的Referer头(表示空的，也就是直接访问，比如直接在浏览器打开一个图片)

blocked 意为根据防火墙伪装Referer头，如：“Referer:XXXXXXX”。server_names 为一个或多个服务器的列表，0.5.33版本以后可以在名称中使用\*通配符。

expires缓存调优

缓存，主要针对于图片，css，js等元素更改机会比较少的情况下使用，特别是图片，占用带宽大，我们完全可以设置图片在浏览器本地缓存365d，css，js，html可以缓存个10来天，这样用户第一次打开加载慢一点，第二次，就非常快了！缓存的时候，我们需要将需要缓存的拓展名列出来， Expires缓存配置在server字段里面，如：

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location ~* \.(ico|jpe?g|gif|png|bmp|swf|flv)$ {
  expires 30d;
  log_not_found off;
  access_log off;
}

location ~* \.(js|css)$ {
  expires 7d;
  log_not_found off;
  access_log off;
}

fastcgi调优

fastcgi配置优化，如：

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fastcgi_connect_timeout    600;
fastcgi_send_timeout 600;
fastcgi_read_timeout 600;
fastcgi_buffer_size 64k;
fastcgi_buffers 4 64k;
fastcgi_busy_buffers_size 128k;
fastcgi_temp_file_write_size 128k;
fastcgi_temp_path/usr/local/nginx1.10/nginx_tmp;
fastcgi_intercept_errors on;
fastcgi_cache_path/usr/local/nginx1.10/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g;

fastcgi_connect_timeout：指定连接到后端FastCGI的超时时间，如：600
fastcgi_send_timeout：向FastCGI传送请求的超时时间，如：600
fastcgi_read_timeout：指定接收FastCGI应答的超时时间，如：600
fastcgi_buffer_size：指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区，默认的缓冲区大小为fastcgi_buffers指令中的每块大小，可以将这个值设置更小，如： 64k。
fastcgi_buffers：指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答请求，如果一个php脚本所产生的页面大小为256KB，那么会分配4个64KB的缓冲区来缓存，如果页面大小大于256KB，那么大于256KB的部分会缓存到fastcgi_temp_path指定的路径中，但是这并不是好方法，因为内存中的数据处理速度要快于磁盘。一般这个值应该为站点中php脚本所产生的页面大小的中间值，如果站点大部分脚本所产生的页面大小为256KB，那么可以把这个值设置为“8 32K”、“4 64k”等。如：4 64k
fastcgi_busy_buffers_size：建议设置为fastcgi_buffers的两倍，繁忙时候的buffer，如：128k
fastcgi_temp_file_write_size：在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers的两倍，该数值设置小时若负载上来时可能报502BadGateway，如：128k
fastcgi_temp_path：缓存临时目录
fastcgi_intercept_errors：这个指令指定是否传递4xx和5xx错误信息到客户端，或者允许nginx使用error_page处理错误信息，如：on
fastcgi_cache_path：如： /usr/local/nginx1.10/fastcgi_cachelevels=1:2keys_zone=cache_fastcgi:128minactive=1d max_size=10g： fastcgi_cache缓存目录，可以设置目录层级，比如1:2会生成16*256个子目录，cache_fastcgi是这个缓存空间的名字，cache是用多少内存（这样热门的内容nginx直接放内存，提高访问速度），inactive表示默认失效时间，如果缓存数据在失效时间内没有被访问,将被删除，max_size表示最多用多少硬盘空间。
fastcgi_cache cache_fastcgi：表示开启FastCGI缓存并为其指定一个名称。开启缓存非常有用，可以有效降低CPU的负载，并且防止502的错误放生。cache_fastcgi：为proxy_cache_path指令创建的缓存区名称

fastcgi_cache_valid 200 302 1h：用来指定应答代码的缓存时间，实例中的值表示将200和302应答缓存一小时，要和fastcgi_cache配合使用
fastcgi_cache_valid 301 1d：将301应答缓存一天
fastcgi_cache_valid any 1m：将其他应答缓存为1分钟
fastcgi_cache_min_uses 1：该指令用于设置经过多少次请求的相同URL将被缓存。

总结：
nginx的缓存功能有：proxy_cache / fastcgi_cache
proxy_cache的作用是缓存后端服务器的内容，可能是任何内容，包括静态的和动态。proxy_cache缓存减少了nginx与后端通信的次数，节省了传输时间和后端宽带。
fastcgi_cache的作用是缓存fastcgi生成的内容，很多情况是php生成的动态的内容。fastcgi_cache缓存减少了nginx与php的通信的次数，更减轻了php和数据库(mysql)的压力。

代理与反向代理

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正向代理

正向代理通过上面的图理解其实就是用户想从服务器拿资源数据，但是只能通过proxy服务器才能拿到，所以用户A只能去访问proxy服务器然后通过proxy服务器去服务器B拿数据，这种情况用户是明确知道你要访问的是谁，在我们生活中最典型的案例就是“翻墙“了，也是通过访问代理服务器最后访问外网的。

反向代理

反向代理其实就是客户端去访问服务器时，他并不知道会访问哪一台，感觉就是客户端访问了Proxy一样，而实则就是当proxy关口拿到用户请求的时候会转发到代理服务器中的随机（算法）某一台。而在用户看来，他只是访问了Proxy服务器而已，典型的例子就是负载均衡了。