高性能Web服务器nginx及相关新技术的应用实践S.ppt

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（）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;server 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 listen80;server_name*;location/proxy_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_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:ha1在服务器的外网网卡eth0上，绑定了一个虚拟，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在服务器的外网网卡eth0上，绑定了一个虚拟，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,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 netmask 255.255.255.0 up/sbin/route add-host 61.1.1.2 dev eth0:ha1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;location/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Linux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。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,#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 weight=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|bmp|swf|js|css)$#对图片、JS、CSS进行缓存，使用Web缓存区cache_one proxy_cache cache_one;,反向代理中的Nginx.conf缓存配置,#对不同HTTP状态码缓存设置不同的缓存时间 proxy_cache_valid 200 10m;proxy_cache_valid 304 3m;proxy_cache_valid 301 302 1h;proxy_cache_valid any 1m;#设置Web缓存的Key值，Nginx根据Key值md5哈希存储缓存，这里根据“域名、URI、客户端请求Header头中的If-Modified-Since信息”组合成Key。proxy_cache_key$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/(.*)$/site/$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=$1 LRewriteRule/ceshi/$/zl/ceshi.php LRewriteRule/(mianshi)_(a-zA-Z+)/$/zl/index.php?name=$1_$2 LRewriteRule/pingce(0-9*)/$/zl/pingce.php?id=$1 LNginx Rewrite 规则：rewrite/(mianshi|xianjing)/$/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=$1 last;由以上示例可以看出，Apache的Rewrite规则改为Nginx的Rewrite规则，其实很简单：Apache的RewriteRule指令换成Nginx的rewrite指令，Apache的L标记换成Nginx的last标记，中间的内容不变。,Nginx与Apache的Rewrite规则实例对比,如果Apache的Rewrite规则改为Nginx的Rewrite规则后，使用nginx-t命令检查发现nginx.conf配置文件有语法错误，那么可以尝试给条件加上引号。例如一下的Nginx Rewrite规则会报语法错误：rewrite/(0-95).html$/x.jsp?id=$1 last;加上引号就正确了：rewrite/(0-95).html$/x.jsp?id=$1 last;,Nginx与Apache的Rewrite规则实例对比,Apache与Nginx的Rewrite规则在URL跳转时有细微的区别：Apache Rewrite 规则：RewriteRule/html/tagindex/(a-zA-Z+)/.*$/$1/R=301,LNginx Rewrite 规则：rewrite/html/tagindex/(a-zA-Z+)/.*$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Apache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/$/user/login.php?login=1,Nginx与Apache的Rewrite规则实例对比,Apache与Nginx Rewrite 规则的一些功能相同或类似的指令、标记对应关系：Apache的RewriteCond指令对应Nginx的if指令；Apache的RewriteRule指令对应Nginx的rewrite指令；Apache的R标记对应Nginx的redirect标记；Apache的P标记对应Nginx的last标记；Apache的R,L标记对应Nginx的redirect标记；Apache的P,L标记对应Nginx的last标记；Apache的PT,L标记对应Nginx的last标记；,Nginx与Apache的多条件Rewrite示例,允许指定的域名访问本站，其他域名一律跳转到Apache Rewrite 规则：RewriteCond%HTTP_HOST(.*?)$RewriteCond%HTTP_HOST!$RewriteCond%DOCUMENT_ROOT/market/%1/index.htm-fRewriteRule/wu/$/market/%1/index.htm LNginx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/$var_wupin_city/index.htm)set$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Memcached2、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，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 BY 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+TCSQLNginx 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！,