《前端运维》二、Nginx–2请求处理流程及核心模块

大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。

　　前一篇内容，我们学习了nginx的一些基本概念、安装和目录的作用。这篇文章我们来学习一些更加深入的内容。

一、Nginx请求处理流程

　　我们先来看张图吧：

　　我们看上图，首先客户端请求到Nginx服务器，此时会有nginx服务器读取http带过来的相关内容，比如headers、body等。然后nginx根据域名确定使用的server配置是什么，下一步进行访问控制，防止恶意攻击，然后会进行权限判断，最后处理需要返回的内容，可能是写死的字符串，也可能是硬盘文件，也可能是反向代理的处理。最后进行相应过滤和日志打印。然后就会返回给客户端了。

二、核心模块

1、监控nginx客户端状态

　　该模块的名称是：–with-http_stub_status_module。

语法：

Syntax: stub_status on/off; # 启动状态
Default: - # 默认值
Context: server->location # 上下文，可以放在server或location中

实战：

　　打开/etc/nginx/conf.d/default.conf文件，如果没有自己新建一个default.conf文件。然后，我们在新建的default.conf文件里加入如下配置：

location /status{
       stub_status  on;
    }

　　这里，我要说明下，default.conf是在核心配置文件(/etc/nginx/nginx.conf)中引入的，所以，你要注意语法和层级关系。具体在哪引入，就要遵循其上下文关系。这里可以回头去看那个配置文件，就不多说了。

　　然后我们重载一下nginx服务：

systemctl reload nginx.service

　　我们就可以通过浏览器访问“你的服务器ip/status”。然后，浏览器会显示：

 　　什么意思呢：

1. Active connections：当前Nginx正在处理的活动链接数。
2. accepts：总共处理的连接数。
3. handled：成功创建的握手数。
4. requests：总共处理的请求数。
5. Reading：读取到客户端的header信息
6. Writing：正在返回给客户端header信息
7. Waiting：等待，如果开启了keep-alive的话，等待中的请求数。= Active – (reading + writing)。

　　这些信息可以让你非常清晰的知道nginx的负载。也可以使用nagios，一个开源的监听系统，可以监控服务器的状态。

2）随机主页

　　该模块的名称是：–with-http_random_index_module。

　　这个模块可以随机在根目录选取一个主页进行显示。这个东西用处不大，咱们来玩一玩吧。

语法：

Syntax: random_index on/off;
Default: off
Context: location

实战：

　　我们还是在那个default.conf里加这个模块：

location / {
   root /opt/app;
   random_index on;
}

　　然后呢，我们依次执行下面的命令，生成两个html文件，以供nginx服务器使用。注意目录级别哦。

mkdir /opt/app
cd /opt/app
ls
echo red  > read.html
echo yellow  > yellow.html
echo blue  > blue.html

　　然后我们再重载下服务器，访问服务器ip试一下。是不是很好玩，虽然实际用处几乎没有。还是那句话，注意你引入的位置。

3）内容替换

　　该模块的名称是：–with-http_sub_module。

语法：

Syntax: sub_filter string replacement;
Default: --
Context: http,service,location

实战：

location / {
    root   /usr/share/nginx/html;
    index  index.html index.htm;
   sub_filter 'yellow' 'pink';
}

　　这里我就不多说了，经历前两个例子，这个就很好理解了。

4）请求限制

模块名：

• –with-limit_conn_module：连接频率限制
• –with-limit_req_module：请求频率限制

　　额外的我们需要安装一个工具，http-tools，是一个http测试的工具，它可以模拟请求和并发数，Apache的ab命令模拟多线程并发请求，测试服务器负载压力，也可以测试nginx、lighthttp、IIS等其它Web服务器的压力：

yum -y install httpd-tools

　　通过这样的命令来模拟：

ab -n 40 -c 20 http://127.0.0.1/

　　上面命令的意思是，总请求数量40次，每秒并发20次。

1、连接限制

　　该模块的名称是：ngx_http_limit_conn_module。

　　该模块针对所有的worker生效，依赖realip模块从而获得真实的ip地址。

语法：

　　limit_conn_zone：定义共享内存的大小，以及key关键字。key关键字的意思，一般就是你要限制的内容、或者维度，一般都是ip。

# 可以以IP为key zone为空间的名称 size为申请空间的大小
Syntax: limit_conn_zone key zone=name:size;   
Default: --
Context: http(定义在server以外)

　　limit_conn：定义名称和每秒并发数。

# zone名称 number限制的数量
Syntax: limit_conn  zone number;
Default: --
Context: http,server,location

　　limit_conn_log_level：错误日志的级别。

Syntax: limit_conn_log_level  info|notice|warn|error;
Default: limit_conn_log_level error;
Context: http,server,location

　　limit_conn_status：失败的连接要返回的状态码。

Syntax: limit_conn_status  code;
Default: limit_conn_status 503;
Context: http,server,location

实战：

　　我们直接再/etc/nginx/nginx.conf中编写即可。

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=conn_zone:10m;
server {
  location /{
      limit_conn_status 500;
      limit_conn_log_level warn;
      limit_rate 50; # 每秒最多返回50字节
      limit_conn conn_zone 1; # 每秒并发连接数最多是1
  }
}

　　上面代码的含义就是：表明以ip为key，来限制每个ip访问文件时候，最多只能有1个在线，否则其余的都要返回不可用。

　　然后，我们就可以用我们上面的ab命令来测试了，40 20的请求时间有点长，咱们稍微改一下：

ab -n 10 -c 10 http://127.0.0.1/

　　在这里咱们看的不是很清楚哈，所以咱们进入之前学过的nginx日志里看一下：

cd /var/log/nginx
ll

　　然后我们看下图，有两个log，就是我们刚刚执行测试生成的log：

 　　然后我们就可以查看到之前测试的日志了。

2.请求限制

　　该模块的名称是：ngx_http_limit_req_module。

　　该模块的核心算法是漏斗算法，把突出的流量限定为恒定多少个请求。limit_req再limit_conn之前生效。

语法：

　　limit_req_zone：定义共享内存，以及key和限制速度。

# 可以以IP为key zone为空间的名称 size为申请空间的大小
Syntax: limit_req_zone key zone=name:size rate=rate;   
Default: --
Context: http(定义在server以外)

　　limit_req：限制并发请求数。

# zone名称 number限制的数量
Syntax: limit_req  zone=name [burst=number] [nodelay];
Default: --
Context: http,server,location

　　burst 是bucket的数量，默认为0。nodelay是对burst中的请求不再采用延迟处理的做法，而是立刻处理。

实战：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_zone:10m rate=1r/s;
server {
  location /{
      //缓存区队列burst=3个,不延期，即每秒最多可处理rate+burst个.同时处理rate个
      //limit_req zone=req_zone;
      limit_req zone=one burst=5 nodelay;
  }
}

• $binary_remote_addr 表示远程的IP地址
• zone=req_zone:10m 表示一个内存区域大小为10m,并且设定了名称为req_zone

• rate=1r/s 表示允许相同标识的客户端的访问频次，这里限制的是每秒1次，即每秒只处理一个请求

• zone=req_zone 表示这个参数对应的全局设置就是req_zone的那个内存区域

• burst 设置一个大小为3的缓冲区,当有大量请求（爆发）过来时，超过了访问频次限制的请求可以先放到这个缓冲区内等待，但是这个等待区里的位置只有3个，超过的请求会直接报503的错误然后返回。
• nodelay 如果设置，会在瞬时提供处理(burst + rate)个请求的能力，请求超过（burst + rate）的时候就会直接返回503，永远不存在请求需要等待的情况,如果没有设置，则所有请求会依次等待排队

5）访问控制

　　有两个模块：

　　http_access_module：基于IP的访问控制。

　　http_auth_basic_module：基于用户的信任登录。这个很少用，大多数都是用ip来限制。

语法：

Syntax: allow address|all;
Default: --
Context: http,server,location,limit_except

Syntax: deny address|CIDR|all;
Default: --
Context: http,server,location,limit_except

　　CIDR可以百度详细的了解一下。指无类别域间路由。

实战：

server {
 location ~ ^/admin.html{
      deny 192.171.207.100;
      allow all;
    }
}    

　　这两个例子，跟之前的写法没区别，我就不多说了，大家自己尝试下哦。

　　好啦，今天的内容就到此位置了。后面我们学下CDN。