Nginx:基本原理篇（Nginx基础篇---虚拟主机、日志、模块、请求限制）

2 . 当一个client连接到来时，所有accept的work进程都会受到通知，但只有一个进程可以accept成功，其它的则会accept失败，Nginx提供了一把共享锁accept_mutex来保证同一时刻只有一个work进程在accept连接。

大家好，今天小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于nginx 虚拟主机原理的问题，于是小编就整理了2个相关介绍nginx虚拟主机原理的解答，让我们一起看看吧。

文章目录：

1. Nginx:基本原理篇
2. Nginx基础篇---虚拟主机、日志、模块、请求限制

一、Nginx:基本原理篇

Nginx的IO通常使用epoll，epoll函数使用了I/O复用模型。与I/O阻塞模型比较，I/O复用模型的优势在于可以同时等待多个（而不只是一个）套接字描述符就绪。Nginx的epoll工作流程如下：

2 . 当一个client连接到来时，所有accept的work进程都会受到通知，但只有一个进程可以accept成功，其它的则会accept失败，Nginx提供了一把共享锁accept_mutex来保证同一时刻只有一个work进程在accept连接，从而解决惊群问题

惊群现象：惊群效应就是当一个fd的事件被触发时，所有等待这个fd的线程或进程都被唤醒。一般都是socket的accept()会导致惊群，很多个进程都block在serversocket的accept()，一但有客户端进来，所有进程的accept()都会返回，但是只有一个进程会读到数据，就是惊群。

Nginx 采用accept-mutex来解决惊群问题：当一个请求到达的时候，只有竞争到锁的worker进程才会惊醒处理请求，其他进程会继续等待，结合 timer_solution 配置的最大的超时时间继续尝试获取accept-mutex

I/O 复用接口有select 和 epoll 两种模型，首先介绍一下这两种模型的执行方式：

由于网络响应时间的延迟使得大量TCP连接处于非活跃状态，但调用select()还是会对 所有的socket进行一次线性扫描 ，会

调用一次epoll_wait()获得就绪文件描述符时，返回的并不是实际的描述符，而是一个代表就绪描述符数量的值，拿到这些值去epoll指定的一个数组中依次取得相应数量的文件描述符即可，这里使用内存映射（mmap）技术， 避免了复制大量文件描述符带来的开销兆冲。

在select/poll时代，服务器进程每次都把这100万个连接告诉操作系统(从用户态复制句柄数据结构到内核态)，让操作系统内核去查询这些套接字上是否有事件发生，轮询完后，再将句柄数据复制到用户态，让服务器应用程序轮询处理已发生的网络事件，这一过程资源消耗较大，因此，select/poll一般只能处理几千的并发连接。

epoll的设计和实现与select完全不同。epoll通过在Linux内核中申请一个简易的文件系统，把原先的select/poll调用分成了3个部分：

调用epoll_create()建立一个epoll对象(在epoll文件系统中为这个句柄对象分配资源)

调用epoll_ctl向epoll对象中添加这100万个连接的套接字

调用epoll_wait收集发生的事件的连银凯接

只需要在进程启动时建立一个epoll对象，然后在需要的时候向这个epoll对象中添加或者删除连接。同时，epoll_wait的效率也非常高，因为调用epoll_wait时，并没有一股脑的向操作系统族搏歼复制这100万个连接的句柄数据，内核也不需要去遍历全部的连接。

apache 采用的select模型，nginx采用epoll模型，nginx 处理请求是异步非阻塞的，而apache则是阻塞型的，在高并发下nginx 能保持低资源低消耗高性能。在Apache+PHP（prefork）模式下，如果PHP处理慢或者前端压力很大的情况下，很容易出现Apache进程数飙升，从而拒绝服务的现象。

Nginx 常用功能

参考文章：http://tengine.taobao.org/book/chapter_02.html

二、Nginx基础篇---虚拟主机、日志、模块、请求限制

在企业中，我们有很多的业务服务A，B，C等等，按照最最传统的财大气粗方式就是在一台机器上搭建一个Nginx，并且一个Nginx只为一个业务进行服务，如下图所示，我们有3个业务服务，我们就在3个机器上搭建3个Nginx，这显然是很浪费资源的一种不合理方式。

  虚拟主机嫌亮的方式是指，我们在同一个Nginx上运行多套单独服务，而且这些服务是独立的，如下图所示：

  基于主机多IP的方式有两种：

第一步：在单网卡上添加多个IP--ip a add ip地址 设备名

第二步：我们找到nginx.conf中的http中的include的配置，找到其include的文件路径

第三步：找到默认配置文件，进行复制，将server中的listen进行改动，改为ip:port，在这里如果我们要为3个业务服务的话，我们就设置三个.conf的配置文件，每个配置文件中的ip不同即可。

第四步：nginx -s stop -c /etc/nginx/nginx.conf

nginx -s表示给nginx的主进程发送敏者氏信号，停止应用。-c表示启动的时候使用哪个配置文件。

第一步：我们找到nginx.conf中的http中的include的配置，找到其include的文件路径

第二步：找到默认配置文件，进行复制，将server中的listen 端口进行改动即可，每个配置文件中的端口不同即可。

第三步：nginx -tc /etc/nginx/nginx.conf 对刚才修改的配置文件进行语法检查

第四步：nginx -c /etc/nginx/nginx.conf 启动nginx

更改server_name：

  Nginx的日志类型有error.log和access_log两类。error.log用于记录错误类型的日志，access_log记录的是请求访问的相关的日志。Nginx使用了log_format把各种类型的变量进行组织，然后记录到access_log当中去。

  log_format只能配置到http模块下，所以我们看到nginx.conf中，会看到log_format的使用方式如下图所示：

  Nginx的模块分为官方的模块和第三方的模块，我们可以通过命令行nginx -V看到很多的--with-XXXX，这些就是Nginx中的模块。

  编译选项--with-http_stub_status_module，用于桥散展示Nginx当前处理连接的状态。这个模块默认是没有打开的，它必须要用户显示的server和location模块中进行配置。

  我们在nginx.conf中配置好后，通过IP:PORT/mystatus进行访问，会看到以下结果：

该模块使用的比较少，它表示是从目录中随机选取一个主页。语法规则 random_index on | off，默认情况下是random_index off;只能放在location的上下文中。

这个模块也用的不多，它主要用于对http的响应内容作替换。包含了很多用法：

  sub_filter string replacement 默认是不开启的，可以用在http,server,location中,作用是替换html中的字符。

  sub_filter_last_modified on | off，默认是off，可以用在http,server,location中，作用是否阻止response header中写入Last-Modified，防止缓存，默认是off，即防止缓存。

  sub_filter_once on | off，默认是on,可以用在http,server,location中，作用sub_filter指令是执行一次，还是重复执行，默认是只执行一次。

  Nginx中可以对连接频率和请求频率做限制。其中连接频率限制的模块是limit_conn_module，请求频率限制的模块是limit_req_module。

  请求和连接到底有什么区别呢？我们知道HTTP协议是建立在TCP协议之上的，客户端在向服务端发起请求的时候，必须先建立三次握手连接，建立完连接之后才开始发送请求，为了保持这个连接我们使用FIN和ACK，这样就可以在一个连接中多次发起请求，因此我们可以说HTTP请求建立在一次TCP连接基础上，一次TCP请求至少产生一次HTTP请求。

  连接限制的语法：

  定义空间：

  limit_conn_zone key zone=name:size 默认是没有的，只能在http中配置，如果说我们想对用户的IP地址做限制，那么这里的key我们可以配置成$remote_addr，这里的name可以随便命名，size设置大小

  limit_conn zone number;这里的zone必须和上面的limit_conn_zone中的name对应，number表示的是连接数，默认是没有的，可以在http,server,location中配置。

  请求限制的语法：

  定义空间：

  limit_req_zone key zone=name:size rate=rate默认是没有的，只能在http中配置

  limit_req zone name [burst=number] [nodelay];这里的zone必须和上面的limit_req_zone中的name对应，number表示的是连接数，默认是没有的，可以在http,server,location中配置;burst爆发的意思，这个配置的意思是设置一个大小为N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;nodelay，如果设置，超过访问频次而且缓冲区也满了的时候就会直接返回503，如果没有设置，则所有请求会等待排队.

  $binary_remote_addr是限制同一客户端ip地址,binary_remote_addr和remote_addr其实是一样的，但是binary_remote_addr要更节省空间。1m 可以储存 32000 个并发会话。zone=req_zone:1m表示生成一个大小为1M，名字为req_one的内存区域，用来存储访问的频次信息;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，还可以有比如30r/m的。这里我使用abtest来演示一下各种情况：

配置每秒钟最多一次请求：

使用abtest发起请求，设置并发数20，发起20次请求。测试结果，成功1次，失败19次，符合预期：

查看nginx错误日志，图中刚好有19个error记录，而且是被限制了，符合预期：

设置一个大小为3的缓冲区，超过访问频次限制的请求将会放入到缓冲区中：

使用abtest发起请求，设置并发数20，发起20次请求。测试结果，成功4次，失败16次，符合预期，因为第一次成功后，超过了请求限制，放了3个请求到缓冲区中，所以总共成功4个：

查看nginx错误日志，图中刚好有16个error记录，而且是被限制了，符合预期：

设置最大连接数为1：

使用abtest发起请求，设置并发数20，发起20次请求。测试结果，成功20次，失败0次，符合预期：

查看nginx错误日志，无任何错误日志，符合预期。

  nginx的http_access_module模块实现的，相关语法如下图所示：

~表示模式匹配，这里我们表示凡是访问admin.html的请求，阻止180.158.232.219的访问，同时允许所有的IP访问。结果如下图所示：

请求成功：

  是nginx的http_auth_basic_module模块实现的，使用方式可以具体参考 http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_auth_basic_module.html 这里不再赘述

  Nginx的基础篇就讲到这里，欢迎大家指正，下一篇文章我将介绍如何使用Nginx作为静态资源Web服务。

到此，以上就是小编对于nginx 虚拟主机原理的问题就介绍到这了，希望介绍关于nginx 虚拟主机原理的2点解答对大家有用。

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