Nginx优化详解(超详细)

 Docker君   2021-01-13 11:25   261 人阅读  0 条评论

一、一般来说nginx 配置文件中对优化比较有作用的为以下几项:

     1. worker_processes 8;

          nginx 进程数,建议按照cpu 数目来指定,一般为它的倍数 (如,2个四核的cpu计为8)。

      2. worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;

         为每个进程分配cpu,上例中将8 个进程分配到8 个cpu,当然可以写多个,或者将一个进程分配到多个cpu。

      3. worker_rlimit_nofile 65535;

         这个指令是指当一个nginx 进程打开的最多文件描述符数目,理论值应该是最多打开文件数(ulimit -n)与nginx 进程数相除,但是nginx 分配请求并不是那么均匀,所以最好与ulimit -n 的值保持一致。

         现在在linux 2.6内核下开启文件打开数为65535,worker_rlimit_nofile就相应应该填写65535。

         这是因为nginx调度时分配请求到进程并不是那么的均衡,所以假如填写10240,总并发量达到3-4万时就有进程可能超过10240了,这时会返回502错误。

         查看linux系统文件描述符的方法:

[root@web001 ~]# sysctl -a | grep fs.file
                 fs.file-max = 789972
                 fs.file-nr = 510 0 789972

      4. use epoll;

         使用epoll 的I/O 模型

         (

          补充说明:

             与apache相类,nginx针对不同的操作系统,有不同的事件模型

             A)标准事件模型
                  Select、poll属于标准事件模型,如果当前系统不存在更有效的方法,nginx会选择select或poll
             B)高效事件模型 
                  Kqueue:使用于 FreeBSD 4.1+, OpenBSD 2.9+, NetBSD 2.0 和 MacOS X. 使用双处理器的MacOS X系统使用kqueue可能会造成内核崩溃。
                  Epoll: 使用于Linux内核2.6版本及以后的系统。

                  /dev/poll:使用于 Solaris 7 11/99+, HP/UX 11.22+ (eventport), IRIX 6.5.15+ 和 Tru64 UNIX 5.1A+。

                  Eventport:使用于 Solaris 10. 为了防止出现内核崩溃的问题, 有必要安装安全补丁。

          )

       5. worker_connections 65535;

           每个进程允许的最多连接数, 理论上每台nginx 服务器的最大连接数为worker_processes*worker_connections。

       6. keepalive_timeout 60;

           keepalive 超时时间。

       7. 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。

[root@web001 ~]# getconf PAGESIZE                     4096

          但也有client_header_buffer_size超过4k的情况,但是client_header_buffer_size该值必须设置为“系统分页大小”的整倍数。

       8. open_file_cache max=65535 inactive=60s;

           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。

       9. open_file_cache_valid 80s;

          这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。

     10. 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。

二、关于内核参数的优化:

            net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000

               timewait 的数量,默认是180000。

            net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000

               允许系统打开的端口范围。

            net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1

               启用timewait 快速回收。

            net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1

               开启重用。允许将TIME-WAIT sockets 重新用于新的TCP 连接。

            net.ipv4.tcp_syncookies = 1

               开启SYN Cookies,当出现SYN 等待队列溢出时,启用cookies 来处理。

            net.core.somaxconn = 262144

               web 应用中listen 函数的backlog 默认会给我们内核参数的net.core.somaxconn 限制到128,而nginx 定义的NGX_LISTEN_BACKLOG 默认为511,所以有必要调整这个值。

            net.core.netdev_max_backlog = 262144

               每个网络接口接收数据包的速率比内核处理这些包的速率快时,允许送到队列的数据包的最大数目。

            net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144

               系统中最多有多少个TCP 套接字不被关联到任何一个用户文件句柄上。如果超过这个数字,孤儿连接将即刻被复位并打印出警告信息。这个限制仅仅是为了防止简单的DoS 攻击,不能过分依靠它或者人为地减小这个值,更应该增加这个值(如果增加了内存之后)。

            net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144

               记录的那些尚未收到客户端确认信息的连接请求的最大值。对于有128M 内存的系统而言,缺省值是1024,小内存的系统则是128。

            net.ipv4.tcp_timestamps = 0

               时间戳可以避免序列号的卷绕。一个1Gbps 的链路肯定会遇到以前用过的序列号。时间戳能够让内核接受这种“异常”的数据包。这里需要将其关掉。

            net.ipv4.tcp_synack_retries = 1

               为了打开对端的连接,内核需要发送一个SYN 并附带一个回应前面一个SYN 的ACK。也就是所谓三次握手中的第二次握手。这个设置决定了内核放弃连接之前发送SYN+ACK 包的数量。

            net.ipv4.tcp_syn_retries = 1

               在内核放弃建立连接之前发送SYN 包的数量。

            net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1

               如 果套接字由本端要求关闭,这个参数决定了它保持在FIN-WAIT-2 状态的时间。对端可以出错并永远不关闭连接,甚至意外当机。缺省值是60 秒。2.2 内核的通常值是180 秒,3你可以按这个设置,但要记住的是,即使你的机器是一个轻载的WEB 服务器,也有因为大量的死套接字而内存溢出的风险,FIN- WAIT-2 的危险性比FIN-WAIT-1 要小,因为它最多只能吃掉1.5K 内存,但是它们的生存期长些。

            net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30

               当keepalive 起用的时候,TCP 发送keepalive 消息的频度。缺省是2 小时。

三、下面贴一个完整的内核优化设置:


#CentOS5.5中可以将所有内容清空直接替换为如下内容:
vi /etc/sysctl.conf 

   net.ipv4.ip_forward = 0
   net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
   net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
   kernel.sysrq = 0
   kernel.core_uses_pid = 1
   net.ipv4.tcp_syncookies = 1
   kernel.msgmnb = 65536
   kernel.msgmax = 65536
   kernel.shmmax = 68719476736
   kernel.shmall = 4294967296
   net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
   net.ipv4.tcp_sack = 1
   net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
   net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 4194304
   net.ipv4.tcp_wmem = 4096 16384 4194304
   net.core.wmem_default = 8388608
   net.core.rmem_default = 8388608
   net.core.rmem_max = 16777216
   net.core.wmem_max = 16777216
   net.core.netdev_max_backlog = 262144
   net.core.somaxconn = 262144
   net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
   net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
   net.ipv4.tcp_timestamps = 0
   net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
   net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
   net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
   net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
   net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000
   net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
   net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
   net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000

#使配置立即生效可使用如下命令:
/sbin/sysctl -p

四、下面是关于系统连接数的优化

       linux 默认值 open files 和 max user processes 为 1024

#ulimit -

      问题描述: 

            说明 server 只允许同时打开 1024 个文件,处理 1024 个用户进程

            使用ulimit -a 可以查看当前系统的所有限制值,使用ulimit -n 可以查看当前的最大打开文件数。

            新装的linux 默认只有1024 ,当作负载较大的服务器时,很容易遇到error: too many open files 。因此,需要将其改大。

      解决方法:

            使用 ulimit Cn 65535 可即时修改,但重启后就无效了。(注ulimit -SHn 65535 等效 ulimit -n 65535 ,-S 指soft ,-H 指hard)

            有如下三种修改方式:

                 1. 在/etc/rc.local 中增加一行 ulimit -SHn 65535
                 2. 在/etc/profile 中增加一行 ulimit -SHn 65535
                 3. 在/etc/security/limits.conf 最后增加:

* soft nofile 65535
* hard nofile 65535
* soft nproc 65535
* hard nproc 65535

             具体使用哪种,在 CentOS 中使用第1 种方式无效果,使用第3 种方式有效果,而在Debian 中使用第2 种有效果

# ulimit -n        65535
# ulimit -u        65535

            备注:ulimit 命令本身就有分软硬设置,加-H 就是硬,加-S 就是软,默认显示的是软限制

            soft 限制指的是当前系统生效的设置值。 hard 限制值可以被普通用户降低。但是不能增加。 soft 限制不能设置的比 hard 限制更高。 只有 root 用户才能够增加 hard 限制值。

 五、下面是一个简单的nginx 配置文件:

user www www;
     worker_processes 8;
     worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000;
     error_log /www/log/nginx_error.log crit;
     pid /usr/local/nginx/nginx.pid;
     worker_rlimit_nofile 204800;
     events
     {
       use epoll;
       worker_connections 204800;
     }
     http
     {
       include mime.types;
       default_type application/octet-stream;
       charset utf-8;
       server_names_hash_bucket_size 128;
       client_header_buffer_size 2k;
       large_client_header_buffers 4 4k;
       client_max_body_size 8m;
       sendfile on;
       tcp_nopush on;
       keepalive_timeout 60;
       fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2
       keys_zone=TEST:10m
       inactive=5m;
       fastcgi_connect_timeout 300;
       fastcgi_send_timeout 300;
       fastcgi_read_timeout 300;
       fastcgi_buffer_size 4k;
       fastcgi_buffers 8 4k;
       fastcgi_busy_buffers_size 8k;
       fastcgi_temp_file_write_size 8k;
       fastcgi_cache TEST;
       fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
       fastcgi_cache_valid 301 1d;
       fastcgi_cache_valid any 1m;
       fastcgi_cache_min_uses 1;
       fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
       open_file_cache max=204800 inactive=20s;
       open_file_cache_min_uses 1;
       open_file_cache_valid 30s;
       tcp_nodelay on;
       gzip on;
       gzip_min_length 1k;
       gzip_buffers 4 16k;
       gzip_http_version 1.0;
       gzip_comp_level 2;
       gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
       gzip_vary on;
       server
       {
         listen 8080;
         server_name backup.aiju.com;
         index index.php index.htm;
         root /www/html/;
         location /status
         {
           stub_status on;
         }
                  location ~ .*/.(php|php5)?$
         {
          fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
          fastcgi_index index.php;
          include fcgi.conf;
         }
           location ~ .*/.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$
         {
          expires 30d;
         }
               log_format access '$remote_addr — $remote_user [$time_local] "$request" '
         '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
         '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
         access_log /www/log/access.log access;
       }
     }

六、关于FastCGI 的几个指令:

        fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10minactive=5m;

            这个指令为FastCGI 缓存指定一个路径,目录结构等级,关键字区域存储时间和非活动删除时间。

        fastcgi_connect_timeout 300;

            指定连接到后端FastCGI 的超时时间。

        fastcgi_send_timeout 300;

            向FastCGI 传送请求的超时时间,这个值是指已经完成两次握手后向FastCGI 传送请求的超时时间。

        fastcgi_read_timeout 300;

            接收FastCGI 应答的超时时间,这个值是指已经完成两次握手后接收FastCGI 应答的超时时间。

        fastcgi_buffer_size 4k;

            指定读取FastCGI 应答第一部分需要用多大的缓冲区,一般第一部分应答不会超过1k,由于页面大小为4k,所以这里设置为4k。

        fastcgi_buffers 8 4k;

            指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI 的应答。

        fastcgi_busy_buffers_size 8k;

            这个指令我也不知道是做什么用,只知道默认值是fastcgi_buffers 的两倍。

        fastcgi_temp_file_write_size 8k;

            在写入fastcgi_temp_path 时将用多大的数据块,默认值是fastcgi_buffers 的两倍。

        fastcgi_cache TEST

             开启FastCGI 缓存并且为其制定一个名称。个人感觉开启缓存非常有用,可以有效降低CPU 负载,并且防止502 错误。

fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;

             为指定的应答代码指定缓存时间,如上例中将200,302 应答缓存一小时,301 应答缓存1 天,其他为1 分钟。

        fastcgi_cache_min_uses 1;

             缓存在fastcgi_cache_path 指令inactive 参数值时间内的最少使用次数,如上例,如果在5 分钟内某文件1 次也没有被使用,那么这个文件将被移除。

        fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;

             不知道这个参数的作用,猜想应该是让nginx 知道哪些类型的缓存是没用的。以上为nginx 中FastCGI 相关参数,另外,FastCGI 自身也有一些配置需要进行优化,如果你使用php-fpm 来管理FastCGI,可以修改配置文件中的以下值:

              <value name=”max_children”>60</value>

                 同时处理的并发请求数,即它将开启最多60 个子线程来处理并发连接。

             <value name=”rlimit_files”>102400</value>

                 最多打开文件数。

             <value name=”max_requests”>204800</value>

                 每个进程在重置之前能够执行的最多请求数。

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