Nginx的性能优化方案

nginx的优化

．    gzip压缩优化
．    expires缓存有还
．    网络IO事件模型优化
．    隐藏软件名称和版本号
．    防盗链优化
．    禁止恶意域名解析
．    禁止通过IP地址访问网站
．    HTTP请求方法优化
．    防DOS攻击单IP并发连接的控制，与连接速率控制
.    严格设置web站点目录的权限
.    将nginx进程以及站点运行于监牢模式
.    通过robot协议以及HTTP_USER_AGENT防爬虫优化
.    配置错误页面根据错误码指定网页反馈给用户
.    nginx日志相关优化访问日志切割轮询，不记录指定元素日志、最小化日志目录权限
.    限制上传到资源目录的程序被访问，防止木马入侵系统破坏文件
.    FastCGI参数buffer和cache配置文件的优化
.    php.ini和php-fpm.conf配置文件的优化
.    有关web服务的Linux内核方面深度优化（网络连接、IO、内存等）
.    nginx加密传输优化（SSL）
.    web服务器磁盘挂载及网络文件系统的优化
.    使用nginx cache

1、基本安全优化

1.1　　隐藏版本信息

一般来说，软件的漏洞都和版本相关，所以我们要隐藏或消除web服务对访问用户显示的各种敏感信息。

 [root@db01 rpm]# curl -I 10.0.0.8
 HTTP/1.1  Unauthorized
 Server: nginx                　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　#隐藏版本号
 Date: Thu,  Jul  :: GMT
 Content-Type: text/html
 Content-Length:
 Connection: keep-alive
 WWW-Authenticate: Basic realm="oldboy training"
 过程：
 vim /application/nginx/conf/nginx.conf
 在http模块下加入：
 server_tokens off;
 /application/nginx/sbin/nginx -t
 /application/nginx/sbin/nginx -s reload

1.2　　隐藏nginx要修改源代码

要修改内容的路径：

第一路径:

 /home/oldboy/tools/nginx-1.6./src/core/nginx.h 第14，16行
2 #define NGINX_VERSION  "1.6.2" 修改为想要的版本号如2.4.3
3 #define NGINX_VER "nginx/" NGINX_VERSION 将nginx修改为想要修改的软件名称，如Apache。

第二路径

 /home/oldboy/tools/nginx-1.6./src/http/ngx_http_header_filter_module.c第49行
 grep 'Server:nginx' ngx_http_header_filter_module.cstatic
 sed -i 's#Server:nginx#Server:Apache#g' ngx_http_header_filter_module.c

第三路径

/home/oldboy/tools/nginx-1.6./src/http/ngx_http_special_response.c第21,30行
"<hr><center>"NGINX_VER "(http://oldboy.blog.51cto.com)</center>" CRLF
"<hr><center>OWS</center>" CRLF

然后重新编译

1.3　　更改nginx服务的默认用户

第一种方法：

　直接更改配置文件nginx.conf.default参数，将默认的#user nobody;改为user nginx.nginx;

第二种方法：

　　直接在编译nginx的时候指定用户和用户组命令如下：

　　./configure --prefix=/application/nginx-1.6.3 --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module

1.4　　降权启动nginx

 useradd inca
 cd /home/inca/
 mkdir conf logs www
 echo inca >www/index.html
 chown -R inca.inca *
 ln -s /application/nginx/conf/mime.types conf/mime.types  #mime.types媒体类型文件

egrep -v "#|^$" /application/nginx/conf/nginx.conf.default >conf/nginx.conf

nginx.conf配置文件

worker_processes  ;
error_log  /home/inca/logs/error.log;
pid /home/inca/logs/nginx.pid;
events {
    worker_connections  ;
}
http {
    include       mime.types;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                                 '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                                 '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  ;
    server {
        listen       ;
        server_name  localhost;
        location / {
            root   /home/inca/www;
            index  index.html index.htm;
            }
            access_log /home/inca/logs/access.log main;
}
}

　　su - inca -c "/application/nginx/sbin/nginx -c /home/inca/conf/nginx.conf"   #启动nginx服务

　重点强调：

　　1.nginx.conf里面的相关路径都要更改

　　2.普通用户的端口问题

2、　　根据参数优化nginx服务性能

2.1　　优化nginx进程个数的策略

　　在高并发、高访问量的web服务场景，需要事先启动好更多的nginx进程，以保证快速响应并处理大量并发用户的请求。

　　worker_processes  1;一般调整到与CPU的颗数相同

　　(1)查看LInux可查看CPU个数及总核数

grep processor /proc/cpuinfo|wc -l

　　(2)查看CPU总颗数

grep 'physical id' /proc/cpuinfo|sort|uniq|wc -l

　　(3)通过执行top命令，然后按数字1，即可显示所有的CPU核数

top　　按1键就会显示第一个的信息

Cpu0  :  0.0%us,  0.0%sy,  0.0%ni,100.0%id,  0.0%wa,  0.0%hi,  0.0%si,  0.0

2.2　　 优化绑定不同的nginx进程到不同的CPU上

　默认情况下，nginx的进程跑在某一个CPU或CPU的某一个核上，导致nginx进程使用硬件的资源不均，本节的优化是不同的nginx进程给不同的CPU处理，充分有效的利用有效的硬件资源

　　四核cpu配置

worker_processes    ;
worker_cpu_affinity    ;

　　双核配置

worker_processes    ;
worker_cpu_affinity  ;

　　还有一个命令taskset -c用来分配服务给CPU

2.3 nginx事件处理模型优化

　　nginx的连接处理机制在于不同的操作系统会采用不同的I/O模型，Linux下，nginx使用epoll的I/O多路复用模型，在freebsd使用kqueue的IO多路复用模型，在solaris使用/dev/pool方式的IO多路复用模型，在windows使用的icop等等。 
　　要根据系统类型不同选择不同的事务处理模型，选择有“use [ kqueue | rtsig |epool |dev/pool |select
|pllo ];”我们使用的是Centos6.5的linux，因此将nginx的事件处理模型调整为epool模型。

events {
worker_connections  ;
use epoll;
}

官方说明：在不指定事件处理模型时，nginx默认会自动的选择最佳的事件处理模型服务

2.4 调整nginx单个进程允许的客户端最大连接数

参数语法：worker_connections number 
默认配置：worker_connections 512 
放置位置：events 标签　　

events {
    worker_connections  ;    #一个worker进程的并发
}

总并发= worker_processes* worker_connections

2.5 配置nginx worker进程最大打开文件数

参数语法：worker_rlimit_nofile number 
放置位置：主标签段 
说明：作用是改变worker processes能打开的最大文件数

worker_rlimit_nofile ;

这各参数受系统文件的最大打开数限制，解决方法：

[root@admin nginx]# cat /proc/sys/fs/file-max

文件系统最大可打开文件数

[root@admin nginx]# ulimit -n

程序限制只能打开1024个文件

使用# ulimit -n 8192调整一下

或者永久调整打开文件数 可在启动文件/etc/rc.d/rc.local末尾添加（在/etc/sysctl.conf末尾添加fs.file-max=xxx无效）

2.6 开启高效文件传输模式

设置参数 sendfile on;

sendfile参数用于开启文件的高效传输模式。同时将tcp_nopush和tcp_nodelay两个指令设置为on，可防止网络及磁盘i/o阻塞，提升nginx工作效率。

http {
　　sendfile        on;     #放在http，server，location都可以
}

设置参数tcp_nopush；

激活tcp_nopush参数可以允许把httpresponse header和文件的开始放在一个文件里发布，积极的作用是减少网络报文段的数量（只有sendfile on开启才生效）

例：
    sendfile   on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    server_tokens off;
    server_names_hash_bucket_size ;
    server_names_hash_max_size ;
    keepalive_timeout  ;
    client_header_timeout 15s;
    client_body_timeout 15s;
    send_timeout 60s;

2.7 FastCGI相关参数调优

fastcgi参数是配合nginx向后请求PHP动态引擎服务的相关参数。

fastcgi_connect_timeout ;
fastcgi_send_timeout ;
fastcgi_read_timeout ;
fastcgi_buffer_size 64k;
fastcgi_buffers  64k;
fastcgi_busy_buffers_size 128k;
fastcgi_temp_file_write_size 128k;
#fastcgi_temp_path /data/ngx_fcgi_tmp;
fastcgi_cache_path /data/ngx_fcgi_cache levels=: keys_zone=ngx_fcgi_cache:512m inactive=1d max_size=40g;

2.8 配置nginx gzip压缩实现性能优化

　　nginx压缩功能的介绍：

　　nginx gzip压缩模块提供了压缩文件内容的功能，用户请求的内容在发送给客户端之前，nginx服务器会根据一些具体的策略实施压缩，以节省网站出口带宽，同时加快了数据传输效率，提升了用户的访问体验。

2.8.1 压缩的优点：

　　提升网站用户体验：由于发给用户的内容小了，所以用户访问单位大小的页面就快了，用户体验就提升了

　　节约网站带宽成本：由于数据时压缩传输的，因此，会消耗一些cpu资源

2.8.2 压缩的对象：

　　纯文本内容压缩比很高，因此，纯文本的内容最好要压缩

　　被压缩的纯文本文件必须要大于1KB，由于压缩算法的特殊原因，极小的文件压缩反而变大

　　图片、视频（流媒体）等文件尽量不要压缩，因为这些文件大多都是经过压缩的，如果再压缩很可能不会减小或减小很少，或者有可能增大，而在压缩时还会消耗大量的CPU、内存资源

2.8.3 参数介绍及配置说明：

gzip on;        　　　　　　　　　　　　　　　　　　  #表示开启压缩功能

gzip_min_length  1k; 　　　　　　　　　　　　　　   #表示允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头的Content-Length中获取。默认值是0，表示不管页面多大都进行压缩，建议设置成大于1K。如果小于1K可能会越压越大

gzip_buffers     4 32k;　　 　　　　　　　　　　　　  #压缩缓存区大小

gzip_http_version 1.1; 　　　　　　　　　　　　　　 #压缩版本

gzip_comp_level 9;　　　　　　　　　　　　　　　   #压缩比率

gzip_types  text/css text/xml application/javascript;　　#指定压缩的类型

gzip_vary on;　　　　　　　　　　　　　　　　　　 #vary header支持

完美配置：

nginx.conf  http模块
　　gzip on;
　　gzip_min_length  1k;
　　gzip_buffers      32k;
　　gzip_http_version 1.1;
　　gzip_comp_level ;
　　gzip_types  text/css text/xml application/javascript;
　　gzip_vary on;

2.9 nginx expires功能

　　为用户访问网站的内容设定一个过期时间，当用户第一次访问到这些内容时，会把这些内容存储在用户浏览器本地，这样用户第二次及之后继续访问该网站，浏览器就会检查已经缓存在用户浏览器本地的内容，就不会去浏览器下载了，直到缓存的内容过期或者被清除为止。

2.9.1 expires作用和优点：

　　 expires可以降低网站的带宽，节约成本

　　加快用户访问网站的速度，提升了用户访问体验

　　服务器访问量降低，服务器压力就减轻了，服务器的成本也会降低，甚至可以节约人力成本

　　几乎对于所有web服务来说，这是非常重要的功能之一，apache服务也有此功能。

2.9.2 nginx expires 配置详解：

## Add expires header according to URI(path or dir).

location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ {
    expires 360d;
}

2.9.3 expire缺点及解决办法：

　　当网站被缓存的页面或数据更新了，此时用户端看到的可能还是旧的已经缓存的内容，这样就会影响用户体验，那么如何解决这个问题呢?

　　第一：对于经常需要的变动图片等文件，可以缩短对象缓存时间，例如，百度、谷歌等网站的首页图片经常会换成一些节日的图，这里可以将缓存期修改为1天

　　第二：当网站改版或更新内容时，可以在服务器将缓存的对象改名（网站代码程序）

　　对于网站的图片、附件，一般不会被用户直接修改，用户层面上的修改图片，实际上是重新传到服务器，虽然内容一样但是一个新的图片名了

　　网站改版升级会修改JS、CSS元素，若改版的时候对这些元素改了名，会使得前端的CDN以及用户端需要重新缓存内容

3. 　　nginx日志的优化

3.1 编写脚本实现日志轮询

　　编写脚本实现nginx access日志轮询

　　用户咋请求一个软件时，绝大多数软件都会记录用户的访问情况，nginx软件目前没有类似apache通过cronolog或者rotatelog对日志分隔处理的功能，但是，运维人员可以通过利用脚本开发、nginx的信号控制功能或reload重新加载，来实现日志的自动切割、轮询。

　　操作步骤：

　　　　写一个定时任务

mv www_access.log www_access_$(date +F -d -1day).log
/applocation/nginx/sbin/nginx -s reload

3.2 不记录不需要的日志

　在实际工作中，对于负载均衡器健康检查节点或某些特定的文件（图片、JS、CSS）的日志，一般不需要记录下来，因为在统计PV时是按照页面计算的，而且日志写入的太频繁会消耗磁盘i/o，降低服务的性能

具体配制方法:

location ~ .*\.(js|jpg|JPG|jpeg|JPEG|css|bmp|gif|GIF)$ {
    access_log off;
}

3.3访问日志的权限设置

　　假如日志目录为/app/logs，则授权方法为：

  chown -R root.root /app/logs
  chmod -R  /app/logs

　　不需要在日志目录上给nginx用户读写或者读写许可，很多人都没有注意这个问题，这就称为了安全隐患。

4. 　　nginx站点目录及文件URL访问控制

4.1 根据扩展名限制程序和文件访问

　　web2.0时代，绝大多数网站都是以用户为中心的，这些产品有一些共同点，就是不允许用户发布内容到服务器，还允许用户发图片甚至附件上传到服务器上，给用户开启了上传的功能。带来了很大的安全隐患。

　　下面将利用nginx配置禁止访问上传资源目录下的PHP,SHELL,PERL,PYTHON程序文件，这样就算是用户上传了木马文件也没办法执行

        location ~ ^/images/.*\.(php|php5|.sh|.pl|.py)$
                {
                          deny all;
                }
        location ~ ^/static/.*\.(php|php5|.sh|.pl|.py)$
                {
                   　　deny all;
                }
        location ~* ^/data/(attachment|avatar)/.*\.(php|php5)$
            {
                　　  deny all;
            }    

　　对于上述目录的限制必须写在nginx处理PHP服务配置的前面

4.2 禁止访问指定目录下的所有文件和目录

配置禁止访问指定的单个或多个目录

location ~ ^/(static)/ {
        deny all;
}

location ~ ^/static {
        deny all;
}

禁止访问目录并且返回代码404

server {

        listen       ;

        server_name  www.etiantian.org etiantian.org;

            root   /data0/www/www;

            index  index.html index.htm;

            access_log  /app/logs/www_access.log  commonlog;

            location /admin/ { return ; }

            location /templates/ { return ; }

}

4.3 限制网站来源的IP访问

使用ngx_http_access_module限制网站来源IP访问。

范例1：禁止外界访问，但允许某个IP访问该目录

location ~ ^/oldboy/ {

       allow 202.111.12.211;

       deny all;

}

范例2：限制及指定IP或IP段访问。

location / {

       deny 192.168.1.1;

       allow 192.168.1.0/;

       allow 10.1.1.0/;

       deny all;

}

4.4 配置nginx禁止非法域名解析访问企业网站

问题：nginx如何防止用户IP访问网站（恶意域名解析，相当于直接使用IP访问网站）

方法1：直接报错，用户体验不好

server {

listen  default_server;

server_name _;

return ;

}

方法2：通过301跳转到主页

server {

listen  default_server;

server_name _;

rewrite ^(.*) http//:blog.etiantian.org/$1 permanent;

}

5. 　　nginx图片防盗链解决方案。

简单的说，没有经过你的允许在自己网站嵌入你的图片。

5.1 常见的防盗链解决方案的基本原理

1. 根据HTTP referer实现防盗链
2. 根据cookie防盗链

5.2 防盗链实战

被盗链的网站配置

 #Preventing hot linking of images and other file types

 location ~* ^.+\.(jpg|png|swf|flv|rar|zip)$ {

     valid_referers none blocked *.etiantian.org etiantian.org;

     if ($invalid_referer) {

         rewrite ^/ http://bbs.etiantian.org/img/nolink.gif;

     }

     root html/www;

 }

6. 　　nginx错误页面的优雅显示

范例：当出现403错误会跳转到403.html页面

error_page    /.html;

7. 　　nginx站点目录文件及目录权限优化

8.　　部署网站程序权限设置

(1)wordpress站点目录权限设置

方案1：推荐方案

目录：755

文件：644

所有者：root

图片及上传目录设置所有者为www

cd /application/apache/html/

chown -R root.root blog

find ./blog/ -type f|xargs chmod 

find ./blog/ -type d|xargs chmod 

9. 　　nginx防爬虫优化

配置

if  ($http_user_agent   ~*  LWP:Simple|BBBike|wget)  {

return   ;

rewrite ^(.*) http://blog.etiantian.org/$1 permanent;

}

10. 　　利用nginx限制HTTP的请求方法

配置：

if ($request_method  !~  ^(GET|HEAD|POST)$ ) {

return  ;

}

配置上传服务器限制HTTP的GET的配置

#Only allow these request methods ##

if ($request_method ~*(GET)$ ) {

   return ;

}

11. 　　使用CDN做网站内容加速

cdn特点

　　本地Cache加速 提高了企业站点(尤其含有大量图片和静态页面站点)的访问速度，并大大提高以上性质站点的稳定性

　　镜像服务 消除了不同运营商之间互联的瓶颈造成的影响，实现了跨运营商的网络加速，保证不同网络中的用户都能得到良好的访问质量。

　　远程加速 远程访问用户根据DNS负载均衡技术智能自动选择Cache服务器，选择最快的Cache服务器，加快远程访问的速度

　　带宽优化 自动生成服务器的远程Mirror（镜像）cache服务器，远程用户访问时从cache服务器上读取数据，减少远程访问的带宽、分担网络流量、减轻原站点WEB服务器负载等功能。

　　集群抗攻击 广泛分布的CDN节点加上节点之间的智能冗余机制，可以有效地预防黑客入侵以及降低各种D.D.o.S攻击对网站的影响，同时保证较好的服务质量 。

12．　　使用普通用户启动Nginx（监牢模式）

解决方案

　　给Nginx服务降权,用普通用户跑Nginx服务，给开发及运维设置普通账号

　　开发人员使用普通账号即可管理nginx服务及站点下的程序和日志

　　责任划分：网络问题：运维责任，网站打不开开发责任。（共同承担）

实战配置：

useradd inca

cd /home/inca

mkdir conf www log

echo inca >www/index.html

修改配置文件

error_log /home/inca/log/error.log

pid /home/inca/log/nginx.pid

13. 控制Nginx并发连接数量

　　ngx_http_limit_conn_module这个模块用于限制每个定义key值得连接数，特别是单个TP的连接数。 
　　不是所有的连接数都会被计算。一个符合计数要求的连接是整个请求头已经被读取的连接。

　　控制Nginx并发连接数量参数的说明 
　　1）limit_conn_zone参数： 
　　　　语法：limit_conn_zone key zone=name:size; 
　　　　上下文：http 
　　　　用于设置共享内存区域，key可以是字符串、Nginx自带变量或前两个组合。name为内存区域的名称，size为内存区域的大小。

　　2）limit_conn参数 
　　　　语法：limit_conn zone number; 
　　　　上下文：http、server、location 
　　　　用于指定key设置最大连接数。当超时最大连接数时，服务器会返回503报错。

14. 控制客户端请求Nginx的速率

　　ngx_http_limit_req_module模块用于限制每个IP访问每个定义key的请求速率。

　　limit_req_zone参数说明如下。 
　　　　语法：limit_req_zone
key zone=name:size rate=rate; 
　　　　上下文：http 
　　　　用于设置共享内存区域，key可以是字符串，Nginx自带变量或前两个组合。name为内存区域的名称，size为内存区域的大小，rate为速率，单位为r/s,每秒一个请求。 
　　limit_req参数说明如下： 
　　　　语法：limit_req
zone=name [burst-number] [nobelay] 
　　　　上下文：http、server、location 
　　　　这里运用了令牌桶原理，burst=num，一个有num快令牌，令牌发完后，多出来的那些请求就会返回503。 
　　nodelay默认在不超过burst值得前提下会排队等待处理，如果使用此参数，就会处理完num+1次请求，剩余的请求为超时，返回503。

相关连接：

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzAxOTE5NjQwOA==&mid=2650112750&idx=1&sn=28a6b0cdfa2615cc5e52ca6260b221b3&scene=23&srcid=0722sKyHmKIKp0tDUKSyz97u#rd