關於 nginx 的一些優化(突破十萬併發)

一、前言

前端時間,項目服務器一遇到活動、推送的時候,服務器性能總是差的要死,打開各種白屏,請求無響應等,後來將Web服務器由Apache換成了Nginx後,每逢活動、推送的時候,性能比之前要強了許多許多。

關於Nginx與Apache的對比,這裏就不一一列出了,我們主要將nginx的配置和優化。

 

二、配置

1、一般來說 nginx 配置文件中對優化比較有作用的爲以下幾項:

worker_processes 8;   #nginx 進程數,建議按照 cpu 數目來指定,一般爲它的倍數。

worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;

#爲每個進程分配 cpu,上例中將 8 個進程分配到 8 個 cpu,當然可以寫多個,或者將一個進程分配到多個 cpu。

worker_rlimit_nofile 102400;  #這個指令是指當一個 nginx 進程打開的最多文件描述符數目,理論值應該是最多打開文件數(ulimit -n)與 nginx 進程數相除,但是 nginx 分配請求並不是那麼均勻,所以最好與 ulimit-n 的值保持一致。

use epoll;  #使用 epoll 的 I/O 模型,這個不用說了吧。

worker_connections 102400;  #每個進程允許的最多連接數,理論上每臺nginx服務器的最大連接數爲worker_processes*worker_connections。

keepalive_timeout 60;  #keepalive 超時時間。
client_header_buffer_size 4k;  #客戶端請求頭部的緩衝區大小,這個可以根據你的系統分頁大小來設置,一般一個請求頭的大小不會超過 1k,不過由於一般系統分頁都要大於 1k,所以這裏設置爲分頁大小。分頁大小可以用命令 getconf PAGESIZE 取得。
open_file_cache max=102400 inactive=20s;  #這個將爲打開文件指定緩存,默認是沒有啓用的,max 指定緩存數量,建議和打開文件數一致,inactive 是指經過多長時間文件沒被請求後刪除緩存。
open_file_cache_valid 30s;  #這個是指多長時間檢查一次緩存的有效信息。
open_file_cache_min_uses 1;  #open_file_cache 指令中的 inactive 參數時間內文件的最少使用次數,如果超過這個數字,文件描述符一直是在緩存中打開的,如上例,如果有一個文件在 inactive 時間內一次沒被使用,它將被移除。

 

2、關於內核參數的優化:

net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
#timewait 的數量,默認是 180000。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
#允許系統打開的端口範圍。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
#啓用 timewait 快速回收。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
#開啓重用。允許將 TIME-WAIT sockets 重新用於新的 TCP 連接。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
#開啓 SYN Cookies,當出現 SYN 等待隊列溢出時,啓用 cookies 來處理。
net.core.somaxconn = 262144
#web 應用中 listen 函數的 backlog 默認會給我們內核參數的 net.core.somaxconn 限制到128,而 nginx 定義的 NGX_LISTEN_BACKLOG 默認爲 511,所以有必要調整這個值。
net.core.netdev_max_backlog = 262144
#每個網絡接口接收數據包的速率比內核處理這些包的速率快時,允許送到隊列的數據包的最大數目。
net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
#系統中最多有多少個 TCP 套接字不被關聯到任何一個用戶文件句柄上。如果超過這個數字,孤兒連接將即刻被複位並打印出警告信息。這個限制僅僅是爲了防止簡單的 DoS 攻擊,不能過分依靠它或者人爲地減小這個值,更應該增加這個值(如果增加了內存之後)。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
#記錄的那些尚未收到客戶端確認信息的連接請求的最大值。對於有 128M 內存的系統而言,缺省值是 1024,小內存的系統則是 128。
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
#時間戳可以避免序列號的卷繞。一個 1Gbps 的鏈路肯定會遇到以前用過的序列號。時間戳能夠讓內核接受這種“異常”的數據包。這裏需要將其關掉。
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
#爲了打開對端的連接,內核需要發送一個 SYN 並附帶一個迴應前面一個 SYN 的 ACK。也就是所謂三次握手中的第二次握手。這個設置決定了內核放棄連接之前發送 SYN+ACK 包的數量。
net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
#在內核放棄建立連接之前發送 SYN 包的數量。
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
#如果套接字由本端要求關閉,這個參數決定了它保持在 FIN-WAIT-2 狀態的時間。對端可以出錯並永遠不關閉連接,甚至意外當機。缺省值是 60 秒。2.2 內核的通常值是 180 秒,你可以按這個設置,但要記住的是,即使你的機器是一個輕載的 WEB 服務器,也有因爲大量的死套接字而內存溢出的風險,FIN- WAIT-2 的危險性比 FIN-WAIT-1 要小,因爲它最多隻能吃掉 1.5K 內存,但是它們的生存期長些。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
#當 keepalive 起用的時候,TCP 發送 keepalive 消息的頻度。缺省是 2 小時。

 

3、下面貼一個完整的內核優化設置:

 

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

 

 

4、下面是一個簡單的 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;
    }
}

 

 

5、關於 FastCGI 的幾個指令:

 

fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=5m;
#這個指令爲 FastCGI 緩存指定一個路徑,目錄結構等級,關鍵字區域存儲時間和非活動刪除時間。
fastcgi_connect_timeout 300;
#指定連接到後端 FastCGI 的超時時間。
fastcgi_send_timeout 300;
#向 FastCGI 傳送請求的超時時間,這個值是指已經完成兩次握手後向 FastCGI 傳送請求的超時時間。
fastcgi_read_timeout 300;
#接收 FastCGI 應答的超時時間,這個值是指已經完成兩次握手後接收 FastCGI 應答的超時時間。
fastcgi_buffer_size 4k;
#指定讀取 FastCGI 應答第一部分需要用多大的緩衝區,一般第一部分應答不會超過 1k,由於頁面大小爲 4k,所以這裏設置爲 4k。
fastcgi_buffers 8 4k;
#指定本地需要用多少和多大的緩衝區來緩衝 FastCGI 的應答。
fastcgi_busy_buffers_size 8k;
#這個指令我也不知道是做什麼用,只知道默認值是 fastcgi_buffers 的兩倍。
fastcgi_temp_file_write_size 8k;
#在寫入 fastcgi_temp_path 時將用多大的數據塊,默認值是 fastcgi_buffers 的兩倍。
fastcgi_cache TEST
#開啓 FastCGI 緩存並且爲其制定一個名稱。個人感覺開啓緩存非常有用,可以有效降低CPU 負載,並且防止 502 錯誤。
fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
fastcgi_cache_valid 301 1d;
fastcgi_cache_valid any 1m;
#爲指定的應答代碼指定緩存時間,如上例中將 200,302 應答緩存一小時,301 應答緩存 1 天,其他爲 1 分鐘。
fastcgi_cache_min_uses 1;
#緩存在 fastcgi_cache_path 指令 inactive 參數值時間內的最少使用次數,如上例,如果在5 分鐘內某文件 1 次也沒有被使用,那麼這個文件將被移除。
fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
#不知道這個參數的作用,猜想應該是讓 nginx 知道哪些類型的緩存是沒用的。以上爲 nginx 中 FastCGI 相關參數,另外,FastCGI 自身也有一些配置需要進行優化,如果你使用 php-fpm 來管理 FastCGI,可以修改配置文件中的以下值:
<value name="max_children">60</value>
#同時處理的併發請求數,即它將開啓最多 60 個子線程來處理併發連接。
<value name="rlimit_files">102400</value>
#最多打開文件數。
<value name="max_requests">204800</value>
#每個進程在重置之前能夠執行的最多請求數。

 

三、參考

Nginx 的官方中文維基:https://www.nginx.com/resources/wiki/

Nginx 0.8.x + PHP 5.2.13(FastCGI)搭建勝過Apache十倍的Web服務器(第6版)

 

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