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nginx优化 突破十万并发

婷姐
2024/02/10 20:18:44
nginx的安装与基本配置文档网上已经有很多了，但具体讲优化的文章还比较少，偶尔发现有这么一篇《nginx优化 突破十万并发》仔细拜读后，转至此做以收藏，感谢原作的辛苦编写。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。
  1. 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。
  1. worker_rlimit_nofile 102400;
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。
  1. use epoll;
使用epoll的I/O模型，这个不用说了吧。
  1. worker_connections 102400;
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。
  1. keepalive_timeout 60;
keepalive超时时间。
  1. 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，一般一个请求的头部大小不会超过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。
  1. open_file_cache max=102400 inactive=20s;
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。
  1. open_file_cache_valid 30s;
这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
  1. 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。
关于内核参数的优化：
  1. net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
timewait的数量，默认是180000。
  1. net.ipv4.ip_local_port_range = 1024    65000
允许系统打开的端口范围。
  1. net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
启用timewait快速回收。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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)。
  1. 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。
  1. 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。
  1. 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。
  1. net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
在内核放弃建立连接之前发送SYN包的数量。
  1. 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，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。
  1. 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。
下面贴一个完整的内核优化设置：
  1. net.ipv4.ip_forward = 0
  2. net.ipv4.conf.default.rp_filter = 1
  3. net.ipv4.conf.default.accept_source_route = 0
  4. kernel.sysrq = 0
  5. kernel.core_uses_pid = 1
  6. net.ipv4.tcp_syncookies = 1
  7. kernel.msgmnb = 65536
  8. kernel.msgmax = 65536
  9. kernel.shmmax = 68719476736
  10. kernel.shmall = 4294967296
  11. net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
  12. net.ipv4.tcp_sack = 1
  13. net.ipv4.tcp_window_scaling = 1
  14. net.ipv4.tcp_rmem = 4096        87380   4194304
  15. net.ipv4.tcp_wmem = 4096        16384   4194304
  16. net.core.wmem_default = 8388608
  17. net.core.rmem_default = 8388608
  18. net.core.rmem_max = 16777216
  19. net.core.wmem_max = 16777216
  20. net.core.netdev_max_backlog = 262144
  21. net.core.somaxconn = 262144
  22. net.ipv4.tcp_max_orphans = 3276800
  23. net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
  24. net.ipv4.tcp_timestamps = 0
  25. net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
  26. net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
  27. net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
  28. net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
  29. net.ipv4.tcp_mem = 94500000 915000000 927000000
  30. net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
  31. net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
  32. net.ipv4.ip_local_port_range = 1024    65000
下面是一个简单的nginx配置文件：
  1. user  www www;
  2. worker_processes 8;
  3. worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000;
  4. error_log  /www/log/nginx_error.log  crit;
  5. pid        /usr/local/nginx/nginx.pid;
  6. worker_rlimit_nofile 204800;
  8. events
  9. {
  10.   use epoll;
  11.   worker_connections 204800;
  12. }
  14. http
  15. {
  16.   include       mime.types;
  17.   default_type  application/octet-stream;
  19.   charset  utf-8;
  21.   server_names_hash_bucket_size 128;
  22.   client_header_buffer_size 2k;
  23.   large_client_header_buffers 4 4k;
  24.   client_max_body_size 8m;
  26.   sendfile on;
  27.   tcp_nopush     on;
  29.   keepalive_timeout 60;
  31.   fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2
  32.                 keys_zone=TEST:10m
  33.                 inactive=5m;
  34.   fastcgi_connect_timeout 300;
  35.   fastcgi_send_timeout 300;
  36.   fastcgi_read_timeout 300;
  37.   fastcgi_buffer_size 16k;
  38.   fastcgi_buffers 16 16k;
  39.   fastcgi_busy_buffers_size 16k;
  40.   fastcgi_temp_file_write_size 16k;
  41.   fastcgi_cache TEST;
  42.   fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
  43.   fastcgi_cache_valid 301 1d;
  44.   fastcgi_cache_valid any 1m;
  45.   fastcgi_cache_min_uses 1;
  46.   fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500;
  48.   open_file_cache max=204800 inactive=20s;
  49.   open_file_cache_min_uses 1;
  50.   open_file_cache_valid 30s;
  54.   tcp_nodelay on;
  56.   gzip on;
  57.   gzip_min_length  1k;
  58.   gzip_buffers     4 16k;
  59.   gzip_http_version 1.0;
  60.   gzip_comp_level 2;
  61.   gzip_types       text/plain application/x-javascript text/css application/xml;
  62.   gzip_vary on;
  65.   server
  66.   {
  67.     listen       8080;
  68.     server_name  backup.aiju.com;
  69.     index index.php index.htm;
  70.     root  /www/html/;
  72.     location /status
  73.     {
  74.         stub_status on;
  75.     }
  77.     location ~ .*\.(php|php5)?$
  78.     {
  79.         fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
  80.         fastcgi_index index.php;
  81.         include fcgi.conf;
  82.     }
  84.     location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|js|css)$
  85.     {
  86.       expires      30d;
  87.     }
  89.     log_format  access  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
  90.               '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
  91.               '"$http_user_agent" $http_x_forwarded_for';
  92.     access_log  /www/log/access.log  access;
  93.       }
  94. }
关于FastCGI的几个指令：
  1. fastcgi_cache_path /usr/local/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=TEST:10m inactive=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。
  1. fastcgi_connect_timeout 300;
指定连接到后端FastCGI的超时时间。
  1. 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。
  1. 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。
  1. fastcgi_buffer_size 16k;
指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区，这里可以设置为fastcgi_buffers指令指定的缓冲区大小，上面的指令指定它将使用1个16k的缓冲区去读取应答的第一部分，即应答头，其实这个应答头一般情况下都很小（不会超过1k），但是你如果在fastcgi_buffers指令中指定了缓冲区的大小，那么它也会分配一个fastcgi_buffers指定的缓冲区大小去缓存。
  1. fastcgi_buffers 16 16k;
指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答，如上所示，如果一个php脚本所产生的页面大小为256k，则会为其分配16个16k的缓冲区来缓存，如果大于256k，增大于256k的部分会缓存到fastcgi_temp指定的路径中，当然这对服务器负载来说是不明智的方案，因为内存中处理数据速度要快于硬盘，通常这个值的设置应该选择一个你的站点中的php脚本所产生的页面大小的中间值，比如你的站点大部分脚本所产生的页面大小为256k就可以把这个值设置为16 16k，或者4 64k 或者64 4k，但很显然，后两种并不是好的设置方法，因为如果产生的页面只有32k，如果用4 64k它会分配1个64k的缓冲区去缓存，而如果使用64 4k它会分配8个4k的缓冲区去缓存，而如果使用16 16k则它会分配2个16k去缓存页面，这样看起来似乎更加合理。
  1. fastcgi_busy_buffers_size 32k;
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。
  1. fastcgi_temp_file_write_size 32k;
在写入fastcgi_temp_path时将用多大的数据块，默认值是fastcgi_buffers的两倍。
  1. 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。但是这个缓存会引起很多问题，因为它缓存的是动态页面。具体使用还需根据自己的需求。
  1. fastcgi_cache_valid 200 302 1h;
  2. fastcgi_cache_valid 301 1d;
  3. 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。
  1. 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。
  1. 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：
  1. <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。
  1. <value name="rlimit_files">102400</value>
最多打开文件数。
  1. <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。
下面贴几张测试结果图。
静态页面为我在squid配置4W并发那篇文章中提到的测试文件，下图为同时在6台机器运行webbench -c 30000 -t 600 http://www.yanghengfei.com/ 命令后的测试结果：


使用netstat过滤后的连接数：


php页面在status中的结果（php页面为调用phpinfo）：


php页面在netstat过滤后的连接数：


未使用FastCGI缓存之前的服务器负载：


此时打开php页面已经有些困难，需要进行多次刷新才能打开。上图中cpu0负载偏低是因为测试时将网卡中断请求全部分配到cpu0上，并且在nginx中开启7个进程分别制定到cpu1-7。
使用FastCGI缓存之后：


此时可以很轻松的打开php页面。
这个测试并没有连接到任何数据库，所以并没有什么参考价值，不过不知道上述测试是否已经到达极限，根据内存和cpu的使用情况来看似乎没有，但是已经没有多余的机子来让我运行webbench了。囧，但至少可以说明加载FastCGI缓存之后，还有是些效果的。以图为证嘛。
参考资料：
http://blog.chinaunix.net/u3/105004/showart_2087155.html
http://nginx.179401.cn/
http://blog.s135.com/nginx_php_v6/
转载地址：http://www.yanghengfei.com/archives/326/
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