nginx優(yōu)化單臺機(jī)器抗10萬并發(fā)

nginx的安裝與基本配置文檔網(wǎng)上已經(jīng)有很多了,但具體講優(yōu)化的文章還比較少,偶爾發(fā)現(xiàn)有這么一篇《nginx優(yōu)化 突破十萬并發(fā)》仔細(xì)拜讀后,轉(zhuǎn)至此做以收藏,感謝原作的辛苦編寫。

一般來說nginx配置文件中對優(yōu)化比較有作用的為以下幾項(xiàng):

worker_processes 8;
nginx進(jìn)程數(shù),建議按照cpu數(shù)目來指定,一般為它的倍數(shù)。

worker_cpu_affinity 00000001 00000010 00000100 00001000 00010000 00100000 01000000 10000000;
為每個(gè)進(jìn)程分配cpu,上例中將8個(gè)進(jìn)程分配到8個(gè)cpu,當(dāng)然可以寫多個(gè),或者將一個(gè)進(jìn)程分配到多個(gè)cpu。

worker_rlimit_nofile 102400;

這個(gè)指令是指當(dāng)一個(gè)nginx進(jìn)程打開的最多文件描述符數(shù)目,理論值應(yīng)該是最多打開文件數(shù)(ulimit -n)與nginx進(jìn)程數(shù)相除,但是nginx分配請求并不是那么均勻,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(gè)不用說了吧。

worker_connections 102400;
每個(gè)進(jìn)程允許的最多連接數(shù),理論上每臺nginx服務(wù)器的最大連接數(shù)為worker_processes*worker_connections。

keepalive_timeout 60;
keepalive超時(shí)時(shí)間。
client_header_buffer_size 4k;
客戶端請求頭部的緩沖區(qū)大小,這個(gè)可以根據(jù)你的系統(tǒng)分頁大小來設(shè)置,一般一個(gè)請求的頭部大小不會超過1k,不過由于一般系統(tǒng)分頁都要大于1k,所以這里設(shè)置為分頁大小。分頁大小可以用命令getconf PAGESIZE取得。

open_file_cache max=102400 inactive=20s;
這個(gè)將為打開文件指定緩存,默認(rèn)是沒有啟用的,max指定緩存數(shù)量,建議和打開文件數(shù)一致,inactive是指經(jīng)過多長時(shí)間文件沒被請求后刪除緩存。

open_file_cache_valid 30s;
這個(gè)是指多長時(shí)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(shù)時(shí)間內(nèi)文件的最少使用次數(shù),如果超過這個(gè)數(shù)字,文件描述符一直是在緩存中打開的,如上例,如果有一個(gè)文件在inactive時(shí)間內(nèi)一次沒被使用,它將被移除。
關(guān)于內(nèi)核參數(shù)的優(yōu)化:
net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
timewait的數(shù)量,默認(rèn)是180000。
net.ipv4.ip_local_port_range = 1024 65000
允許系統(tǒng)打開的端口范圍。
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
啟用timewait快速回收。
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
開啟重用。允許將TIME-WAIT sockets重新用于新的TCP連接。
net.ipv4.tcp_syncookies = 1
開啟SYN Cookies,當(dāng)出現(xiàn)SYN等待隊(duì)列溢出時(shí),啟用cookies來處理。
net.core.somaxconn = 262144
web應(yīng)用中l(wèi)isten函數(shù)的backlog默認(rèn)會給我們內(nèi)核參數(shù)的net.core.somaxconn限制到128,而nginx定義的NGX_LISTEN_BACKLOG默認(rèn)為511,所以有必要調(diào)整這個(gè)值。
net.core.netdev_max_backlog = 262144
每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口接收數(shù)據(jù)包的速率比內(nèi)核處理這些包的速率快時(shí),允許送到隊(duì)列的數(shù)據(jù)包的最大數(shù)目。
net.ipv4.tcp_max_orphans = 262144
系統(tǒng)中最多有多少個(gè)TCP套接字不被關(guān)聯(lián)到任何一個(gè)用戶文件句柄上。如果超過這個(gè)數(shù)字,孤兒連接將即刻被復(fù)位并打印出警告信息。這個(gè)限制僅僅是為了防止簡單的DoS攻擊,不能過分依靠它或者人為地減小這個(gè)值,更應(yīng)該增加這個(gè)值(如果增加了內(nèi)存之后)。
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 262144
記錄的那些尚未收到客戶端確認(rèn)信息的連接請求的最大值。對于有128M內(nèi)存的系統(tǒng)而言,缺省值是1024,小內(nèi)存的系統(tǒng)則是128。
net.ipv4.tcp_timestamps = 0
時(shí)間戳可以避免序列號的卷繞。一個(gè)1Gbps的鏈路肯定會遇到以前用過的序列號。時(shí)間戳能夠讓內(nèi)核接受這種“異常”的數(shù)據(jù)包。這里需要將其關(guān)掉。
net.ipv4.tcp_synack_retries = 1
為了打開對端的連接,內(nèi)核需要發(fā)送一個(gè)SYN并附帶一個(gè)回應(yīng)前面一個(gè)SYN的ACK。也就是所謂三次握手中的第二次握手。這個(gè)設(shè)置決定了內(nèi)核放棄連接之前發(fā)送SYN+ACK包的數(shù)量。
net.ipv4.tcp_syn_retries = 1
在內(nèi)核放棄建立連接之前發(fā)送SYN包的數(shù)量。
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 1
如果套接字由本端要求關(guān)閉,這個(gè)參數(shù)決定了它保持在FIN-WAIT-2狀態(tài)的時(shí)間。對端可以出錯(cuò)并永遠(yuǎn)不關(guān)閉連接,甚至意外當(dāng)機(jī)。缺省值是60秒。2.2 內(nèi)核的通常值是180秒,你可以按這個(gè)設(shè)置,但要記住的是,即使你的機(jī)器是一個(gè)輕載的WEB服務(wù)器,也有因?yàn)榇罅康乃捞捉幼侄鴥?nèi)存溢出的風(fēng)險(xiǎn),F(xiàn)IN- WAIT-2的危險(xiǎn)性比FIN-WAIT-1要小,因?yàn)樗疃嘀荒艹缘?.5K內(nèi)存,但是它們的生存期長些。
net.ipv4.tcp_keepalive_time = 30
當(dāng)keepalive起用的時(shí)候,TCP發(fā)送keepalive消息的頻度。缺省是2小時(shí)。

下面貼一個(gè)完整的內(nèi)核優(yōu)化設(shè)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

下面是一個(gè)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 16k;
fastcgi_buffers 16 16k;
fastcgi_busy_buffers_size 16k;
fastcgi_temp_file_write_size 16k;
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;

}

}

關(guān)于FastCGI的幾個(gè)指令:

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

這個(gè)指令為FastCGI緩存指定一個(gè)路徑,目錄結(jié)構(gòu)等級,關(guān)鍵字區(qū)域存儲時(shí)間和非活動刪除時(shí)間。

fastcgi_connect_timeout 300;

指定連接到后端FastCGI的超時(shí)時(shí)間。

fastcgi_send_timeout 300;

向FastCGI傳送請求的超時(shí)時(shí)間,這個(gè)值是指已經(jīng)完成兩次握手后向FastCGI傳送請求的超時(shí)時(shí)間。

fastcgi_read_timeout 300;

接收FastCGI應(yīng)答的超時(shí)時(shí)間,這個(gè)值是指已經(jīng)完成兩次握手后接收FastCGI應(yīng)答的超時(shí)時(shí)間。

fastcgi_buffer_size 16k;

指定讀取FastCGI應(yīng)答第一部分需要用多大的緩沖區(qū),這里可以設(shè)置為fastcgi_buffers指令指定的緩沖區(qū)大小,上面的指令指定它將使用1個(gè)16k的緩沖區(qū)去讀取應(yīng)答的第一部分,即應(yīng)答頭,其實(shí)這個(gè)應(yīng)答頭一般情況下都很小(不會超過1k),但是你如果在fastcgi_buffers指令中指定了緩沖區(qū)的大小,那么它也會分配一個(gè)fastcgi_buffers指定的緩沖區(qū)大小去緩存。

fastcgi_buffers 16 16k;

指定本地需要用多少和多大的緩沖區(qū)來緩沖FastCGI的應(yīng)答,如上所示,如果一個(gè)php腳本所產(chǎn)生的頁面大小為256k,則會為其分配16個(gè)16k的緩沖區(qū)來緩存,如果大于256k,增大于256k的部分會緩存到fastcgi_temp指定的路徑中,當(dāng)然這對服務(wù)器負(fù)載來說是不明智的方案,因?yàn)閮?nèi)存中處理數(shù)據(jù)速度要快于硬盤,通常這個(gè)值的設(shè)置應(yīng)該選擇一個(gè)你的站點(diǎn)中的php腳本所產(chǎn)生的頁面大小的中間值,比如你的站點(diǎn)大部分腳本所產(chǎn)生的頁面大小為256k就可以把這個(gè)值設(shè)置為16 16k,或者4 64k 或者64 4k,但很顯然,后兩種并不是好的設(shè)置方法,因?yàn)槿绻a(chǎn)生的頁面只有32k,如果用4 64k它會分配1個(gè)64k的緩沖區(qū)去緩存,而如果使用64 4k它會分配8個(gè)4k的緩沖區(qū)去緩存,而如果使用16 16k則它會分配2個(gè)16k去緩存頁面,這樣看起來似乎更加合理。

fastcgi_busy_buffers_size 32k;

這個(gè)指令我也不知道是做什么用,只知道默認(rèn)值是fastcgi_buffers的兩倍。

fastcgi_temp_file_write_size 32k;

在寫入fastcgi_temp_path時(shí)將用多大的數(shù)據(jù)塊,默認(rèn)值是fastcgi_buffers的兩倍。

fastcgi_cache TEST

開啟FastCGI緩存并且為其制定一個(gè)名稱。個(gè)人感覺開啟緩存非常有用,可以有效降低CPU負(fù)載,并且防止502錯(cuò)誤。但是這個(gè)緩存會引起很多問題,因?yàn)樗彺娴氖莿討B(tài)頁面。具體使用還需根據(jù)自己的需求。

fastcgi_cache_valid 200 302 1h;

fastcgi_cache_valid 301 1d;

fastcgi_cache_valid any 1m;

為指定的應(yīng)答代碼指定緩存時(shí)間,如上例中將200,302應(yīng)答緩存一小時(shí),301應(yīng)答緩存1天,其他為1分鐘。

| fastcgi_cache_min_uses 1; |

緩存在fastcgi_cache_path指令inactive參數(shù)值時(shí)間內(nèi)的最少使用次數(shù),如上例,如果在5分鐘內(nèi)某文件1次也沒有被使用,那么這個(gè)文件將被移除。

| fastcgi_cache_use_stale error timeout invalid_header http_500; |

不知道這個(gè)參數(shù)的作用,猜想應(yīng)該是讓nginx知道哪些類型的緩存是沒用的。
以上為nginx中FastCGI相關(guān)參數(shù),另外,F(xiàn)astCGI自身也有一些配置需要進(jìn)行優(yōu)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(shí)處理的并發(fā)請求數(shù),即它將開啟最多60個(gè)子線程來處理并發(fā)連接。

| <value name="rlimit_files">102400</value> |

最多打開文件數(shù)。

| <value name="max_requests">204800</value> |

每個(gè)進(jìn)程在重置之前能夠執(zhí)行的最多請求數(shù)。

下面貼幾張測試結(jié)果圖。

靜態(tài)頁面為我在squid配置4W并發(fā)那篇文章中提到的測試文件,下圖為同時(shí)在6臺機(jī)器運(yùn)行webbench -c 30000 -t 600 http://www.yanghengfei.com/ 命令后的測試結(jié)果:

使用netstat過濾后的連接數(shù):

image.png

php頁面在status中的結(jié)果(php頁面為調(diào)用phpinfo):
php頁面在netstat過濾后的連接數(shù):

image.png

未使用FastCGI緩存之前的服務(wù)器負(fù)載:

image.png

此時(shí)打開php頁面已經(jīng)有些困難,需要進(jìn)行多次刷新才能打開。上圖中cpu0負(fù)載偏低是因?yàn)闇y試時(shí)將網(wǎng)卡中斷請求全部分配到cpu0上,并且在nginx中開啟7個(gè)進(jìn)程分別制定到cpu1-7。
使用FastCGI緩存之后:

image.png

此時(shí)可以很輕松的打開php頁面。

這個(gè)測試并沒有連接到任何數(shù)據(jù)庫,所以并沒有什么參考價(jià)值,不過不知道上述測試是否已經(jīng)到達(dá)極限,根據(jù)內(nèi)存和cpu的使用情況來看似乎沒有,但是已經(jīng)沒有多余的機(jī)子來讓我運(yùn)行webbench了。囧,但至少可以說明加載FastCGI緩存之后,還有是些效果的。以圖為證嘛。

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