Nginx - 性能优化，突破十万并发

LXY3800

　　一般来说nginx配置文件中对优化比较有作用的为以下几项：
　　worker_processes 8;
　　nginx进程数，建议按照cpu数目来指定，一般为它的倍数。
　　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。
　　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。
　　use epoll;
　　使用epoll的I/O模型，这个不用说了吧。
　　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。
　　keepalive_timeout 60;
　　keepalive超时时间。
　　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。
　　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。
　　open_file_cache_valid 30s;
　　这个是指多长时间检查一次缓存的有效信息。
　　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：
　　net.ipv4.tcp_max_tw_buckets = 6000
　　timewait的数量，默认是180000。(Deven:因此如果想把timewait降下了就要把tcp_max_tw_buckets值减小)
　　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×××，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，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。
　　下面贴一个完整的内核优化设置：
　　引用
　　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
　　net.ipv4.ip_conntrack_max = 6553500
　　下面是一个简单的nginx配置文件：
　　引用
　　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;
　　}
　　

　　}
　　关于FastCGI的几个指令：
　　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。
　　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 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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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。
　　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：
　　60
　　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。
　　102400
　　最多打开文件数。
　　204800
　　每个进程在重置之前能够执行的最多请求数。