关于nginx的一些优化(突破十万并发)

admin 2014年11月28日 LAMP配置 907次阅读 查看评论

  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,一般一个请求头的大小不会超过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。

  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)。

  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

  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 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;

  }

  }

  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 4k;

  指定读取FastCGI应答第一部分需要用多大的缓冲区,一般第一部分应答不会超过1k,由于页面大小为4k,所以这里设置为4k。

  fastcgi_buffers 8 4k;

  指定本地需要用多少和多大的缓冲区来缓冲FastCGI的应答。

  fastcgi_busy_buffers_size 8k;

  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 8k;

  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。

  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:

  <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。

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

  最多打开文件数。

  <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://backup.aiju.com:8080/index.html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

  参考资料:

  http://blog.chinaunix.net/u3/105004/showart_2087155.html

  http://nginx.179401.cn/

  http://blog.s135.com/nginx_php_v5/

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