关于Nginx的一些优化（突破十万并发）

　　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，甚至意外宕机。缺省值是 60 秒。2.2 内核的通常值是 180 秒，2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：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：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; 4 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)$ 5 { 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; 6fastcgi_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。
　　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