Explication détaillée de la conception de l'architecture du serveur Nginx et de l'optimisation des performances

Explication détaillée de la conception de l'architecture du serveur Nginx et de l'optimisation des performances

Résumé :
Nginx est un logiciel de serveur Web léger et hautes performances qui est largement utilisé dans les grands sites Web et les applications Internet. Cet article présentera la conception de l'architecture du serveur de Nginx et les méthodes détaillées d'optimisation des performances, avec des exemples de code.

1. Conception de l'architecture du serveur
   Nginx adopte une architecture multi-processus et asynchrone basée sur les événements, qui peut tirer pleinement parti des avantages des processeurs multicœurs et améliorer les capacités de traitement simultané du système. Il est principalement divisé en deux niveaux : le processus maître et le processus travailleur.

1.1 Processus maître
Le processus maître est le processus de contrôle principal de Nginx. Il est responsable de la gestion de tous les processus Worker et de la gestion de la distribution et de la planification des requêtes HTTP. Plus précisément, le processus Master accomplit principalement les tâches suivantes :
1) Lire et analyser les fichiers de configuration et initialiser le serveur ;
2) Démarrer le processus Worker et communiquer avec le processus principal
3) Surveiller les événements réseau et recevoir les connexions des clients ; Demande ;
4) Distribuez les demandes à différents processus de travail.

1.2 Processus de travail
Le processus de travail est le processus de travail de Nginx, responsable du traitement des requêtes et des réponses HTTP spécifiques. Chaque processus Worker s'exécute indépendamment et n'interfère pas les uns avec les autres. Le travail principal du processus Worker comprend :
1) Recevoir les requêtes distribuées par le processus Master ;
2) Traiter les requêtes, y compris la lecture des messages de requête, l'analyse des en-têtes et des URL des requêtes, etc. ;
3) L'appel des modules pertinents pour traiter les requêtes et générer des rapports de réponse Texte ;
4) Envoyer la réponse au client.

2. Méthodes d'optimisation des performances
   Afin d'améliorer encore les performances de Nginx, nous pouvons optimiser les aspects suivants.

2.1 Optimiser la configuration de Nginx
L'optimisation des performances de Nginx commence par l'optimisation du fichier de configuration. Implique principalement les aspects suivants :
1) paramètre work_processes : définit le nombre de processus Worker, déterminé en fonction du nombre de cœurs CPU du serveur ;
2) paramètre Worker_connections : définit le nombre maximum de connexions simultanées pour chaque processus Worker, déterminé en fonction des ressources matérielles du serveur Ajustement ;
3) paramètre keepalive_timeout : définissez le délai d'expiration des connexions longues pour réduire la surcharge liée à l'établissement et à la fermeture fréquents des connexions TCP.

2.2 Utilisation du mécanisme de mise en cache
Nginx prend en charge la mise en cache des fichiers statiques en mémoire pour réduire la surcharge des E/S du disque. Le mécanisme de mise en cache peut être activé en configurant la directive Cache suivante :

proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m;

2.3 Load Balancing
Nginx a une fonction d'équilibrage de charge intégrée, qui peut être obtenue en configurant en amont. La configuration spécifique est la suivante :

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
    server backend3.example.com;
}

2.4 Activer la compression Gzip
L'utilisation de la compression Gzip peut réduire la taille des messages de réponse et économiser la bande passante du réseau. La compression Gzip peut être activée en configurant la directive Gzip suivante :

gzip on;
gzip_types text/plain text/css application/json;

2.5 Limitation actuelle et prévention des attaques DDoS
Nginx peut limiter le nombre de connexions simultanées et la fréquence des requêtes du client en configurant les modules limit_conn et limit_req pour éviter la charge du serveur causée par requêtes malveillantes Trop élevé. La configuration spécifique est la suivante :

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;
limit_conn addr 10;
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m rate=10r/s;
limit_req zone=addr burst=20;

Conclusion :
Grâce à une conception raisonnable de l'architecture de serveur et à des méthodes d'optimisation des performances, les performances et la stabilité de Nginx peuvent être considérablement améliorées et de meilleurs services Web peuvent être obtenus. Les exemples de code présentés ci-dessus peuvent être utilisés comme références pour des projets réels afin d'aider les développeurs à mieux comprendre et appliquer Nginx.

Référence : 

1. Documentation Nginx [En ligne]. : https://www.nginx.com/blog/scaling-nginx-load-balancing-microcaching-nginx/
2. Nginx Performance [En ligne]. Disponible : https://www.nginx.com/blog/tuning-nginx /

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