Что такое Nginx?

Nginx – это веб-сервер вкупе с почтовым прокси-сервером, публично доступный с 2004 года. Разработка проекта началась в 2002 году, по-русски название звучит как энджин-экс. Будучи творением рук известного программиста, Игоря Сысоева, первоначально Nginx предназначался для компании Rambler. Он рассчитан на операционные системы, относящиеся к группе Unix-подобных. Сборка успешно тестировалась на OpenBSD, FreeBSD, Linux, Mac OS X, Solaris. На платформе Microsoft Windows Nginx стал работать с появлением бинарной сборки версии 0,7.52.

Статистика за март 2011 года свидетельствует, что количество сайтов, обслуживаемых Nginx, уже перешагнуло отметку в 22 миллиона. Сегодня Nginx используют такие известные проекты, как Rambler, Begun, Yandex, SourceForge.net, WordPress.com, vkontakte.ru и другие. Наряду с lighttpd, Nginx применяют для выдачи статичного контента, генерируемого «неудобным» веб-приложением, функционирующим «под началом» другого веб-сервера.
Но прежде чем углубляться в дебри функциональных особенностей Nginx – нелишним будет вспомнить, что такое веб-сервер вообще и прокси-сервер в частности.

Веб-сервер и прокси-сервер

Веб-сервером называется сервер, который принимает от веб-браузеров и других клиентов HTTP-запросы и выдаёт на них HTTP-ответы. Последние обычно представлены HTML- страницей, медиа-потоком, изображением, файлом, другими данными. Под веб-сервером понимается как  программное обеспечение, осуществляющее веб-серверные функции, так и аппаратное. Обмен данными и запрошенной информацией осуществляется по протоколу HTTP.

В перечень дополнительных функций веб-серверов входит: авторизация и аутентификация пользователей, ведение журнала их обращений к ресурсам, поддержка HTTPS для защищённости коммутирования с клиентами и другие. Наиболее часто применяемым в Unix-подобных ОС веб-сервером является Apache. Третью строчку в списке клиентских предпочтений в настоящее время занимает Nginx.

Прокси-сервер позволяет клиентам обращаться с поисковыми запросами к сетевым службам в косвенной форме. То есть это сервер, специализирующийся на переадресации запросов клиентов к другим серверам. Подключаясь к прокси-серверу и запрашивая ресурс, находящийся на другом сервере, клиент имеет возможность сохранить анонимность и защитить компьютер от сетевых атак. Запрашиваемые данные прокси-сервер выдаёт клиенту либо из собственного кэша (если такой имеется) либо получив их от указанного сервера. В отдельных случаях (для достижения вышеназванных целей) ответ сервера, как и запрос клиента, может быть прокси-сервером изменён.

Самым простым прокси-сервером считается Network Address Translator или NAT. В 2000 году прокси-NAT был встроен в дистрибутив Windows. Прокси-серверы, как и любое явление, имеют две стороны медали, то есть могут быть использованы как во благо, так и во зло. Например, с их помощью скрывают свои IP-адреса те, кто опасается санкций за свои неблаговидные действия в сети…

Функциональный ряд Nginx:

  • серверное обслуживание индексных файлов, статичных запросов, генерирование дескрипторов кэш открытых файлов, списка файлов;
  • акселерированное проксирование, элементарное распределение нагрузки, отказоустойчивость;
  • поддержка кэширования в ходе акселерированного проксирования и FastCGI;
  • поддержка FastCGI (акселелированная) и memcached серверов;
  • модульность, фильтры, включая «докачку» (byte-ranges) и сжатие (gzip);
  • HTTP-аутентификация, chunked ответы, SSI-фильтр;
  • параллельное выполнение нескольких подзапросов на странице, обрабатываемых через FastCGI или прокси в SSI-фильтре;
  • поддержка StartTLS и SSL;
  • возможность поддержки встроенного Perl;
  • простая аутентификация (USER/PASS, LOGIN);
  • серверперенаправление (IMAP/POP3-прокси) пользователя на IMAP/POP3-бэкенд с применением внешнего сервера аутентификации (HTTP).

Для тех, кто не «на ты» с данной терминологией – описание функционала Nginx может показаться весьма туманным. Но когда речь пойдёт о способах конкретного использования этого веб-сервера – он понемногу начнёт развеиваться.

Архитектура и конфигурация

Рабочие процессы в Nginx одновременно обслуживают множество соединений, обеспечивая их вызовами ОС (операционной системы) epoll (Linux), select и kqueue (FreeBSD). Данные, полученные от клиента, разбираются посредством конечного автомата. Обработку разобранного запроса осуществляет цепочка модулей, задаваемая конфигурацией. Формирование ответа клиенту происходит в буферах, которые могут указывать на отрезок файла или хранить данные в памяти. Последовательность передачи данных клиенту определяется цепочками, в которые группируются буферы.

В структурном отношении HTTP-сервер Nginx разделён на виртуальные серверы, которые в свою очередь делятся на location. Виртуальному серверу или директиве можно задать порты и адреса для приёма соединений. Для location можно задать точный URI, часть URI, или регулярное выражение.Для оперативного управления памятью служат пулы, являющиеся последовательностью заранее выбранных блоков памяти. Один блок, выделяемый изначально под пул, имеет длину от 1 до 16 килобайт. Он разделён на области – занятую и незанятую. По мере заполнения последней выделение нового объекта обеспечивается образованием нового блока.

Географическая классификация клиентов по их IP-адресу производится в Nginx посредством специального модуля. Система Radix tree позволяет оперативно работать с IP-адресами, занимая минимум памяти.

Преимущества Nginx

Nginx считается очень быстрым HTTP сервером. Вместо Apache или совместно с ним Nginx используют, чтобы ускорить обработку запросов и уменьшить нагрузку на сервер. Дело в том, что огромные возможности, заложенные модульной архитектурой Apache, большинству пользователей не требуются. Платить же за эту невостребованную функциональность приходится значительным расходом системных ресурсов. Для обычных сайтов, как правило, характерно явное «засилье» статичных файлов (изображений, файлов стилей, JavaScript), а не скриптов. Никакого специального функционала для передачи этих файлов посетителю ресурса не требуется, так как задача весьма проста. А, значит, и веб-сервер для обработки таких запросов должен быть простым и легковесным, как Nginx.

Способы применения Nginx

На отдельном порту/IP. Если ресурс насыщен изображениями или файлами для скачивания Nginx можно настроить на отдельном порту или же IP и раздавать через него статичный контент. Для этого, правда, придётся немного повозиться со сменой ссылок на сайте. При большом количестве запросов к статичным файлам есть смысл завести отдельный сервер и поставить на него Nginx.

Акселерированное проксирование. При этом варианте все посетительские запросы поступают вначале к Nginx. Запросы на получение статичных файлов (например, картинки, простого HTML, JavaScript или CSS-файла) Nginx обрабатывает самостоятельно. В случае обращения пользователя к тому или иному скрипту он переадресует запрос в ведомство Apache. Никаких трансформаций с кодом сайта делать при этом не нужно.

Если канал от сервера к посетителю и наоборот грешит медлительностью – такое применение Nginx может дать дополнительный эффект.  Полученный от посетителя запрос Nginx передаёт для обработки Apache. Обработав запрос, Apache направляет страницу Nginx и с чувством выполненного долга прекращает соединение. Отправлять пользователю страницу Nginx может теперь как угодно долго, практически не расходуя системных ресурсов. Работа Apache на его месте сопровождалась бы неоправданно высокой нагрузкой на память при работе практически вхолостую. Кстати, этот вариант использования Nginx имеет ещё одно название: «frontend к Apache».

Nginx плюс FastCGI. Apache может вообще не понадобиться, если интерпретатор языка, на котором написаны скрипты сайта, поддерживает FastCGI-технологию. К таким языкам относятся, например, PHP, Perl и ряд других. Правда, в этом случае возможно придётся модифицировать коды скриптов.

О том, как установить и настроить Nginx в сети есть немало детальных материалов. Узнать о Nginx подробнее можно и на сайте его разработчика Игоря Сысоева.

  • NGINX — это сила

  • Роберт

    У меня есть задача: Проходит конференция. В зале стоит IP видеокамера со звуком. Есть пользователи в ЛВС и в интернете (до 500 человек), которые хотят смотреть проходящую конференцию on-line (или в записи). Как можно им помочь?

    • Использовать один из сервисов, типа hangouts, twitch и т.п.

    • Роберт

      Алексей, я не очень разбираюсь в указанной теме, вернее, совсем не разбираюсь. Поэтому хотел найти компетентного человека который мне втолкует и с которым можно договорится о реализации проекта.

    • к сожалению сейчас не могу помочь, времени нет. Но можно связаться с менеджером в компании, где я работаю. Рассказать идею. Мне видится решение так: свой канал на youtube.com (или профиль в g+), в таком случае и онлайн можно смотреть, и будут решены задачи с хранением архивов, и проблемы безопасности (ограничение и предоставление доступа к видео архивам).

      (менеджер — 8 (4872) 250-195 Ольга)