By东关

加速 Nginx 响应的几个措施
2021-07-22

核心内容主要是通过修改 Nginx 配置文件来进行调优的!

我们就需要通过优化网站,对 HTTP 服务器进行一些小的改动,可以减少用户使用的网络带宽和服务器上的负载,就可以给更多用户提供服务。这里,我们将介绍一些简单但功能强大的配置更改,这些改动操作步骤非常简单,但可以明显提高网站性能并减少使用的网络带宽。

举一个现实存在的例子,我们有一个电子商务的站点,该站点运行着 Nginx1.15.9 作为其 web 服务器。为了便于计算,我们假设该站点每天有 100 个独立用户,30% 的用户是重复访问者,每个用户在一个会话中平均访问 4 个页面。

1. 启用 Gzip 压缩

Enabling Gzip Compression for HTML, CSS, and JavaScript Files

如您所知,在网站上构建页面的 HTMLCSS 和 JavaScript 文件可能非常庞大。在大多数情况下,Web 服务器可以即时压缩这些和其他文本文件,以节省网络带宽。查看 Web 服务器是否正在压缩文件的一种方法,就是使用浏览器中的开发人员工具。

对于许多浏览器,您可以使用 F12 键访问该工具,相关信息在 Network 选项卡上,可以得到如下所示的截图例子。正如您在左下角看到的,没有压缩:文本文件的大小为 1.15 MB,传输了大量数据。

默认情况下,压缩功能在 Nginx 中是禁用的,但因为安装方式或 Linux 发行版的不同,一些情况下可能在默认的 nginx.conf 配置文件中是启用状态。这里,我们在 NGINX 配置文件中启用了 gzip 压缩:

gzip on;  
gzip_types application/xml  
    application/json  
    text/css  
    text/javascript  
    application/javascript;  
gzip_vary on;  
gzip_comp_level 6;  
gzip_min_length 500;  

正如下面屏幕截图中看到的那样,压缩后数据传输减少到 260KB,相对来收减少了约 80% 数据传输!对于页面上的每个新用户,您可以节省大约 917KB 的数据传输。对于长期使用我们网站的用户,每天可以节省 62MB 带宽,每月可以节省 1860MB 带宽。

2. 设置缓存头

Setting Cache Headers

浏览器检索网页文件时,会将副本保留在本地磁盘缓存中。这样,当你再次访问该页面时,浏览器就不必从服务器重新获取文件。每个浏览器都有自己的使用逻辑,来决定何时使用该文件对应的本地副本,以及何时在服务器更改了该文件时再次获取它。但是,作为网站所有者,你可以在发送的 HTTP 响应中设置缓存控制和过期标头,以提高浏览器的缓存行为的效率,从而减少很多不必要的 HTTP 请求。

首先,可以为字体和图像设置较长的缓存过期时间,这些字体和图像可能不会经常更改。在下面的示例中,设置客户端浏览器将字体和图像在本地缓存中保留一个月。

location ~* \.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|woff2)$ {  
    expires 1M;  
    add_header Cache-Control "public";  
}  

3. 启用 HTTP2 协议

Enabling HTTP/2 Protocol Support

HTTP/2 是用于服务网页的下一代协议,旨在更好地利用网络和主机服务器。根据Google 文档,它可以更快地加载页面内容和处理请求。

The resulting protocol is more friendly to the network, because fewer TCP  
connections are used in comparison to HTTP/1.x. This means less competition  
with other flows, and longer‑lived connections, which in turn leads to better  
utilization of available network capacity.  

在 Nginx1.9.5 及更高版本中已经支持了 HTTP/2 协议,如果需要使用或启用 HTTP/2 协议的话,在 Nginx 配置文件的 listen 指令上包含 http2 参数,即可。需要请注意的是,在大多数情况下,还需要启用 TLS 才能正常使用 HTTP/2 协议。

listen 443 ssl http2;  

下面这网站可以验证自己管理的网站是否支持 HTTP/2 的协议。

rogalove.com

4. 优化日志

Optimizing Logging

我们在管理网站的时候,即使是有对应的监控服务,但是对应日志分析还是不够到位。你也可能只关注错误(400 和 500 个状态码等等),而不是成功的请求。通过减少不必要的日志记录,可以节省服务器上的磁盘存储、CPU 和 I/O 操作。这不仅可以让我们服务器更快一些,而且释放的资源可以用来运行其他服务。

有几种不同的方法可以减少和优化日志记录,但是在这里,我们重点介绍三个。

1、页面资源请求的日志记录

如果我们不需要记录检索普通页面资源的请求,比如图像文件、JavaScript 文件和 CSS 文件等等,那么这是一个快速而简单的解决方案。你所需要做的就是创建一个与这些文件类型匹配的 location 块,并配置禁用其中的日志记录。

location ~* \.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|woff2|js|css)$ {  
    access_log off;  
}  

2、禁用成功请求的日志记录

这是一种更好的方法,因为它会丢弃带有 2xx 或 3xx 的响应查询,仅记录错误请求。它比方法 1 稍微复杂一点,因为它取决于您的 Nginx 日志记录的配置方式。

使用 Nginx 官方文档中的示例,让我们打开条件日志记录。创建一个 $loggable 的变量并将其设置为 0,用于带有 2xx 和 3xx 响应代码的日志请求,否则设置为 1,即可。然后在 access_log 指令中,将该变量作为条件引用。

# /etc/nginx/nginx.conf
access_log /var/log/nginx/access.log;
# access_log directive
map $status $loggable {
    ~^[23] 0;
    default 1;
}

access_log /var/log/nginx/access.log combined if=$loggable;

3、最小化 I/O 操作

即使你要记录所有请求,也可以通过打开访问日志缓冲来最大程度地减少 I/O 操作。使用此指令,Nginx 将等待将日志数据写入磁盘,直到填满 512KB 缓冲区或自上次刷新以来已过了 1 分钟(以先发生者为准)。

access_log /var/log/nginx/access.log combined buffer=512k flush=1m;  

5. 限制带宽

Limiting Bandwidth for Particular URLs

如果服务器提供较大的文件(或较小但非常受欢迎的文件,例如表单或报表文件等),则设置客户端下载文件的最大速度可能是一个非常有用的选择。如果你的站点已经承受了很高的网络负载,则限制下载速度会留下更多带宽,以使应用程序的关键部分保持响应,这是硬件制造商使用的非常受欢迎的解决方案。

使用 limit_rate 指令来限制特定 URL 的带宽。在这里,我们将 /download 下每个文件的传输速率限制为每秒 50KB 的速度。

location /download/ {  
    limit_rate 50k;  
}  

你可能还希望仅对较大的文件进行速率限制,这可以通过 limit_rate_after 指令进行。在此示例中,每个文件(来自任何目录)的前 500KB 都不受速度限制地进行传输,之后的所有内容均以 50KB/s 的速度为上限。这样可以加快网站关键部分的交付速度,同时降低其他部分的速度。

location / {  
    limit_rate_after 500k;  
    limit_rate 50k;  
}  

请注意,速率限制适用于浏览器和 Nginx 之间的单个 HTTP 连接,因此请不要阻止用户使用下载管理器来绕开速率限制。

我们希望这五个技巧能帮助你优化网站的性能,然而速度和带宽增益因网站而异。即使调整你的服务 Nginx 配置,发现似乎并没有显着释放带宽或提高速度,但成千上万个网站分别调整其 Nginx 配置的整体影响加在一起呢?我们的全球网络得到更有效的利用,这意味着最关键的服务将在需要时提供。

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