NGiNX, o motor da sua aplicação web

NGiNX, o motor da sua aplicação Web
Ernani Azevedo

• O que é o NGiNX;
• A Web 2.0 e o futuro;
• O HTML5, e como isso muda a Web;
• Protocolo SPDY;
• Preparando servidores para grandes cargas;
• Servidores de aplicação, escolha a sua linguagem;
• Balanceamento de carga entre servidores;
• SSL em tudo, sem sobrecarregar sua aplicação;
• Conteúdo estático;
• Cache de conteúdo dinâmico;
• Perguntas e encerramento.
N G iN X , o m otor da sua aplicação W eb
R oteiro

O que é o N G iN X
• Protocolo SPDY;

• Pronuncia-se “Engine X” (motor X);
• Distribuído sob licença BSD;
• Escrito por Igor Sysoev;
• Utilizado em grandes portais da Internet (17,82% dos top 1M);
• Servidor de alta performance e proxy reverso HTTP;
• Suporte a IMAP/POP3;
• 10 anos em 2014;
• Escrito tendo em mente quebrar a barreira C10K (http://kegel.com/c10k.html);
• Estrutura assíncrona de eventos;
• Baixo consumo de recursos (memória e CPU);
• Utilizado em diversos grandes sites, como Facebook, Netflix, Pinterest,
CloudFare, GitHub, WordPress.com, Thumblr, Instagram, Cnet, Time.com,
SoundCloud, Dropbox, MaxCDN, etc...
O que é o N G iN X

O que é o N G iN X
Fonte: Netcraft
http://news.netcraft.com/archives/2014/04/02/april-2014-web-server-survey.html

O que é o N G iN X
Fonte: W3Techs
http://w3techs.com/technologies/cross/web_server/ranking

O que é o N G iN X
Fonte: The Atlantic
http://www.theatlantic.com/technology/archive/2013/12/welcome-to-the-internet-of-thingies-615-of-web-traffic-is-not-human/282309/

A W eb 2.0 e o futuro
• Protocolo SPDY;

• Navegadores web mais robustos;
• A era do JavaScript;
• O navegador como interface para todas aplicações;
• Serviços de streaming cada vez mais populares;
• Volume de tráfego cada vez maior, devido a banda larga;
• Compiladores C para web;
• Aplicações cada vez mais dependentes de requisições AJAX.
A W eb 2.0 e o futuro

O H T M L5, e com o isso m uda a W eb
• Protocolo SPDY;

• Uso massivo de multi mídia;
• WebSocket possibilitando aplicações P2P;
• Guarda de dados locais (local storage);
• Geo localização em massa.
O H T M L5, e com o isso m uda a W eb

P rotocolo S P D Y
• Protocolo SPDY;

• Pronuncia-se Speedy (veloz);
• Criado principalmente pela Google (marca registrada);
• Objetivo de reduzir a latência em páginas web;
• Reduz o número de conexões ativas com o servidor;
• Criptografia de dados utilizando TLS/SSL;
• Compressão dos dados (gzip ou deflate), incluindo cabeçalhos;
• Multiplexação do conteúdo;
• Suportado pelo Google Chrome e o Chromium, e utilizado para muitos serviços
da Google;
• Suportado pelo Firefox 11 e SeaMonkey 2.8, mas habilitado por padrão apenas
no Firefox 13 ou superior;
• Suportado pelo Opera 12.10;
• Suportado pelo Internet Explorer 11 (exceto para Windows 7).
P rotocolo S P D Y

P reparando o servidores para grandes cargas
• Protocolo SPDY;

• Habilitar uso de eventos via epoll (Linux kernel 2.5.44 e glibc 2.3.2);
• No FreeBSD, utilizar kqueue;
• Habilitar workers para o número máximo de CPU's (veja o lscpu):

• Alterar o limite de recursos de arquivos por worker para 100000;
• Alterar o limite de coneões por worker para 2048;
• Habilitar múltiplas conexões;
• Configuração básica para grandes cargas:
worker_processes 16;
worker_rlimit_nofile 100000;
events {
worker_connections 2048;
use epoll;
multi_accept on;
}

• Habilitar compressão gzip no módulo HTTP;
• Podemos aumentar o tempo limite de keepalive, lembrando que conexões
inativas não consomem CPU e pouquíssima memória (e no máximo 200
requisições por conexão);
http {
keepalive_timeout 65;
keepalive_requests 200;
gzip on;
gzip_min_length 256;
gzip_comp_level 3;
gzip_types text/plain text/css
application/json application/x-javascript
text/html application/xml
application/xml+rss text/javascript;
default_type application/octet-stream;
include /etc/nginx/mime.types;
}

• Habilitar cache de metadados no módulo HTTP;
• Esta configuração não possui parâmetro “on”, apesar de existir parâmetro “off”;
• Configuração básica de cache de metadados no módulo HTTP:
http {
open_file_cache max=10000 inactive=30s;
open_file_cache_valid 60s;
open_file_cache_min_uses 2;
open_file_cache_errors on;
}

• Habilitar reset para conexões inativas;
• Habilitar sendfile para otimizar envio de arquivos;
• Habilitar tcp_nopush (enviar cabeçalhos em apenas um pacote).
http {
reset_timedout_connection on;
sendfile on;
tcp_nopush on;
}

• Tuning da pilha TCP no kernel do Linux, para suportar 100k conexões ativas ou
mais;
• Alterando o tempo de reciclagem de conexões TCP em Time Wait;
• Editar o arquivo /etc/sysctl.conf, alterando:
# Tuning geral de gigabit:
net.core.rmem_max = 16777216
net.core.wmem_max = 16777216
net.ipv4.tcp_rmem = 4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_wmem = 4096 65536 16777216
# Habilitar mais memória para a pilha TCP
# para suportar muitas (100k+) conexões
# ativas:
net.ipv4.tcp_mem = 50576 64768 98152
net.core.netdev_max_backlog = 2500
# Tuning da reciclagem Time Wait do TCP:
net.ipv4.tcp_tw_recycle=1
net.ipv4.tcp_fin_timeout=15

S ervidores de aplicação, escolha a sua linguage
• Protocolo SPDY;

InternetInternet
Apache
PHP
InternetInternet
NGiNX
PHP-FPM

• Protocolo FastCGI:
– PHP-FPM;
– uWSGI (Python, Ruby, Perl, .Net);
• Protocolo proxy HTTP:
– Java;
– Ruby (mongrel);
– BOSH (XMPP over HTTP);
– Outros servidores HTTP.

• FastCGI, uma implementação similar ao CGI para processos persistentes;
• Controle de cabeçalhos e tratamento de erros;
• Exemplo de uso (sessão html da configuração do NGiNX):
location ~ [^/].php(/|$) {
fastcgi_param SCRIPT_FILENAME
$document_root$fastcgi_script_name;
fastcgi_index index.php;
include fastcgi_params;
# Via TCP/IP:
# fastcgi_pass 127.0.0.1:3100;
# Via UNIX Socket:
fastcgi unix:/var/run/php-fpm/php.sock;
}

• Proxy HTTP, possibilitando a integração com praticamente quaisquer
linguagem web;
• Exemplo de uso (sessão html da configuração do NGiNX):
location ~ ^/http-bind {
proxy_buffering off;
proxy_intercept_errors on;
tcp_nodelay on;
keepalive_timeout 55;
proxy_read_timeout 360;
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For
$proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_pass http://web1.local:8080;
}

B alanceam ento de carga entre servidores
• Protocolo SPDY;

InternetInternet
IPVS
InternetInternet
NGiNX
PHP-FPM PHP-FPM
Apache
PHP
Apache
PHP

• Utilização de clusters com balanceamento de carga por Round Robin, com
possibilidade de uso de IP Hash;
• Pode ser misturado conexões TCP e UNIX Socket;
• Exemplo de uso:
upstream backend {
server web1.intra weight=5;
server web2.intra:8080;
server unix:/tmp/server3;
server backup1.intra:81 backup;
server backup2.intra:81 backup;
}
server {
location / {
proxy_pass http://backend;
}
}

InternetInternet
NGiNX
PHP-FPM
Cache
Cluster 1
PHP-FPM
PHP-FPM
Cluster 2
PHP-FPM
PHP-FPM
PHP-FPM
PHP-FPM
Cluster 3
PHP-FPM
M
E
M
C
A
C
H
E
D
M
E
M
C
A
C
H
E
D
M
E
M
C
A
C
H
E
D

S S L em tudo, sem sobrecarregar sua aplicação
• Protocolo SPDY;

S S L em tudo, sem sobrecarregar sua aplicação
• Configuração de SSL extremamente simples;
• Desonera o servidor de aplicação, deixando o trabalho de criptografia para o
proxy web;
• Exemplo de uso:
server {
listen 10.0.0.1:443;
server_name intranet.local;
root /var/www/html;
index index.html index.htm;
ssl on;
ssl_certificate /tmp/intranet.crt;
ssl_certificate_key /tmp/intranet.key;
}

C onteúdo estático
• Protocolo SPDY;

C onteúdo estático
• Possibilidade de comprimir o conteúdo estático em disco para entrega em
deflate ou gzip;
• Desonera o servidor de aplicação, que não precisa servir conteúdo estático;
• Exemplo de compressão gzip:
http {
gzip on;
gzip_static on;
gzip_http_version 1.1;
gzip_min_length 1400;
gzip_vary on;
gzip_comp_level 9;
gzip_proxied any;
gzip_types text/plain text/css …;
gzip_buffers 16 8k;
gzip_disable "MSIE [1-6].(?!.*SV1)";
}

C ache de conteúdo dinâm ico
• Protocolo SPDY;

InternetInternet
NGiNX
PHP-FPM Cache

InternetInternet
NGiNX
PHP-FPM Cache
PHP-FPM
Local
.css
.js
.html
.xml
.jpg
.gif
.mp3
...
}gzip -9 (.gz)

P erguntas e encerram ento
• Protocolo SPDY;

Perguntas?

Obrigado!
Ernani Azevedo
ernaniaz@gmail.com
+55 51 92425885
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