加速Nginx服務的響應
海軍上将威廉·麥克拉文在 2014 年于德克薩斯大學發表的著名演講中說，如果你想改變世界，就從鋪床開始吧！有時，一些很小的事情可能會産生很大的影響，無論你是早上起來整理你的床鋪，還是對網站的 HTTP 服務配置檔案做一些小小的改變。
這看起來像是不是有些誇大其詞呢？
但是，在 2020 年的前幾個月裡面，擊垮了人們關于世界，什麼是正常和合理的定義。由于 COVID‑19 的大流行，地球上将近一半的人被困在家中，網際網路已成為他們交流、娛樂、購買食物、工作和教育的唯一方式。每一周，網際網路的網絡流量和伺服器負載都比以往任何時候都要高。根據 BroadbandNow 公司 3 月 25 日釋出的報告顯示，很多城市已經出現一定程度的網絡退化。
這時，我們就需要通過優化網站，對 HTTP 伺服器進行一些小的改動，可以減少使用者使用的網絡帶寬和伺服器上的負載，就可以給更多使用者提供服務。這裡，我們将介紹一些簡單但功能強大的配置更改，這些改動操作步驟非常簡單，但可以明顯提高網站性能并減少使用的網絡帶寬。
舉一個現實存在的例子，我們有一個電子商務的站點，該站點運作着 Nginx1.15.9 作為其 web 伺服器。為了便于計算，我們假設該站點每天有 100 個獨立使用者，30% 的使用者是重複通路者，每個使用者在一個會話中平均通路 4 個頁面。
1. 啟用 Gzip 壓縮
Enabling Gzip Compression for HTML, CSS, and JavaScript Files
如您所知，在網站上建構頁面的 HTML，CSS 和 JavaScript 檔案可能非常龐大。在大多數情況下，Web 伺服器可以即時壓縮這些和其他文本檔案，以節省網絡帶寬。檢視 Web 伺服器是否正在壓縮檔案的一種方法，就是使用浏覽器中的開發人員工具。
對于許多浏覽器，您可以使用 F12 鍵通路該工具，相關資訊在 Network 頁籤上，可以得到如下所示的截圖例子。正如您在左下角看到的，沒有壓縮:文本檔案的大小為 1.15 MB，傳輸了大量資料。
預設情況下，壓縮功能在
Nginx
中是禁用的，但因為安裝方式或
Linux
發行版的不同，一些情況下可能在預設的
nginx.conf
配置檔案中是啟用狀态。這裡，我們在
NGINX
配置檔案中啟用了
gzip
壓縮：
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; 正如下面螢幕截圖中看到的那樣，壓縮後資料傳輸減少到
260KB
，相對來收減少了約
80％
資料傳輸！對于頁面上的每個新使用者，您可以節省大約
917KB
的資料傳輸。對于長期使用我們網站的使用者，每天可以節省
62MB
帶寬，每月可以節省
1860MB
帶寬。
2. 設定緩存頭
Setting Cache Headers
浏覽器檢索網頁檔案時，會将副本保留在本地磁盤緩存中。這樣，當你再次通路該頁面時，浏覽器就不必從伺服器重新擷取檔案。每個浏覽器都有自己的使用邏輯，來決定何時使用該檔案對應的本地副本，以及何時在伺服器更改了該檔案時再次擷取它。但是，作為網站所有者，你可以在發送的 HTTP 響應中設定緩存控制和過期标頭，以提高浏覽器的緩存行為的效率，進而減少很多不必要的 HTTP 請求。
首先，可以為字型和圖像設定較長的緩存過期時間，這些字型和圖像可能不會經常更改。在下面的示例中，設定用戶端浏覽器将字型和圖像在本地緩存中保留一個月。
location ~* \.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|woff2)$ {
expires 1M;
add_header Cache-Control "public";
}
3. 啟用 HTTP2 協定
Enabling HTTP/2 Protocol Support
HTTP/2 是用于服務網頁的下一代協定，旨在更好地利用網絡和主機伺服器。根據Google 文檔，它可以更快地加載頁面内容和處理請求。
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 及更高版本中已經支援了 HTTP/2 協定，如果需要使用或啟用 HTTP/2 協定的話，在 Nginx 配置檔案的 listen 指令上包含 http2 參數，即可。需要請注意的是，在大多數情況下，還需要啟用 TLS 才能正常使用 HTTP/2 協定。
listen 443 ssl http2;
下面這網站可以驗證自己管理的網站是否支援 HTTP/2 的協定。
4. 優化日志
Optimizing Logging
我們在管理網站的時候，即使是有對應的監控服務，但是對應日志分析還是不夠到位。你也可能隻關注錯誤(400 和 500 個狀态碼等等)，而不是成功的請求。通過減少不必要的日志記錄，可以節省伺服器上的磁盤存儲、CPU 和 I/O 操作。這不僅可以讓我們伺服器更快一些，而且釋放的資源可以用來運作其他服務。
有幾種不同的方法可以減少和優化日志記錄，但是在這裡，我們重點介紹三個。
[1] 禁用頁面資源請求的日志記錄
如果我們不需要記錄檢索普通頁面資源的請求，比如圖像檔案、JavaScript 檔案和 CSS 檔案等等，那麼這是一個快速而簡單的解決方案。你所需要做的就是建立一個與這些檔案類型比對的 location 塊，并配置禁用其中的日志記錄。
location ~* \.(?:jpg|jpeg|gif|png|ico|woff2|js|css)$ {
access_log off;
[2] 禁用成功請求的日志記錄
這是一種更好的方法，因為它會丢棄帶有 2xx 或 3xx 的響應查詢，僅記錄錯誤請求。它比方法 1 稍微複雜一點，因為它取決于您的 Nginx 日志記錄的配置方式。
使用 Nginx 官方文檔中的示例，讓我們打開條件日志記錄。建立一個 $loggable 的變量并将其設定為 0，用于帶有 2xx 和 3xx 響應代碼的日志請求，否則設定為 1，即可。然後在 access_log 指令中，将該變量作為條件引用。
# /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
即使你要記錄所有請求，也可以通過打開通路日志緩沖來最大程度地減少 I/O 操作。使用此指令，Nginx 将等待将日志資料寫入磁盤，直到填滿 512KB 緩沖區或自上次重新整理以來已過了 1 分鐘（以先發生者為準）。
access_log /var/log/nginx/access.log combined buffer=512k flush=1m;
5. 限制帶寬
Limiting Bandwidth for Particular URLs
如果伺服器提供較大的檔案(或較小但非常受歡迎的檔案，例如表單或報表檔案等)，則設定用戶端下載下傳檔案的最大速度可能是一個非常有用的選擇。如果你的站點已經承受了很高的網絡負載，則限制下載下傳速度會留下更多帶寬，以使應用程式的關鍵部分保持響應，這是硬體制造商使用的非常受歡迎的解決方案。
使用 limit_rate 指令來限制特定 URL 的帶寬。在這裡，我們将 /download 下每個檔案的傳輸速率限制為每秒 50KB 的速度。
location /download/ {
limit_rate 50k;
你可能還希望僅對較大的檔案進行速率限制，這可以通過 limit_rate_after 指令進行。在此示例中，每個檔案(來自任何目錄)的前 500KB 都不受速度限制地進行傳輸，之後的所有内容均以 50KB/s 的速度為上限。這樣可以加快網站關鍵部分的傳遞速度，同時降低其他部分的速度。
location / {
limit_rate_after 500k;
請注意，速率限制适用于浏覽器和 Nginx 之間的單個 HTTP 連接配接，是以請不要阻止使用者使用下載下傳管理器來繞開速率限制。
我們希望這五個技巧能幫助你優化網站的性能，然而速度和帶寬增益因網站而異。即使調整你的服務 Nginx 配置，發現似乎并沒有顯着釋放帶寬或提高速度，但成千上萬個網站分别調整其 Nginx 配置的整體影響加在一起呢？我們的全球網絡得到更有效的利用，這意味着最關鍵的服務将在需要時提供。
哈哈哈，當然我們還可以使用 F5 等負載均衡器。