Nginx概要

Nginxとは

Nginxは高性能なHTTPおよびリバースプロキシサーバーです。軽量で高効率なWebサーバー/リバースプロキシ/メール（IMAP/POP3）プロキシ機能を提供し、単一物理サーバーで30,000～50,000の同時接続を処理可能です。

• 高い安定性
• 低いシステムリソース消費
• HTTP同時接続処理能力に優れる

同時接続性能に影響する要因

1. CPUコア数
2. システムの最大ファイルディスクリプタ数

主要な利用シナリオ

• 静的コンテンツ配信（画像・動画）
• 動的コンテンツ処理
• リバースプロキシと負荷分散
• キャッシュサービス

レイヤー別プロキシ機能

HTTP七層プロキシ（アプリケーション層）ではURIベースのリクエスト分配が可能ですが、プロトコル解析のオーバーヘッドが発生します。四層（トランスポート層）プロキシでは単純なTCP/UDP転送を行うため、高性能な転送が実現されます。

リバースプロキシの特徴

クライアントが直接ターゲットサーバーを知る必要がなく、リバースプロキシ経由でリソースを取得します。

利点

• 内部サーバーの安全性向上
• アクセス速度の改善
• IPリソースの効率的利用

パッケージインストール

# EPELリポジトリ追加
sudo yum -y install epel-release

# Nginxインストール
sudo yum -y install nginx

# バージョン確認
nginx -v

ソースからのインストール

# 公式リポジトリ追加
cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/nginx.repo
[nginx-stable]
name=nginx stable repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/\$releasever/\$basearch/
gpgcheck=1
enabled=1
gpgkey=https://nginx.org/keys/nginx_signing.key
module_hotfixes=true
EOF

# インストール実行
sudo yum -y install nginx

NginxとApacheの比較

Nginxの優位点

• 軽量でリソース消費少ない
• 非ブロッキングI/Oによる高並列処理
• 高モジュール化設計

Apacheの優位点

• 高度なリライト機能
• 豊富なモジュール群
• 安定性の実績

アーキテクチャの根本的差異

Apacheは同期型マルチプロセスモデル（1接続=1プロセス）、Nginxは非同期モデル（複数接続=1プロセス）を採用しています。

I/O処理モデル

ゼロコピー技術

従来のデータコピー方式ではカーネル空間とユーザー空間間の転送がパフォーマンスボトルネックでした。mmapによるメモリマッピングにより、このオーバーヘッドを削減します。

I/Oモデル分類

1. ブロッキングI/O
2. ノンブロッキングI/O
3. I/O多重化
4. シグナル駆動I/O
5. 非同期I/O

I/O多重化実装

方式	特徴	制限
select	広範な互換性	FD数制限（通常1024）
poll	接続数無制限	大量FDで性能低下
epoll	コールバックベース処理	Linux専用実装

Nginxアーキテクチャ

主要機能

• 静的コンテンツ配信
• HTTP/HTTPSリバースプロキシ
• FastCGI/uWSGI連携
• TCP/UDPレイヤー転送

プロセス構成

マスタープロセス

設定読み込み、ワーカー管理、グレースフルリスタート処理

ワーカープロセス

実際のリクエスト処理、I/O操作、クライアント応答

モジュール体系

• コアモジュール：基本機能提供
• HTTPモジュール：プロトコル処理
• ストリームモジュール：TCP/UDPプロキシ
• サードパーティモジュール：拡張機能

ソースからのインストール手順

# 依存関係インストール
sudo yum -y install gcc pcre-devel openssl-devel zlib-devel

# ユーザー作成
sudo useradd -r -s /sbin/nologin www-service

# ソース取得
curl -O http://nginx.org/download/nginx-1.24.0.tar.gz
tar xzf nginx-1.24.0.tar.gz
cd nginx-1.24.0

# ビルド設定
./configure \
  --prefix=/usr/local/nginx \
  --user=www-service \
  --group=www-service \
  --with-http_ssl_module \
  --with-http_v2_module \
  --with-stream

# コンパイルとインストール
make
sudo make install

# システム統合
sudo ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/bin/

基本操作

# 起動
sudo nginx

# 停止
sudo nginx -s quit

# 設定再読み込み
sudo nginx -s reload