Nginx 反向代理性能低下

Question

为两个目的尝试配置 Nginx：

反向代理将请求重定向到本地tomcat服务器（端口443到10443监听 mcat)
镜像请求到后端服务器进行分析

由于我们在使用默认配置和镜像指令时遇到了非常低的性能，我们决定尝试使用反向代理来检查是否对服务器有影响，而且 nginx 似乎确实将流量限制了将近一半（我们使用的是 Locust 和 Jmeter 作为加载工具）

Nginx 版本：1.19.4

已完成 10-tips-for-10x-application-performance & 调整 NGINX 的性能无济于事。运行 nginx & tomcat 的机器应该足够强大（EC2 c5.4XLarge），我们没有看到资源不足，但网络上限更多。 TIME_WAIT 连接数非常高 (20k-40k)

从机器角度看：

增加网络端口范围 (1024 65300)
降低 tcp_fin_timeout（15 毫秒）
将最大 FD 增加到最大值

Nginx视角（后加nginx.conf）：

keepalive_requests100000； keepalive_timeout1000；
worker_processes 10（16 是 cpu 计数）
worker_connections 3000;
worker_rlimit_nofile 100000;

nginx.conf:

user  nginx;
worker_processes 10;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;


worker_rlimit_nofile 100000;
events {
   worker_connections  3000;
}


http {
   include       /etc/nginx/mime.types;
   default_type  application/octet-stream;

   log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

   log_format  main_ext  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                  '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                  '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" '
                  '"$host" sn="$server_name" '
                  'rt=$request_time '
                  'ua="$upstream_addr" us="$upstream_status" '
                  'ut="$upstream_response_time" ul="$upstream_response_length" '
                  'cs=$upstream_cache_status' ;


   keepalive_requests 100000;
   keepalive_timeout 1000;

   ssl_session_cache  shared:SSL:10m;

   sendfile        on;
   #tcp_nopush     on;

   #gzip  on;

   include /etc/nginx/conf.d/*.conf;

   upstream local_host {
       server 127.0.0.1:10443;
       keepalive 128;
   }

   server {
      listen 443 ssl;

      ssl_certificate /etc/ssl/nginx/crt.pem;
      ssl_certificate_key /etc/ssl/nginx/key.pem;

      location / {
  #       mirror /mirror;
      proxy_set_header Host $host;
      proxy_pass https://local_host$request_uri;
    }
    # Mirror configuration
      location = /mirror {
          internal;
          proxy_set_header Host test-backend-dns;
          proxy_http_version 1.1;
          proxy_set_header Connection "";
          proxy_connect_timeout 3s;
          proxy_read_timeout 100ms;
          proxy_send_timeout 100s;
          proxy_pass https://test-backend-ip:443$request_uri;
         }
       }
 }

也用Amplify代理监控，连接数似乎符合预期的请求数和连接数，但实际请求数很少。 Amplify monitor output

对于 Nginx 来说似乎是一项简单的任务，但配置有误。谢谢你的回答

Answer 1

经过多次尝试和解决问题的方法后，我们得出结论，使用 nginx 的应用程序响应时间更长。

我们的假设以及我们最终如何克服这个问题，是 SSL 终止。从资源和时间两方面来看，这是一项昂贵的操作。

我们所做的是让 nginx（它能够处理比我们遇到的负载高得多的负载，~4k RPS）仅负责 SSL 终止，我们更改了 tomcat 应用程序配置，使其监听 HTTP 请求而不是 HTTPS。这大大减少了 TIME_WAIT 连接，这些连接正在打包并从服务器获取重要资源。

nginx、tomcat 和内核的最终配置：

linux机器配置：

- /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range - set to 1024 65535
  (allows more ports hence ---> more connections)
- sysctl net.ipv4.tcp_timestamps=1 
  (""..reduce performance spikes related to timestamp generation..")
- sysctl net.ipv4.tcp_tw_recycle=0
  (This worked for us. Should be tested with/without tcp_tw_reuse)
- sysctl net.ipv4.tcp_tw_reuse=1
  (Same as tw_recycle)
- sysctl net.ipv4.tcp_max_tw_buckets=10000
  (self explanatory)

Redhat explanation for tcp_timeouts conf

Tomcat配置：

<Executor name="tomcatThreadPool" namePrefix="catalina-exec-"
          maxThreads="4000"
          minSpareThreads="10"
 />


 <!-- A "Connector" using the shared thread pool - NO SSL -->
  <Connector executor="tomcatThreadPool"
          port="8080" protocol="HTTP/1.1"
          connectionTimeout="20000"
          acceptCount="5000"
          pollerThreadCount="16"
          acceptorThreadCount="16"
          redirectPort="8443"
  />

Nginx 特定性能参数配置：

main directive:
- worker_processes auto;
- worker_rlimit_nofile 100000;

events directive:
- worker_connections  10000; (we think can be lower)
- multi_accept on;

http directive:
- keepalive_requests 10000;
- keepalive_timeout 10s;
- access_log off;
- ssl_session_cache   shared:SSL:10m;
- ssl_session_timeout 10m;

真正有助于理解等式的两点：Nginx 和 tomcat。

我们使用 jmx 指标来了解 tomcat 以及我们应用中的 prometheus 指标。 Amplify agent 监控 nginx 行为。

希望对大家有所帮助。

Nginx 反向代理性能低下

Nginx reverse proxy low performance

nginx

tomcat7

performance-testing

centos7

nginx-reverse-proxy