Nginx 介紹
Nginx 是一個開源、輕量級、高性能的 HTTP 和反向代理服務器，也可以用于 IMAP/POP3 代理服務器。Nginx 因其采用的異步非阻塞工作模型，使其具備高并發、低資源消耗的特性。高度模塊化設計也使得 Nginx 具備很好的擴展性，在處理靜態文件、反向代理請求等方面， Nginx 表現出了很大的優勢，同時部署維護簡單。因此絕大多數企業內部都會用到 Nginx 。
Nginx 的配置結構圖如下：
主要結構塊說明如下：
1）全局塊：配置影響 Nginx 全局的指令。
2）http塊：Nginx 配置文件中的主要上下文之一，用于定義全局的 HTTP 配置。它可以包含其他模塊的配置指令，如 server 和 upstream。
3）server塊：是 Nginx 配置文件中的另一個上下文，用于定義虛擬主機的配置。每個 server 塊代表一個虛擬主機，可以包含 listen、server_name、location 和 location 塊等指令。
4）location塊：location 是 server 上下文中的一個指令，用于定義請求的 URI 或名稱空間的匹配和處理規則。它可以包含處理請求的指令，如 proxy_pass、root、index 等。
5）upstream：upstream 用于定義一個服務器組，通常用于負載均衡。它允許 Nginx 將請求分發到多個后端服務器。
通常在 Nginx 監控中，可以通過?stub_status?模塊提供的如下7個指標來查看 Nginx 的狀態信息。
- Active connections：當前活動的客戶端連接數，包括等待中的連接
- accepts：接受的客戶端連接總數
- handled：處理的連接總數。通常情況下，此參數的值與accepts相同，除非已經達到了某些資源限制（例如，worker_connections限制）
- equests：客戶端請求的總數
- Reading：當前Nginx正在讀取請求頭的連接數量
- Writing：當前Nginx正在將響應寫回客戶端的連接數量
但是，這些信息對于監控 Nginx 整體運行情況顯然不太夠用。Nginx VTS?模塊會提供更加豐富的 Nginx 監控指標。Nginx VTS 是 Nginx virtual host traffic status module 的簡稱，是一個專門用于 Nginx 服務器的監控模塊，它的主要目的是收集和呈現關于 Nginx 運行狀態的詳細信息，可以監控 Nginx 的流量、連接數等底層數據，對分析 Nginx 的性能非常重要。
該模塊允許用戶訪問 Nginx 的虛擬主機狀態信息，包括服務器、上游服務器（upstreams）和緩存狀態。它類似于 Nginx Plus 的實時活動監控功能。例如，一個 Nginx 的 web 服務中，會包含多個 server，通常監控的流量都是服務器總的流量。如果要分享找到流量大的 server，通常的做法是通過分析日志來進行訪問量統計。但是，有了 Nginx VTS 模塊后，通過對 server zone 的統計，各個 server 的流量可以一覽無余。除了 server 外，各個 upstream 也可以分別統計，可以很方便的查看 nginx 轉發到 upstream 的流量，結合監控可以實現動態調整等。
Nginx VTS 模塊提供了內置的 HTML 頁面，以及 JSON、HTML、JSONP 和 Prometheus 格式的數據輸出，方便用于第三方監控工具進行數據采集，并通過監控儀表板進行監控數據的呈現。
Nginx VTS 模塊的安裝和配置
模塊安裝
通過如下鏈接下載 VTS 模塊，并上傳下載文件到 Nginx 服務器（或者直接在 Nginx 服務上通過 git 下載）。
GitHub - vozlt/nginx-module-vts: Nginx virtual host traffic status module
通過如下命令獲取 Nginx 當前的配置情況：
# nginx -V
configure arguments: --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_realip_module --with-http_addition_module --with-http_gzip_static_module
通過 --add-module 添加VTS模塊，并編譯安裝 Nginx 。
./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_ssl_module --with-http_realip_module --with-http_addition_module --with-http_gzip_static_module --add-module=/file_path_to/nginx-module-vts
make && make install
nginx -V -- 啟動nginx服務，并檢測開啟的模塊
模塊配置
修改 nginx.conf 配置文件，添加 VTS 相關配置。重啟 Nginx 服務。
http {vhost_traffic_status_zone;server {location /status {vhost_traffic_status_display;vhost_traffic_status_display_format prometheus;}}
}備注：vhost_traffic_status_display_format 可選格式有json、jsonp、html或prometheus。
訪問 Nginx VTS 的配置地址（?http://localhost/status?）。正常情況下會出現如下信息。
觀測云
觀測云是一款專為 IT 工程師打造的全鏈路可觀測產品，它集成了基礎設施監控、應用程序性能監控和日志管理，為整個技術棧提供實時可觀察性。這款產品能夠幫助工程師全面了解端到端的用戶體驗追蹤，了解應用內函數的每一次調用，以及全面監控云時代的基礎設施。此外，觀測云還具備快速發現系統安全風險的能力，為數字化時代提供安全保障。
部署 DataKit
DataKit 是一個開源的、跨平臺的數據收集和監控工具，由觀測云開發并維護。它旨在幫助用戶收集、處理和分析各種數據源，如日志、指標和事件，以便進行有效的監控和故障排查。DataKit 支持多種數據輸入和輸出格式，可以輕松集成到現有的監控系統中。
登錄觀測云控制臺，在 集成 -> DataKit 選擇對應安裝方式，當前采用 Linux 主機部署 DataKit 。
采集器配置
我們將通過 DataKit 中的 Nginx 采集器對 Nginx 的監控指標進行采集。配置說明如下：
1、開啟 Nginx 采集器
cp /usr/local/datakit/conf.d/nginx/nginx.conf.sample /usr/local/datakit/conf.d/nginx/nginx.conf
2、編輯 nginx.conf 文件，開啟 VTS 選項并配置監控數據的訪問地址等，如下所示：
[[inputs.nginx]]## Nginx status URL.## (Default) If not use with VTS, the formula is like this: "http://localhost/basic_status".## If using with VTS, the formula is like this: "http://localhost/status/format/json".url = "http://localhost/status/format/json"use_vts = trueuse_plus_api = falseinsecure_skip_verify = falseresponse_timeout = "20s"election = false
3、重啟 DataKit 服務讓配置生效。
datakit service -R
關鍵指標
- nginx 指標集
1、標簽
| Tag | Description |
|---|---|
host | Host name which installed nginx |
nginx_port | Nginx server port |
nginx_server | Nginx server host |
nginx_version | Nginx version, exist when using vts |
2、指標列表
| Metric | Description | Type | Unit |
|---|---|---|---|
connection_accepts | The total number of accepts client connections | int | count |
connection_active | The current number of active client connections | int | count |
connection_dropped | The total number of dropped client connections | int | count |
connection_handled | The total number of handled client connections | int | count |
connection_reading | The total number of reading client connections | int | count |
connection_requests | The total number of requests client connections | int | count |
connection_waiting | The total number of waiting client connections | int | count |
connection_writing | The total number of writing client connections | int | count |
load_timestamp | Nginx process load time in milliseconds, exist when using vts | int | msec |
pid | The pid of nginx process (only for Nginx plus) | int | count |
ppid | The ppid of nginx process (only for Nginx plus) | int | count |
- nginx_server_zone 指標集
1、標簽
| Tag | Description |
|---|---|
host | host name which installed nginx |
nginx_port | nginx server port |
nginx_server | nginx server host |
nginx_version | nginx version |
server_zone | server zone |
2、指標列表
| Metric | Description | Type | Unit |
|---|---|---|---|
code_200 | The number of responses with status code 200 (only for Nginx plus) | int | count |
code_301 | The number of responses with status code 301 (only for Nginx plus) | int | count |
code_404 | The number of responses with status code 404 (only for Nginx plus) | int | count |
code_503 | The number of responses with status code 503 (only for Nginx plus) | int | count |
discarded | The number of requests being discarded (only for Nginx plus) | int | count |
processing | The number of requests being processed (only for Nginx plus) | int | count |
received | The total amount of data received from clients. | int | B |
requests | The total number of client requests received from clients. | int | count |
response_1xx | The number of responses with status codes 1xx | int | count |
response_2xx | The number of responses with status codes 2xx | int | count |
response_3xx | The number of responses with status codes 3xx | int | count |
response_4xx | The number of responses with status codes 4xx | int | count |
response_5xx | The number of responses with status codes 5xx | int | count |
responses | The total number of responses (only for Nginx plus) | int | count |
send | The total amount of data sent to clients. | int | B |
- nginx_upstream_zone 指標集
1、標簽
| Tag | Description |
|---|---|
host | host name which installed nginx |
nginx_port | nginx server port |
nginx_server | nginx server host |
nginx_version | nginx version |
upstream_server | upstream server |
upstream_zone | upstream zone |
2、指標列表
| Metric | Description | Type | Unit |
|---|---|---|---|
active | The number of active connections (only for Nginx plus) | int | count |
backup | Whether it is configured as a backup server (only for Nginx plus) | int | count |
fails | The number of failed requests (only for Nginx plus) | int | count |
received | The total number of bytes received from this server. | int | B |
request_count | The total number of client requests received from server. | int | count |
response_1xx | The number of responses with status codes 1xx | int | count |
response_2xx | The number of responses with status codes 2xx | int | count |
response_3xx | The number of responses with status codes 3xx | int | count |
response_4xx | The number of responses with status codes 4xx | int | count |
response_5xx | The number of responses with status codes 5xx | int | count |
send | The total number of bytes sent to clients. | int | B |
state | The current state of the server (only for Nginx plus) | int | count |
unavail | The number of unavailable server (only for Nginx plus) | int | count |
weight | Weights used when load balancing (only for Nginx plus) | int | count |
- nginx_cache_zone 指標集
1、標簽
| Tag | Description |
|---|---|
cache_zone | cache zone |
host | host name which installed nginx |
nginx_port | nginx server port |
nginx_server | nginx server host |
nginx_version | nginx version |
2、指標列表
| Metric | Description | Type | Unit |
|---|---|---|---|
max_size | The limit on the maximum size of the cache specified in the configuration | int | B |
received | The total number of bytes received from the cache. | int | B |
responses_bypass | The number of cache bypass | int | count |
responses_expired | The number of cache expired | int | count |
responses_hit | The number of cache hit | int | count |
responses_miss | The number of cache miss | int | count |
responses_revalidated | The number of cache revalidated | int | count |
responses_scarce | The number of cache scarce | int | count |
responses_stale | The number of cache stale | int | count |
responses_updating | The number of cache updating | int | count |
send | The total number of bytes sent from the cache. | int | B |
used_size | The current size of the cache. | int | B |
場景視圖
登錄觀測云控制臺，點擊「場景」 -「新建儀表板」，輸入 “Nginx”， 選擇 “Nginx(VTS) 監控視圖”，點擊 “確定” 即可添加視圖。
視圖主要由如下3個部分組成：
1、總覽部分：主要顯示 Nginx 服務器的總體運行情況。包括整體的請求數，連接數，收發數據量和響應錯誤數等。
2、Server 部分：主要顯示各個虛擬主機的請求數，數據收發量和對應的響應錯誤數據情況。
3、upstream 部分：主要顯示請求分發到不同后端服務的請求數，數據收發量和對應的響應錯誤數據情況。
監控器（告警）
連接斷開異常告警
斷開連接數等于 accept（接收）和 handled（處理）之間的差值。在正常情況下，斷開的連接應為零。如果每單位時間斷開連接的速率開始上升，需要尋找導致資源飽和狀態可能的因素。
請求連接數突變
請求數的劇烈變化可能會是環境中某個地方正在發生問題，雖然它并不能確切地告訴問題發生在哪里。但是，值得關注并做進一步分析。
服務錯誤率告警
服務器錯誤率等于單位時間的 5xx 錯誤數（例如 “502 Bad Gateway”）除以請求總數（包含 1xx，2xx，3xx，4xx，5xx）。如果錯誤率過高，則可能需要進行進一步調查。
總結
Nginx VTS 模塊提供了一種強大而靈活的方式來監控和分析 Nginx 的性能和流量，對于維護和優化 Nginx 服務器提供豐富的監控數據支撐。
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