第３８卷第６期  　计算机应用与软件
Ｖｏｌ ３８Ｎｏ．６２０２１年６月 
ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅ
Ｊｕｎ．２０２１
ＬＮＭＰ生产服务器技术改进
曾棕根
（宁波职业技术学院电子信息工程学院　浙江宁波３１５８００）
收稿日期：２０１９－０９－２４。曾棕根，副教授，主研领域：软件工程。
摘　要  ＬＮＭＰ服务器由于构造复杂、优化难度高，经常出现处理ＰＨＰ网页时卡死、数据库崩溃和服务器被入侵的情况。针对上述问题，使用源代码现场编译、ｔｍｐｆｓ内存文件系统、网络压缩传输、多进程和线程池等多种技术手段，对ＬＮＭＰ生产服务器进行了深度技术改进。测试结果表明，ＬＮＭＰ服务器处理ＰＨＰ ＭａｒｉａＤＢ请求的速度提高了１．８倍，还具有安全可靠和抗拥塞特征，取得了很好的应用效果。关键词  ＬＮＭＰ　ＰＨＰ　安全　高性能　抗拥塞　服务器
中图分类号　ＴＰ３９３．０９    文献标志码　Ａ    ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００ ３８６ｘ．２０２１．０６．００５
ＴＥＣＨＮＩＣＡＬＩＭＰＲＯＶＥＭＥＮＴＯＦＬＮＭＰＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳＥＲＶＥＲ
ＺｅｎｇＺｏｎｇｇｅｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｉｎｇｂｏＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ，Ｎｉｎｇｂｏ３１５８００，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ  ＤｕｅｔｏｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆＬＮＭＰｓｅｒｖｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｏｆｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｉｔｏｆｔｅｎｏｃｃｕｒｓｔｈａｔｔｈｅｓｅｒｖｅｒｉｓｓｔｕｃｋｗｈｅｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＰＨＰｗｅｂｐａｇｅｓ，ｔｈｅｄａｔａｂａｓｅｃｒａｓｈｅｓａｎｄｔｈｅｓｅｒｖｅｒｉｓｉｎｖａｄｅｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｉｎｄｓｔｈｅｋｅｙｔｏｔｈｅａｂｏｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓ．ＴｈｅＬＮＭＰｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓｅｒｖｅｒｗａｓｄｅｅｐｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆｏｎ ｓｉｔｅｓｏｕｒｃｅｃｏｄｅｃｏｍｐｉｌａｔｉｏｎ，ｔｍｐｆｓｍｅｍｏｒｙｆｉｌｅｓｙｓｔｅｍ，ｎｅｔｗｏｒｋｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ｍｕｌｔｉｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｔｈｒｅａｄｐｏｏｌ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｐｅｅｄｏ
ｆｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＰＨＰ ＭａｒｉａＤＢｒｅｑｕｅｓｔｓｂｙＬＮＭＰｓｅｒｖｅｒｉｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１．８ｔｉｍｅｓ，ａｎｄｉｔａｌｓｏｈａｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄａｎｔｉ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ，ａｎｄａｃｈｉｅｖｅｓｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ  ＬＮＭＰ　ＰＨＰ　Ｓｅｃｕｒｉｔｙ　Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　Ａｎｔｉ ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ　Ｓｅｒｖｅｒ
０　引　言
php文件下载源码ＬＮＭＰ架构免费开源、功能强大，是当前最流行的Ｗｅｂ服务器架构，与大数据和人工智能服务器存在密切的关系。由于ＬＮＭＰ架构技术牵涉面广、安装与配置非常复杂且可借鉴的高端经验少，按照默认配置无法发挥该架构稳定、安全和高效的特征。ＬＮＭＰ服务器出现安全漏洞、在访问高峰期网页卡死甚至数据库崩溃成为常态，因此对ＬＮＭＰ生产服务器进行技术改进成为当前亟待解决的问题。
历经七年对ＬＮＭＰ生产服务器的管理与深入研究，解决了ＬＮＭＰ架构安装、运行中遇到的各种问题，对该架构进行了全方位的技术改进，使得该架构安全、快速、抗拥塞。本文系统地论述了该架构在上述三方
面所做的深度技术改进。
１　ＬＮＭＰ架构的组成
ＬＮＭＰ架构是指由Ｌｉｎｕｘ内核的操作系统、Ｎｇｉｎｘ服务器、ＭａｒｉａＤＢ数据库服务器和ＰＨＰ脚本服务器组成的ＰＨＰ动态网站运行架构，组成该架构的四个软件
都是免费开源的［１］
。生产环境下，推荐使用的Ｌｉｎｕｘ
操作系统是ＣｅｎｔＯＳ ７（１９０８），其稳定、快速、安全；Ｎｇｉｎｘ是一款高性能低开销的Ｗｅｂ服务器，目前最新
的稳定版本是１．１６．２［２］；ＭａｒｉａＤＢ是ＭｙＳＱＬ数据库的
一个分支，由开源社区维护，代码更新速度最为快速，目前最新稳定版本为１
０．３．１１；ＰＨＰ网页服务器则是用来编译和运行ＰＨＰ脚本，目前最新版本为７．２．２４。图１为Ｌ
ＮＭＰ架构数据流动示意图。
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计算机应用与软件
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年
图１　ＬＮＭＰ架构数据流动示意图
用户总是在浏览器中发出ＰＨＰ网页查看请求，Ｎｇｉｎｘ收到用户的ＰＨＰ程序调用请求后，将此请求发送给ＰＨＰ ＦＰＭ服务器，ＰＨＰ ＦＰＭ服务器则调用ＰＨＰ进程去编译和运行ＰＨＰ程序，ＰＨＰ程序则通过ＳＱＬ指令从ＭａｒｉａＤＢ数据库中去存取所需信息，ＭａｒｉａＤＢ将ＳＱＬ指令运行后以二维表的形式将结果返回给ＰＨＰ进程，ＰＨＰ进程则将记录以ＨＴＭＬ语法进行包装，ＰＨＰ ＦＰＭ服务器会将此Ｈ
ＴＭＬ文本传送给Ｎｇｉｎｘ服务器，Ｎｇｉｎｘ服务器则将此ＨＴＭＬ文本返回给客户端浏览器，客户端浏览器则解释此ＨＴＭＬ文本中的ＨＴＭＬ标签，用户即可从浏览器中看到此Ｐ
ＨＰ程序的运行结果。由图１可见，数据的流动是以单一、固定的路径传输的，数据总是从客户端浏览器中发出，经过Ｎｇｉｎｘ、ＰＨＰ ＦＰＭ、ＭａｒｉａＤＢ三项服务，最后按原路返回，构成一个闭环。因此，要提高ＬＮＭＰ架构的安全性和性能，就必须对ＬＮＭＰ架构每一项服务进行技术改进。
２　安全性改进
确保在互联网环境下的访问安全是服务器建设中最重要的问题。Ｌ
ＮＭＰ架构服务器安全措施包括磁盘规划、以编译方式安装最新源代码、开放有限端口、限定登录账户
、规划文件读取权限和使用ＨＴＴＰＳ访问协议等。
２．１　磁盘规划
服务器上应该使用多个物理磁盘，构建某种磁盘阵列，某个磁盘损坏时可以直接用新磁盘替换，从而不影响服务器的运行。例如ＲＡＩＤ５，服务器上有３个以上硬盘即可做此模式，一份数据分成３份写，如果一个硬盘坏了，其他数据不会受损失，抽出坏的硬盘再插入
新的硬盘即可［
３］
。在安装ＣｅｎｔＯＳ操作系统时，应该将系统所需的不同的目录分别安装在不同的物理磁盘分区上，以避免某一个目录出现错误时殃及其他目录或整个磁盘。表１列出了不同分区和所需的磁盘空间，其中／ｂｏｏｔ引导分区用来存储Ｌｉｎｕｘ内核，／根分区用来存储ＣｅｎｔＯＳ操作系统所需的其他文件，而服务器中所安装的其他
软件如Ｎｇｉｎｘ、ＭａｒｉａＤＢ、ＰＨＰ及其需要保存的数据则放在／ｏｐｔ分区内。还可以进一步细化，将／根分区中的用户目录和临时目录等放于不同的分区中。这样确保了运行中出现的问题限定在某一个分区内，能最大限度地减少损失。
表１　典型的ＣｅｎｔＯＳ磁盘分区规划
分区类型文件系统容量ｓｗａｐ交换分区１Ｎ／Ａ２ＧＢｓｗａｐ交换分区２Ｎ／Ａ２ＧＢ／ｂｏｏｔ引导分区Ｅｘｔ４２００ＭＢ／根分区
ｘｆｓ４０ＧＢ／ｏｐｔ软件安装分区
ｘｆｓ
其余空间
如果ＬＮＭＰ服务器配有专用的大容量磁盘阵列服务器时，可以使用网线将二者的网卡直连，两块直连网卡使用１９２．１６８．０．ｘ地址组建成一个局域网，在ＬＮＭＰ服务器中采用ｍｏｕｎｔ命令将磁盘阵列服务器挂载到ＣｅｎｔＯＳ操作系统的一个目录中，如ｍｏｕｎｔ１９２．１６８．０．１００
：／ｖｏｌ１／ｍｎｔ／ａｒｒａｙ，最后将ＣｅｎｔＯＳ操作系统中ＬＮＭＰ架构的用户数据或者备份数据直接写在／ｍｎｔ／ａｒｒａｙ即磁盘阵列设备上，这样就确保了ＬＮＭＰ架构在物理层面上的安全性。
２．２　编译安装最新源码
ＬＮＭＰ架构中Ｎｇｉｎｘ、ＭａｒｉａＤＢ和ＰＨＰ都是开源软件，官方一直在做功能、性能或安全性上的改进，因此不宜采用ＬＮＭＰ一键安装包或ＲＰＭ安装包，而应去下载最新的适用于Ｌ
ｉｎｕｘ操作系统的源代码包，直接在ＣｅｎｔＯＳ操作系统上现场配置、编译和安装。这样可以确保得到最新的稳定版本，而且可以生成最适合服务器ＣＰＵ运行的二进制代码。同时，管理员也清楚每个软件都安装到哪个文件夹中，便于日后的升级和维护。
ＣｅｎｔＯＳ操作系统安装好后，应该立即使用ｙｕｍ ｙｕｐｄａｔｅ命令对操作系统进行一次全面更新，而且要定期使用这个命令更新系统。系统更新后，采用ｒｐｍ ｑｋｅｒｎｅｌ查看是否升级了内核，若升级，则需重启操作系统，重启后会自动运行最新内核。这时，使用ｕｎａｍｅ ａ查看正在运行的内核，并用ｒｐｍ ｅ将旧版本的内核删除，否则分配给内核的２００ＭＢ磁盘空间会不够用，下次将无法升级新版内核。
还要立即升级ＣｅｎｔＯＳ操作系统中的ｇｃｃ、ｃｍａｋｅ和ｌｉｂｚｉｐ，这三个软件都是编译其他软件（如Ｎｇｉｎｘ、ＭａｒｉａＤＢ和ＰＨＰ）所必须的。
通过ｇ＋＋－－ｖｅｒｓｉｏｎ命令，可以看到ＣｅｎｔＯＳ中
第６期  　曾棕根：ＬＮＭＰ生产服务器技术改进２５
ｇ＋＋的版本为ｇ＋＋（ＧＣＣ）４．８．５２０１５０６２３（ＲｅｄＨａｔ４．８．５－３９），由于该版本太老，因此须到（ｈｔｔｐｓ：／／ｇｃｃ．ｇｎｕ．ｏｒｇ／）上下载ｇｃｃ－９．２．０．ｔａｒ．ｇｚ源代码编译安装。安装完成后，必须要把／ｕｓｒ／ｌｉｂ６４／中的ｌｉｂｓｔｄｃ＋＋．ｓｏ．６链接到新版本的／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ｌｉｂ６４／ｌｉｂｓｔｄｃ＋＋．ｓｏ．６．０．２７文件，否则ｇ＋＋编译器将无法使用ｇｃｃ－９．２．０。　
从ｃｍａｋｅ（ｈｔｔｐｓ：／／ｃｍａｋｅ．ｏｒｇ／ｄｏｗｎ ｌｏａｄ／）上下载最新的ｃｍａｋｅ－３．１５．１．ｔａｒ．ｇｚ源代码包，编译安装完成后，调用ｃｍａｋｅ ｖｅｒｓｉｏｎ时，会出现“段错误（ｃｏｒｅｄｕｍｐｅｄ）”而无法使用，执行ｈａｓｈ ｒ命令可以解决此错误。
ｌｉｂｚｉｐ是编译ＰＨＰ所必须的支持包，ＣｅｎｔＯＳ默认没有安装ｌｉｂｚｉｐ，要去（ｈｔｔｐｓ：／／ｌｉｂｚｉｐ．ｏｒｇ／）下载最新版本的ｌｉｂｚｉｐ－１．５．２．ｔａｒ．ｇｚ源代码包，编译安装后，运行ｌｉｂｚｉｐ时会出现不到ｚｉｐｃｏｎｆ．ｈ的错误，还需复制／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ｌｉｂ／ｌｉｂｚｉｐ／ｉｎｃｌｕｄｅ／ｚｉｐｃｏｎｆ．ｈ到／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ｉｎｃｌｕｄｅ／ｚｉｐｃｏｎｆ．ｈ位置。
Ｎｇｉｎｘ、ＭａｒｉａＤＢ和ＰＨＰ都需要从上下载最新源代码，然后在本机上现场编译安装，Ｎｇｉｎｘ安装在／ｏｐｔ中，而ＭａｒｉａＤＢ和ＰＨＰ安装在／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／文件夹中。
要定期关注这三个软件的更新情况，并要随官方的修订及时更新它们，以确保最近发现的漏洞能被及时修复。
特别地，以前ＰＨＰ使用Ｏｒａｃｌｅ官方发布的ＭｙＳＱＬ驱动ｌｉｂｍｙｓｑｌ与ＭａｒｉａＤＢ服务进行通信，为了避免版权问题和程序的非可控性，ＰＨＰ已自行开发了ｍｙｓｑｌｎｄ本地驱动替代ｌｉｂｍｙｓｑｌ，所以不再需要先安装ＭａｒｉａＤＢ再安装ＰＨＰ了，传统的安装ＰＨＰ的方式中，在编译ＰＨＰ时，需要指定以下几项：
－－ｗｉｔｈ－ｍｙｓｑｌ＝／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ｍｙｓｑｌ
－－ｗｉｔｈ－ｍｙｓｑｌｉ＝／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ｍｙｓｑｌ／ｂｉｎ／ｍｙｓｑｌ＿ｃｏｎｆｉｇ　
－－ｗｉｔｈ－ｐｄｏ－ｍｙｓｑｌ＝／ｕｓｒ／ｌｏｃａｌ／ｍｙｓｑｌ
现在使用ｍｙｓｑｌｎｄ驱动，编译ＰＨＰ时，上述本条配置应该改为：
－－ｗｉｔｈ－ｍｙｓｑｌ＝ｍｙｓｑｌｎｄ
－－ｗｉｔｈ－ｍｙｓｑｌｉ＝ｍｙｓｑｌｎｄ
－－ｗｉｔｈ－ｐｄｏ－ｍｙｓｑｌ＝ｍｙｓｑｌｎｄ
安装完成后，如果在ｐｈｐｉｎｆｏ输出的ｍｙｓｑｌｉ项中发现ＣｌｉｅｎｔＡＰＩｌｉｂｒａｒｙｖｅｒｓｉｏｎ为ｍｙｓｑｌｎｄ５．０．１２－ｄｅｖ－２０１５０４０７，说明ｍｙｓｑｌｎｄ驱动ｍｙｓｑｌｎｄ５．０．１２－ｄｅｖ－２０１５０４０７已经安装成功，ＰＨＰ脚本可以使用ｐｄｏ＿ｍｙｓｑｌ和ｍｙｓｑｌｉ这两种ＡＰＩＥｘｔｅｎｓｉｏｎｓ通过ｍｙｓｑｌｎｄ驱动与ＭａｒｉａＤＢ数据库服务器通信。
ＣｅｎｔＯＳ操作系统中各种软件都采用ＯｐｅｎＳＳＬ函数库进行加密，但ＯｐｅｎＳＳＬ在２０１４年４月８日曝光了一个名为ｈｅａｒｔｂｌｅｅｄ的漏洞。利用该漏洞，约３０％以ｈｔｔｐｓ开头网址的用户登录账号密码通过网络被窃取［４］。所以必须从ＯｐｅｎＳＳＬ（ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｏｐｅｎｓ ｓｌ．ｏｒｇ）下载，将ＯｐｅｎＳＳＬ１．０．２ｋ－ｆｉｐｓ２６Ｊａｎ２０１７升级为ＯｐｅｎＳＳＬ１．１．１ｄ１０Ｓｅｐ２０１９。同时，使用Ｏｐｅｎ ＳＳＬ加密函数库的Ｎｇｉｎｘ、ＰＨＰ和ＯｐｅｎＳＳＨ都必须采用新安装的ＯｐｅｎＳＳＬ加密函数库重新编译安装，以确保网站访问安全和服务器ＳＳＨ远程访问安全。
２．３　服务器访问限制
ＬＮＭＰ服务器编译安装好后，为确保服务器在互联网上的访问安全，必须在开放有限端口、限定登录
账户、规划文件读取权限等方面作出限制。
通常情况下，服务器只开放８０号Ｗｅｂ服务端口、２２号ＳＳＨ远程访问端口和４４３号ｈｔｔｐｓ访问端口，同时关闭不需要的服务，这样可以减少暴露在互联网中的漏洞。同时，删除ｆｉｒｅｗａｌｌｄ．ｓｅｒｖｉｃｅ防火墙，安装ｉｐｔ ａｂｌｅｓ ｓｅｒｖｉｃｅｓ防火墙，这样易于使用。
同时，在ＣｅｎｔＯＳ操作系统中，要禁止在ｓｓｈ中使用ｒｏｏｔ直接登录，要求用户先用普通账号登录ＣｅｎｔＯＳ操作系统，再通过ｓｕ命令输入ｒｏｏｔ账号密码才可以登录ｒｏｏｔ账号，这样可以防止针对ｒｏｏｔ账号的远程暴力破解。因此，首先要在ＣｅｎｔＯＳ中创建一个普通账号，再在／ｅｔｃ／ｓｓｈ／ｓｓｈｄ＿ｃｏｎｆｉｇ中设置ＰｅｒｍｉｔＲｏｏｔＬｏｇｉｎｎｏ即可。
在ＰＨＰ ＦＰＭ服务器的配置文件ｐｈｐ ｆｐｍ．ｃｏｎｆ中，设置ｕｓｅｒ＝ｗｗｗ和ｇｒｏｕｐ＝ｗｗｗ，使得只有ｗｗｗ组的ｗｗｗ用户才可能访问ＰＨＰ ＦＰＭ服务。
ＭａｒｉａＤＢ数据库服务必须指定允许来自某台客户机的某个账号来连接自己。在ＭｙＳＱＬ数据库的ｕｓｅｒ表中，只留下Ｈｏｓｔ为ｌｏｃａｌｈｏｓｔ和１２７．０．０．１和Ｕｓｅｒ为ｒｏｏｔ的这两条记录，以此只允许来自当前服务器的ｒｏｏｔ账号连接ＭａｒｉａＤＢ数据库服务，从而确保了ＭａｒｉａＤＢ数据库服务的安全。
对ＣｅｎｔＯＳ操作系统中每个文件和文件夹，都可以通过ｃｈｇｒｐ命令设置其隶属于哪个组，通过ｃｈｏｗｎ命令来设置它隶属于哪个用户，并通过ｃｈｍｏｄ命令来设置所有者、所属组其他用户和其他组对它的操作权限。操作权限用４、２、１数字来代表，４表示读取权限，２表示写入权限，１表示执行权限［５］。如７７５这三个数字代表拥有者、组用户、其他用户的权限分别为７＝４＋２＋１、７＝４＋２＋１、５＝４＋１，第一个数字７表示所有者具有读取、写入和执行权限，第二个数字７表示与所有者同组的用户具有读取、写入和执行权限，第三个数字
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    计算机应用与软件２０２１年
５表示其他用户具有读取和执行权限。对访问用户、访问组和其他组的操作权限限定，使得ＣｅｎｔＯＳ操作系统中的文件访问得到有效地保护。
２．４　使用ＨＴＴＰＳ访问协议
Ｎｇｉｎｘ默认采用ＨＴＴＰ协议与客户端浏览器通信，该协议采用明文方式传输网页和用户账号密码，容易受到网络中间人的窃密，所以极不安全。Ｎｇｉｎｘ服务器必须采用ＨＴＴＰＳ安全传输协议与用户端浏览器通信。用户在首次访问Ｎｇｉｎｘ服务器时，Ｎｇｉｎｘ服务器会将使用私钥加密的包
含对应公钥的数字证书ＣＡ发送到客户端浏览器中，以后用户发送访问请求给Ｎｇｉｎｘ服务器时，先用浏览器中的数字证书中的公钥对信息进行加密，再发送给Ｎｇｉｎｘ服务器；Ｎｇｉｎｘ服务器在接收到用户的访问信息后，用服务器上的对应的私钥解开信息；在完成用户提交的请求后，将相应网页用服务器中对应的私钥加密后，再发送给客户端浏览器；客户端浏览器接收到信息后，会用浏览器中该Ｎｇｉｎｘ服务器对应的数字证书中的公钥解密，完成双向加密通信。
将私钥和包含对应公钥的数字证书拷贝到Ｎｇｉｎｘ服务器上后，只需在Ｎｇｉｎｘ的配置文件中编写如下配置即可：
ｓｅｒｖｅｒ｛
ｌｉｓｔｅｎ４４３ｓｓｌ；
ｓｅｒｖｅｒ＿ｎａｍｅｌｏｃａｌｈｏｓｔ；
ｓｓｌ＿ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ／ｅｔｃ／ｐｋｉ／ｔｌｓ／ｃｅｒｔｓ／ｓｅｒｖｅｒ．ｃｅｒ；
ｓｓｌ＿ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｅ＿ｋｅｙ／ｅｔｃ／ｐｋｉ／ｔｌｓ／ｐｒｉｖａｔｅ／ｓｅｒｖｅｒ．ｋｅｙ；
重启Ｎｇｉｎｘ服务器后，客户端浏览器就可以采用ｈｔｔｐｓ：／／方式来访问网站了，这样确保了通信安全。
３　处理速度改进
对软件的运行方式进行优化，才可以充分发挥服务器硬件性能，使得服务器处理Ｗｅｂ请求的速度大大加快，从而避免服务器横向扩展，一方面降低了服务器购置成本，另一方面降低了软件管理上的复杂度。可以从如下几个方面进行技术改进来加快ＬＮＭＰ服务器的处理速度：用内存代替磁盘、使用ＰＨＰ缓存、多进程并行处理、优化ＩｎｎｏＤＢ存储引擎性能和压缩后再传输。３．１　用内存代替磁盘
内存的存取速度远高于磁盘的存取速度，因此把网站的程序文件和数据库直接放在内存中，将会大大提高网站的访问速度。目前最大容量内存是单条１２８ＧＢ，一块ＣＰＵ可以插８条内存，也就是１ＴＢ。如果是双路ＣＰＵ，最大内存可达８ＴＢ。网站代码磁盘占用量一般在１ＧＢ以内，ＭａｒｉａＤＢ数据库的数据文件一般在２０ＧＢ以内，因此一台６４ＧＢ的服务器就可以将网站和数据库全部放入内存直接存取。
将磁盘文件放入内存的方法，就是使用ＴＭＰＦＳ文件系统。ＴＭＰＦＳ，即临时文件系统，是最好的基于ＲＡＭ的文件系统，是由Ｌｉｎｕｘ内核的ＶＭ子系统管理的。ＴＭＰＦＳ初始容量默认是物理内存大小的一半［６］。指定的ＴＭＰＦＳ内存空间并不会被锁定独占，只有挂载存储文件后才会占用相
应大小的空间。
使用ＴＭＰＦＳ文件系统最大的风险是意外掉电后该文件系统中的文件会全部消失。为了防止服务器意外掉电，确保数据安全，一方面定期自动备份数据库，另一方面，确保服务器上的双电源都有效。使用通信型ＵＰＳ不间断电源通过联机ＵＳＢ线实时监测市电，一旦发现断电，立即会切换到电源供电，并自动将内存中的文件保存到磁盘中，再自动关闭ＣｅｎｔＯＳ服务器，最后自动关闭ＵＰＳ。整个处理过程只需５分钟，所以ＵＰＳ只需６００Ｗ的功率，如ＬＡＤＩＳＨ１０００６００Ｗ型ＵＰＳ。　
３．２　使用ＰＨＰ缓存
使用ＰＨＰ缓存，可以大大减少同一网页再次被访问时ＰＨＰ的编译时间开销，从而大大加快网页访问速度。
ＰＨＰ是解释型语言而非编译型语言，每次调用ＰＨＰ文件时，翻译器先将ＰＨＰ文件翻译成易于执行的中间代码（即ｏｐｃｏｄｅ字节码）后再执行，执行完后所占用的内存马上被释放，基本上所有数据包括ｏｐｃｏｄｅ字节码在此时都被销毁。ｏｐｃｏｄｅ字节码并非目标机器代码，不能直接在硬件上运行。该ＰＨＰ文件第二次被调用时，同样还是会被重新转换为字节码，但很多时候文件内容几乎是一样的，比如静态ＨＴＭＬ文件生成字节码后其内容很久都不会改变，这样就非常浪费时间。
为了避免上述问题，ＰＨＰ开发了Ｏｐｃａｃｈｅ组件。该组件的前身是Ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ＋，它是ＰＨＰ的官方公司Ｚｅｎｄ开发的一款闭源但可以免费使用的ＰＨＰ优化加速组件，２０１３年３月中旬Ｏｐｔｉｍｉｚｅｒ＋改名为Ｏｐｃａｃｈｅ，在ＰＨＰ源代码中已经包含了该组件。启用ＰＨＰ的Ｏｐｃａｃｈｅ组件后，ＰＨＰ会缓存ＰＨＰ字节码，使得再次调用相同的ＰＨＰ文件时，无须编译，直接从Ｏｐｃａｃｈｅ缓存中获取字节码去运行；同时，Ｏｐｃａｃｈｅ还应用了一些代码优化模式，使得代码执行更快，从而加速ＰＨＰ的执行，使ＣＰＵ消耗少了许多，ＰＨＰ网页的响应时间也大幅缩短。图２是ＰＨＰ程序使用Ｏｐｃａｃｈｅ缓存后的生命周期示意图。
第６期  　
曾棕根：ＬＮＭＰ生产服务器技术改进
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图２　ＰＨＰ对象生命周期示意图
可以看到，传统的ＰＨＰ的整个运行过程为：Ｒｅ ｑｕｅｓｔ请求（Ｎｇｉｎｘ等）→Ｚｅｎｄ引擎读取．ｐｈｐ文件→扫描其词典和表达式→解析文件→创建要执行的计算机代码（称为Ｏｐｃｏｄｅ）→执行Ｏｐｃｏｄｅ→Ｒｅｓｐｏｎｓｅ返回。使用了Ｏ
ｐｃａｃｈｅ组件后，如果ＰＨＰ网页没有变化，就直接从Ｏ
ｐｃａｃｈｅ缓存中读取中间代码，再去执行，避免了Ｃ
ＰＵ的重复计算。３．３　多进程并行处理
为了充分利用ＣＰＵ多核特征，Ｎｇｉｎｘ和ＰＨＰ都设计为多进程的工作方式，以提高处理效率。从图３所示的ＬＮＭＰ架构示意图中可以看出，客户端浏览器与Ｎｇｉｎｘ管理进程交互后，Ｎｇｉｎｘ监控进程就会把具体的工作任务分配给一个空闲的Ｎｇｉｎｘ工作进程，对于用户的ＰＨＰ网页请求，Ｎｇｉｎｘ工作进程会把ＰＨＰ的编译和运行工作交给ＰＨＰ ＦＰＭ管理进程，ＰＨＰ ＦＰＭ则把具体的工作任务分配给一个空闲的Ｐ
ＨＰＦａｓｔＣＧＩ工作进程，ＰＨＰＦａｓｔＣＧＩ会把要访问的ＰＨＰ网页编译并运行，并存取ＭａｒｉａＤＢ数据库，最后把结果组织成ＨＴＭＬ超文本，
回传给用户端浏览器。
图３　ＬＮＭＰ架构示意图
因此，为Ｎｇｉｎｘ和ＰＨＰ ＦＰＭ设置合适的工作进程数量和工作方式，可以加快ＬＮＭＰ整体架构的处理速度。Ｎｇｉｎｘ通过ｗｏｒｋｅｒ＿ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ指令本配置开启多少个工作进程，其数量一般为ＣＰＵ的逻辑核心数量（即ＣＰＵ超线程总量）。例如，双ＣＰＵ共１６个物理核心，每个物理核心上有２个超线程，那么ｗｏｒｋｅｒ＿ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ应该设置为３２。
ＰＨＰ ＦＰＭ进程池（ｐｍ）有ｓｔａｔｉｃ（静态）、ｄｙｎａｍｉｃ（动态）和ｏｎｄｅｍａｎｄ（按需）三种ＰＨＰＦａｓｔＣＧＩ工作进程启动方式。
如果将ｐｍ设置为ｓｔａｔｉｃ，那么ＰＨＰＦａｓｔＣＧＩ工作进程始终保持ｐ
ｍ．ｍａｘ＿ｃｈｉｌｄｒｅｎ个数目。如果将ｐｍ设置为ｄｙｎａｍｉｃ，那么ＰＨＰ ＦＰＭ管理进程首先启动ｐｍ．ｓｔａｒｔ＿ｓｅｒｖｅｒｓ个工作进程，遇到访问高峰时，会自动增加工作进程数量，确保任何时候都有ｐｍ．ｍｉｎ＿ｓｐａｒｅ＿ｓｅｒｖｅｒｓ个空闲进程存在。访问高峰过后，如果空闲进程多于ｐｍ．ｍａｘ＿ｓｐａｒｅ＿ｓｅｒｖｅｒｓ个时，多余的空闲进程会被杀掉；而同时能存活的最大工作进程总量为ｐ
ｍ．ｍａｘ＿ｃｈｉｌｄｒｅｎ个。如果将ｐｍ设置为ｏｎｄｅｍａｎｄ，那么刚开始时ｐｈｐ ｆｐｍ
管理进程不会创建任何工作进程，当有请求时才会创建；当进程在ｐｍ．ｐｒｏｃｅｓｓ＿ｉｄｌｅ＿ｔｉｍｅｏｕｔ秒后还处于空闲状态就会被杀掉，默认时长为１０秒。因此，在完全空闲时，只有一个ＰＨＰ ＦＰＭ管理进程存在。在此模式下，能同时存活的工作进程最大数量为ｐｍ．ｍａｘ＿ｃｈｉｌｄｒｅｎ个。
要根据具体情况来选择这三种ＰＨＰ ＦＰＭ的进程管理方式。如果内存足够大，可以选用ｓｔａｔｉｃ方式，按一个ＰＨＰ进程占用３０ＭＢ内存的标准来确定ＰＨＰ进程设置数量，由于不用在使用时临时创建ＰＨＰ进程，因此这种方式效率最高，作为首选方式。如果服务器内存不宽裕，则可以选用ｄｙｎａｍｉｃ方式，动态应付访问高峰，能兼顾内存与效率。ｏｎｄｅｍａｎｄ方式把节约内存放在首位，其缺点是遇到访问高峰或者如果ｐｍ．ｐｒｏｃｅｓｓ＿ｉｄｌｅ＿ｔｉｍｅｏｕｔ的值太短的话，服务器会频繁创建进程，用户会感受到明显的网络延迟。
３．４　优化ＩｎｎｏＤＢ存储引擎性能
ＭａｒｉａＤＢ的存储引擎采用插件式工作方式，而ＩｎｎｏＤＢ存储引擎作为事务型数据库的首选引擎，支持事务安全表（ＡＣＩＤ），能与ＭａｒｉａＤＢ数据库系统完美结合。ＭａｒｉａＤＢ系统接收的用户ＳＱＬ请求和传输的数据最后都要通过ＩｎｎｏＤＢ存储引擎与磁盘设备交互。ＬＮＭＰ架构中用户请求数据链最后都要经过ＩｎｎｏＤＢ
存储引擎，因此ＩｎｎｏＤＢ数据库的存取性能决定了

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