۵ روش برای بهینه کردن عملکرد NGINX

بهینه سازی Nginx یکی از مهم‌ترین گام‌ها برای افزایش سرعت و کارایی وب‌سایت شما است. در این مقاله از بلاگ آبالون، ۵ روش برای بهینه سازی عملکرد سرور NGINX را معرفی می‌کنیم که به شما کمک می‌کند سرور خود را به بهترین شکل تنظیم کنید. با رعایت این نکات، مانند تقویت موتور یک خودرو، می‌توانید از تمام ظرفیت‌های سرور خود استفاده کنید. از طریق این آموزش بهینه سازی Nginx، یاد می‌گیرید چگونه منابع سرور را بهینه مدیریت کنید و سرعت بارگذاری صفحات را افزایش دهید. اگر به دنبال یک راه‌حل مؤثر هستید، با ما همراه باشید تا صفر تا صد بهینه سازی وب سرور Nginx را به شما نشان دهیم. همچنین در مقاله‌ای جداگانه به این موضوع پرداخته‌ایم که NGINX چیست و چه تفاوتی با سایر وب‌سرورها دارد.

چرا بهینه‌سازی NGINX اهمیت دارد؟

بهینه‌سازی Nginx با کاهش زمان بارگذاری صفحات و بهبود تجربه کاربری، منجر به افزایش رضایت کاربران و در نتیجه رشد عملکرد کسب‌وکار می‌شود. این فرایند مستمر بوده و با توجه به تغییر ترافیک و نیازهای اپلیکیشن، نیازمند بازبینی و اصلاح دوره‌ای تنظیمات است. بدین ترتیب، اطمینان حاصل می‌شود که سایت یا اپلیکیشن شما همواره با بالاترین سرعت و پایداری در دسترس کاربران قرار دارد.

چه کارهایی باید قبل از بهینه‌سازی NGINX انجام دهید؟

قبل از اینکه به سراغ بهینه‌سازی Nginx بروید، انجام برخی اقدامات مقدماتی می‌تواند به شما در دستیابی به نتایج بهتر کمک کند. این اقدامات شامل موارد زیر می‌شوند:

• قبل از بهینه‌سازی NGINX، عملکرد فعلی سیستم و نحوه استفاده کاربران را به دقت بررسی کنید.
• منابع سیستمی مانند پردازنده، حافظه و نوع محتوای بازگردانده‌شده را ارزیابی کنید. ابزارهای توسعه‌دهنده مرورگر و برنامه‌هایی مانند dstat و Apache Bench در این زمینه مفید هستند.
• با تحلیل داده‌ها می‌توانید شاخص‌های کلیدی عملکرد (KPI) و ریسک‌های احتمالی را شناسایی کنید و متوجه شوید در چه سطحی از درخواست‌ها ممکن است برنامه با افت عملکرد مواجه شود.
• برای ارزیابی بهتر بهینه‌سازی‌ها، NGINX را روی سرورهای مختلف با سخت‌افزارهای متفاوت (مانند CPU و حافظه بیشتر) و همچنین نسخه‌های مختلف NGINX آزمایش کنید.
• استفاده از سیستم‌های امنیتی مانند SELinux یا AppArmor ممکن است تأثیر منفی بر عملکرد بگذارد، بنابراین باید در تست‌های عملکرد به این موارد توجه شود.
• بررسی کنید که کاربران از کدام نسخه پروتکل HTTP استفاده می‌کنند، زیرا استفاده از نسخه‌های جدیدتر می‌تواند تعداد رفت و برگشت‌ها بین سرور و کاربر را کاهش داده و سرعت پاسخ‌دهی را بهبود بخشد.

۵ روش برای بهینه کردن عملکرد NGINX

Nginx یک وب سرور قدرتمند و سبک است که به دلیل سرعت و کارایی بالا، به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، برای دستیابی به بهترین عملکرد ممکن، نیاز به بهینه‌سازی دارد. در ادامه، پنج روش مهم برای بهینه سازی عملکرد Nginx را بررسی می‌کنیم:

۱. تنظیم تعداد فرآیندهای Worker در NGINX

در NGINX، تعداد فرآیندهای worker با استفاده از دستور worker_processes در فایل پیکربندی nginx.conf تعیین می‌شود. این دستور مشخص می‌کند که NGINX چند فرآیند worker برای پردازش درخواست‌ها ایجاد کند. به‌طور پیش‌فرض، مقدار این دستور روی auto تنظیم شده است، که به NGINX اجازه می‌دهد تعداد فرآیندهای worker را بر اساس تعداد هسته‌های پردازنده سیستم به‌صورت خودکار مشخص کند.

برای مثال، اگر پردازنده سیستم شما ۴ هسته داشته باشد، NGINX به‌طور خودکار ۴ فرآیند worker ایجاد می‌کند. این تنظیم به هر فرآیند اجازه می‌دهد تا روی یک هسته پردازنده اجرا شود و بهینه‌ترین عملکرد را ارائه دهد. در شرایط خاص، مانند زمانی که سیستم شما دارای پردازنده‌ای با تعداد هسته‌های بالا است یا حجم کارها سنگین می‌باشد، ممکن است بخواهید تعداد فرآیندهای worker را بیشتر از تعداد هسته‌های CPU تنظیم کنید. این موضوع به‌ویژه زمانی اهمیت دارد که وب‌سرور خود را روی یک سرور ابری لینوکس اجرا می‌کنید؛ جایی که منابع پردازشی متنوع بوده و نیاز به مدیریت بهینه‌تر وجود دارد. بنابراین توصیه می‌شود قبل از اعمال هر تغییری، سیستم خود را آزمایش کنید تا مطمئن شوید این تنظیمات مناسب هستند.

برای تنظیم تعداد فرآیندهای worker، می‌توانید فایل پیکربندی nginx.conf را ویرایش کرده و مقدار worker_processes را به تعداد مورد نظر تغییر دهید. به‌عنوان مثال:

worker_processes 4;

پس از اعمال تغییرات، باید NGINX را مجدداً بارگذاری کنید تا تنظیمات جدید اعمال شوند. برای این کار می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:

nginx -s reload

این دستور به NGINX اعلام می‌کند که پیکربندی را مجدداً بارگذاری کرده و تنظیمات جدید را اعمال کند.

۲. مدیریت هوشمندانه Connections در NGINX

مدیریت بهینه اتصالات در NGINX برای عملکرد بهتر سرور ضروری است. با تنظیم پارامتر worker_connections، می‌توانید حداکثر تعداد اتصالات همزمان هر فرآیند worker را مشخص کنید. مقدار پیش‌فرض این پارامتر ۵۱۲ است، اما بسته به نیاز سرور و منابع موجود، می‌توانید آن را افزایش دهید. برای مثال، با تنظیمات زیر:

در هر سرور NGINX، فرآیندهای worker مسئول مدیریت تعداد مشخصی از اتصالات همزمان هستند. اینکه چه تعداد اتصال برای هر فرآیند مناسب است، بستگی به نوع محتوا و میزان بار کاری دارد. با دستور worker_connections، می‌توانید حداکثر تعداد اتصالات همزمانی که هر فرآیند worker می‌تواند مدیریت کند را تنظیم کنید. مقدار پیش‌فرض این تنظیم ۵۱۲ اتصال است، اما می‌توانید با توجه به نیاز سرورتان آن را تغییر دهید. نکته مهم این است که هنگام استفاده از TLS (برای اتصالات امن)، فشار روی CPU افزایش پیدا می‌کند. همچنین، اگر از فشرده‌سازی محتوا (content compression) استفاده می‌کنید، مصرف پردازنده بیشتر می‌شود. برای اینکه اتصالات، بعد از دریافت اطلاعات به درستی بسته شوند و باز نمانند، بهتر است دستور lingering_close را فعال نگه دارید. با این تنظیمات، می‌توانید عملکرد سرور خود را بهینه کنید و مطمئن شوید که اتصالات به شکل بهینه و سریع مدیریت می‌شوند.

۳. استفاده از NGINX به عنوان Load Balancer

با تنظیم NGINX به عنوان یک توزیع‌کننده بار (Load Balancer)، می‌توانید درخواست‌ها را به شکل هوشمندانه بین چندین سرور پشتیبان توزیع کنید. این کار تضمین می‌کند که حتی اگر یکی از سرورها دچار مشکل شود، سرورهای سالم بلافاصله وارد عمل شوند و درخواست‌ها را پاسخ دهند.

اتصال‌ها به سرورها با مکانیزم weighted round-robin توزیع می‌شوند، یعنی سروری که سخت‌افزار قوی‌تری دارد یا بار کاری کمتری دارد، درخواست‌های بیشتری دریافت می‌کند. نسخه Open Source NGINX از یک سیستم خودکار به نام passive health check برای بررسی سلامت سرورها استفاده می‌کند. این سیستم در زمان برقراری اتصال، وضعیت سرورها را بررسی می‌کند و در صورت شکست اتصال‌ها، تلاش می‌کند آن‌ها را دوباره برقرار کند. اگر مشکلات تکرار شوند، سرور معیوب به عنوان «غیرقابل دسترس» علامت‌گذاری می‌شود و از چرخه خارج می‌شود.

برای این که سرور به عنوان غیرقابل دسترس شناخته شود، دو تنظیم مهم وجود دارد:

• fail_timeout: مدت زمانی که در آن باید چندین تلاش ناموفق رخ دهد تا سرور غیرقابل دسترس شود، همچنین مدت زمانی که سرور در این وضعیت باقی می‌ماند (به‌طور پیش‌فرض ۱۰ ثانیه است).
• max_fails: تعداد تلاش‌های ناموفقی که باید در این بازه زمانی رخ دهد تا سرور غیرقابل دسترس شناخته شود (به‌طور پیش‌فرض ۱ بار).

برای مدیریت این فرآیند، از ماژول ngx_http_upstream_module استفاده می‌شود. همچنین، اگر می‌خواهید کاربرانی که یک بار به سرور خاصی متصل شدند، همیشه به همان سرور هدایت شوند، از تنظیم sticky session affinity استفاده کنید که به حفظ پایداری Sessionها کمک می‌کند.

۴. کشینگ و فشرده‌سازی محتوای استاتیک در NGINX

اگر می‌خواهید سرعت بارگذاری سایت خود را افزایش دهید و تجربه کاربری بهتری ارائه کنید، کش کردن و فشرده‌سازی (Compression) محتوای استاتیک یک روش عالی است. کش سمت سرور (Server-side Caching) با استفاده از Proxy Cache به شما کمک می‌کند تا داده‌ها را ذخیره کرده و به سرعت به کاربران ارائه دهید. به کمک دستوراتی مثل proxy_cache_path و proxy_cache_key، می‌توانید مکان و الگوی کش را تعریف کنید تا سرور به شکل بهینه‌تری پاسخگو باشد. اگر محتوای شما داینامیک است و به ندرت تغییر می‌کند (مانند تقویم‌ها، فیدهای RSS، و صفحات آماری)، میکرو کشینگ (Micro Caching) در FastCGI Caching می‌تواند بار سرور را کاهش دهد و زمان پاسخ‌دهی را بهبود ببخشد.

در سمت کاربر، وب‌سرور شما می‌تواند پیشنهاداتی برای کش سمت کاربر (Client-side Caching) ارائه دهد. مثلاً با تنظیم Cache-Control Header، می‌توانید تعیین کنید که محتوای شما توسط مرورگر و پروکسی‌ها کش شود (public) یا فقط مرورگر کاربر (private). همچنین می‌توانید مدت زمان کش را با Max-age مشخص کنید. مثالی از این تنظیم:

Cache-Control: public, max-age=864000

و با تنظیم Expires می‌توانید تاریخی مشخص کنید که منابع پس از آن دیگر معتبر نباشند. مثلاً:

worker_processes 4;

هر نوع محتوایی را می‌توان به‌طور خاص برای مدت زمان کش تنظیم کرد:

map $sent_http_content_type $expires {

    default off;

    text/html epoch;

    text/css max;

    application/javascript max;

    ~image/ max;

    ~font/ max;

}

وقتی نوبت به فشرده‌سازی (Compression) می‌رسد، با استفاده از ابزار Gzip، می‌توانید اندازه فایل‌های ارسالی به کاربر را کوچک‌تر کنید. این کار باعث می‌شود که محتوای سایت سریع‌تر بارگذاری شود و در عین حال میزان پهنای باند کمتری مصرف شود. این فشرده‌سازی به‌ویژه برای فایل‌های متنی مثل CSS (فایل‌های استایل وب‌سایت)، JavaScript (فایل‌های کدهای جاوااسکریپت که در صفحات وب استفاده می‌شود)، و JSON (فایل‌های فرمت داده) بسیار کاربردی و مفید است:

gzip_types text/plain text/xml text/css text/javascript application/json application/xml;

البته توجه داشته باشید که اگر از پروتکل‌های امن SSL/TLS استفاده می‌کنید، فشرده‌سازی (Compression) ممکن است در معرض حملات BREACH (یک حمله امنیتی به وب‌سایت‌هایی که از فشرده‌سازی داده‌ها همراه با پروتکل HTTPS استفاده می‌کنند) قرار گیرد.

۵. اهمیت لاگ‌گیری و بافرینگ در NGINX

لاگ‌های NGINX مثل دفترچه راهنما هستند که به شما کمک می‌کنند مشکلات سرور را پیدا کنید. لاگ‌های دسترسی (Access Logs) و لاگ‌های خطا (Error Logs) اطلاعات مهمی مثل خطاهای پیکربندی، منابع استفاده شده، کدهای وضعیت HTTP و اندازه داده‌هایی که رد و بدل می‌شوند را نشان می‌دهند.

برای بهتر کردن عملکرد لاگ‌گیری، می‌توانید از بافرینگ (Buffering) استفاده کنید. این یعنی داده‌ها فقط زمانی به لاگ اضافه می‌شوند که:

• خط بعدی لاگ دیگر در بافر جا نشود.
• داده‌های درون بافر از زمانی که با دستور flush تعیین شده، قدیمی‌تر باشند.
• یک worker در حال باز کردن مجدد فایل‌های لاگ یا خاموش شدن باشد.

ماژول ngx_http_log_module برای مدیریت لاگ‌های دسترسی (Access Logs) تنظیماتی ارائه می‌دهد:

• access_log: مسیر و فرمت لاگ‌های دسترسی را مشخص کنید. مثال: access_log logs/access.log combined;
• log_format: فرمت لاگ را تعیین کنید. مثال: log_format combined “…”;

ماژول ngx_core_module:

• error_log: مسیر و سطح لاگ‌های خطا را مشخص کنید. مثال: error_log logs/error.log error;

نکات مهم: برای بهبود و تست عملکرد سرور، می‌توانید دو حالت مختلف برای ثبت لاگ‌ها تنظیم کنید:

• حالت عادی: در این حالت، فقط اطلاعات ضروری و مهم ثبت می‌شوند. این کار باعث می‌شود سرور با سرعت بیشتری عمل کند و منابعی مثل حافظه و پردازنده کمتری مصرف شود.
• حالت اشکال‌زدایی (debugging): در این حالت، سرور جزئیات کاملی از تمام رویدادها و درخواست‌ها را ثبت می‌کند، حتی کوچک‌ترین موارد. این کمک می‌کند تا مشکلات و خطاها به‌طور دقیق‌تری پیدا شوند.

این روش به شما امکان می‌دهد تا در مواقعی که نیاز به بررسی عمیق دارید، درخواست‌ها را کامل زیر نظر بگیرید، بدون اینکه عملکرد کلی سرور دچار افت شود.

جمع‌بندی

در این مقاله از بلاگ آبالون، به ۵ روش برای بهینه‌سازی NGINX و افزایش کارایی این وب سرور محبوب پرداختیم. هدف اصلی ما ارائه راهکارهایی بود که به شما کمک کند تا عملکرد سرور خود را به سطح بالاتری برسانید و با استفاده از تکنیک‌های حرفه‌ای، ترافیک و بار سرور را به شکلی بهینه مدیریت کنید. در این راهنما، از مفاهیم ابتدایی تا پیشرفته بهینه‌سازی وب سرور NGINX صحبت کردیم؛ از تنظیم فرآیندهای worker گرفته تا کش کردن محتوا و فشرده‌سازی داده‌ها. این تکنیک‌ها نه‌تنها می‌توانند سرعت بارگذاری سایت شما را افزایش دهند، بلکه به مصرف بهینه منابع سرور نیز کمک می‌کنند. اگر به دنبال راهکاری جامع و صفر تا صد بهینه‌سازی وب سرور NGINX هستید، این مقاله به شما کمک می‌کند تا تمامی جوانب مهم را پوشش دهید و سرور خود را بهینه‌تر کنید.