nginxって何だっけ？

フィヨルドブートキャンプというオンラインスクールで、「レンタルサーバのDebianにnginxを導入する」という課題がありました。
今までRailsと合わせて何気なく使っていたけど、nginxの正体を何一つ知らなかったので、調べてみました〜！！

大前提として、Webサーバーソフトをインストールすることで、コンピューターはWebサーバとして機能できるようになります！！
Webサーバーソフトで有名なものにはこれから話す「nginx」や「Apache」があります〜

nginxとは

OSS（Open Source Software）のWebサーバソフトウェアです。
HTTPのWebサーバ、電子メール（IMAP、POP3、SMTP）のプロキシサーバ、HTTP/TCP/UDPサーバのリバースプロキシ/ロードバランサー、キャッシュ、メディアストリーミングなど、多くの機能を提供しています。

特徴

• オープンソース
  ソースコードが公開されており、かつ誰でも無料で利用できるオープンソースのソフトウェアなので使用しやすい
• 高性能な処理
  処理能力の高さや並行処理能力、メモリ消費量の少なさなどがポイント
• OSを選ばない
  幅広いOSに対応していて、Linux、macOSやwindowsでも利用可能なため汎用性が高い

メリット

並行処理能力が高いため、必要となるサーバの数を減らすことができます。
1台のサーバで多くの処理を担うことができるため、サーバ導入のコストと、運用にかかるコストを削減ですることができます。
並列処理を得意としているだけでなく、リバースプロキシやロードバランサとしても機能するため、サーバダウンのリスクを減らすことを前提とした運用が可能です。

デメリット

オープンソースのnginxは機能が限られ、サポートも受けられません。
PHPなどを使った動的処理を行おうと思うと単独では実現できず、処理が複雑になりがちです。

『複雑化しやすい』というデメリットをカバーするために、オープンソース版ではなく商用版の「NGINX Plus」もあります。
ただし、「NGINX Plus」は技術的な難易度が高く、CDNやWAFなど特殊な機能の実装が必要になる場合もあるため、導入の際には高度なスキルが必要となります。

総合的にみると

静的なコンテンツを大量に利用し、接続数やリクエスト数も多い大規模なWebアプリケーションでを運用したい場合、並列処理を高速で実行できるサーバを低コストで実現できるWebサーバソフトです。

Apacheとの比較

では、よく使われているもう１つのサーバソフトウェア、Apacheとはどのような違いがあるのでしょうか？

Apacheの特徴

nginxよりも10年ほど前から利用されてきたApacheは、長い歴史に基づく安定性と信頼感の高さが強みです。
追加で機能の拡張ができるようなモジュールも多数開発されています。
一方で、並行処理が苦手なため、同時接続数が多い大規模システムでの利用にはあまり向いていません。
動的コンテンツ処理を得意とする小中規模向きのWebサーバソフトです。

nginxとApacheの比較

	nginx	Apache
並行処理	得意（同時に複数の処理を高速で実行できる）	苦手（動作が重くなる）
機能	高機能・多機能	安定
PHPとの連携	別プロセスで処理させる必要あり	連携しやすい
動的コンテンツでの利用	向いていない	向いている
向いているアプリケーション	大規模な静的アプリケーション	小規模な動的アプリケーション

nginxのディレクトリ構成

/etc/nginxには複数の設定ファイルが格納されています。
※yumでインストールした各サーバの設定ファイルは「/etc」ディレクトリの下に作られるという決まりがあるため、nginxのインストールと同時に「/etc/nginx」ディレクトリが自動生成されます。

---

nginx
├── nginx.conf
├── uwsgi_params
├── scgi_params
├── fastcgi_params
├── mime.types
├── conf.d
├── sites-available
├── └── default
├── sites-enabled
├── └── default -> /etc/nginx/sites-available/default

• nginx.conf：nginx全般の設定を行っており、このファイルでnginxを制御しています。
  nginxが起動すると/etc/nginx/nginx.conf設定ファイルが読み込まれ、この設定ファイルの内容に基づいた構成で起動します。

Nginxの設定ファイルはデフォルトで２つあり、以下の順番で読み込まれます。
①/etc/nginx/nginx.conf
②/etc/nginx/conf.d/default.conf

nginx.conf

nginx.conf

user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;
error_log /var/log/nginx/error.log;
include /etc/nginx/modules-enabled/*.conf;

events {
	worker_connections 768;
	# multi_accept on;
}

http {

	##
	# Basic Settings
	##

	sendfile on;
	tcp_nopush on;
	types_hash_max_size 2048;
	# server_tokens off;

	# server_names_hash_bucket_size 64;
	# server_name_in_redirect off;

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

	##
	# SSL Settings
	##

	ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2 TLSv1.3; # Dropping SSLv3, ref: POODLE
	ssl_prefer_server_ciphers on;

	##
	# Logging Settings
	##

	access_log /var/log/nginx/access.log;

	##
	# Gzip Settings
	##

	gzip on;

	# gzip_vary on;
	# gzip_proxied any;
	# gzip_comp_level 6;
	# gzip_buffers 16 8k;
	# gzip_http_version 1.1;
	# gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

	##
	# Virtual Host Configs
	##

	include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
	include /etc/nginx/sites-enabled/*;
}


#mail {
#	# See sample authentication script at:
#	# http://wiki.nginx.org/ImapAuthenticateWithApachePhpScript
#
#	# auth_http localhost/auth.php;
#	# pop3_capabilities "TOP" "USER";
#	# imap_capabilities "IMAP4rev1" "UIDPLUS";
#
#	server {
#		listen     localhost:110;
#		protocol   pop3;
#		proxy      on;
#	}
#
#	server {
#		listen     localhost:143;
#		protocol   imap;
#		proxy      on;
#	}
#}

include /etc/nginx/conf.d/.conf;
include /etc/nginx/sites-enabled/;

この部分が大事！！
nginx起動時にincludeで2箇所のディレクトリにあるパターンにマッチするファイルを読み込むため、設定ファイルに追加設定を行いたい場合はこちらを利用します。
そうすることで大枠の構成をシンプルに保つことができ、管理しやすくなります。
また、一部の特定の構成部分は他のファイルに移動することも可能です。

• include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
  例）/etc/nginx/conf.d：nginx.confに追記したい設定を記述した設定ファイル（拡張子はconf）を置いておきます。
  ※中小規模のサイトではこのディレクトリで運用することが多いです。

• include /etc/nginx/sites-enabled/*;
  構成を変更するには、 /etc/nginx/sites-enabled/default ファイルを編集する必要があります。

/etc/nginx/sites-enabled/default

/etc/nginx/sites-enabled/default

# Default server configuration
#
server {
	listen 80 default_server;
	listen [::]:80 default_server;

	# SSL configuration
	#
	# listen 443 ssl default_server;
	# listen [::]:443 ssl default_server;
	#
	# Note: You should disable gzip for SSL traffic.
	# See: https://bugs.debian.org/773332
	#
	# Read up on ssl_ciphers to ensure a secure configuration.
	# See: https://bugs.debian.org/765782
	#
	# Self signed certs generated by the ssl-cert package
	# Don't use them in a production server!
	#
	# include snippets/snakeoil.conf;

	root /var/www/html;

	# Add index.php to the list if you are using PHP
	index index.html index.htm index.nginx-debian.html;

	server_name _;

	location / {
		# First attempt to serve request as file, then
		# as directory, then fall back to displaying a 404.
		try_files $uri $uri/ =404;
	}

	# pass PHP scripts to FastCGI server
	#
	#location ~ \.php$ {
	#	include snippets/fastcgi-php.conf;
	#
	#	# With php-fpm (or other unix sockets):
	#	fastcgi_pass unix:/run/php/php7.4-fpm.sock;
	#	# With php-cgi (or other tcp sockets):
	#	fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
	#}

	# deny access to .htaccess files, if Apache's document root
	# concurs with nginx's one
	#
	#location ~ /\.ht {
	#	deny all;
	#}
}


# Virtual Host configuration for example.com
#
# You can move that to a different file under sites-available/ and symlink that
# to sites-enabled/ to enable it.
#
#server {
#	listen 80;
#	listen [::]:80;
#
#	server_name example.com;
#
#	root /var/www/example.com;
#	index index.html;
#
#	location / {
#		try_files $uri $uri/ =404;
#	}
#}

• uwsgi_params：uWSGI用のパラメータ定義ファイル
  PythonによるWebアプリケーション（DjangoやFlask）＋Nginx＋uWSGIの構成のときに利用されることが多いです。

uWSGIとは

DjangoなどのWebアプリケーションを稼働させるアプリケーションサーバのことです。
WSGI（Web Server Gateway Interface）サーバーの１つで、WebサーバとPythonによるWebアプリケーション（Djangoなど）を結びつける役割があります。

uwsgi_params

uwsgi_param  QUERY_STRING       $query_string;
uwsgi_param  REQUEST_METHOD     $request_method;
uwsgi_param  CONTENT_TYPE       $content_type;
uwsgi_param  CONTENT_LENGTH     $content_length;

uwsgi_param  REQUEST_URI        $request_uri;
uwsgi_param  PATH_INFO          $document_uri;
uwsgi_param  DOCUMENT_ROOT      $document_root;
uwsgi_param  SERVER_PROTOCOL    $server_protocol;
uwsgi_param  REQUEST_SCHEME     $scheme;
uwsgi_param  HTTPS              $https if_not_empty;

uwsgi_param  REMOTE_ADDR        $remote_addr;
uwsgi_param  REMOTE_PORT        $remote_port;
uwsgi_param  SERVER_PORT        $server_port;
uwsgi_param  SERVER_NAME        $server_name;

• scgi_params　SCGI設定しています。

• fastcgi_params　FastCGI設定しています。

• mime.types　MIMEタイプと拡張子を定義しています。

• sites-available：独自の設定ファイルを置くディレクトリです。
  nginx.confに追記したい設定を記述した設定ファイルを置きます。
  nginx.confファイルからsites-availableディレクトリは直接読み込まれず、nginx.confはsites-enabled内のファイルを読み込むため、独自設定ファイルの実体はsites-availableに格納し、シンボリックリンクをsites-enabledディレクトリに作成します。
  設定を変更したい場合にサンプルファイルとして用意されているdefaultファイルを編集して利用することもできますが、defaulのシンボリックリンクはすでにsites-enabledディレクトリに作成されているので、defaultファイルをコピーして新たな設定ファイルを作成することもできます。（設定ファイルをドメイン毎に作りたい場合などに便利です。）
  多くのバーチャルホスト（一台のサーバーで複数のドメインを割り当て、外部からは独立したサーバーであるかのように運用する）を使用するような大規模サイトで利用します。

sites-available/default

/etc/nginx/sites-available/default

## /etc/nginx/sites-available/default
# Default server configuration
#
server {
        listen 80 default_server;
        listen [::]:80 default_server;
       root /var/www/html;
        index index.html index.htm index.nginx-debian.html;
        server_name _;
        location / {
                try_files $uri $uri/ =404;
        }
}
#server {
#       listen 80;
#       listen [::]:80;
#       server_name example.com;
#       root /var/www/example.com;
#       index index.html;
#       location / {
#               try_files $uri $uri/ =404;
#       }
#}

[sites-availableとsites-enabledを利用した独自設定ファイルの作成の流れ]

1. sites-availableにあるdefaultをコピーする
   cp /etc/nginx/sites-available/default /etc/nginx/sites-available/ファイル名
2. コピーしたdefaultを変更して独自設定ファイルを作成する
3. シンボリックリンクを作成する
   nginx起動時に読み取る/etc/nginx/sites-enabledディレクトリに作成する
   ln -s /etc/nginx/sites-available/ファイル名 /etc/nginx/sites-enabled/
   ※sites-enabled：sites-available内の独自設定ファイルのシンボリックリンクを格納している
4. nginxを再起動する
   systemctl restart nginx
   ※nginx.confのinclude /etc/nginx/sites-enabled/*;により、sites-enabledに保存したシンボリックリンクが読み込まれることで、独自設定ファイルが読み込まれる

ファイルを変更する際は常にバックアップを行うようにしましょう。
そうすることで、編集後に問題が発生した場合は、そのコピーを使用してファイルを以前の状態に復元できます。

例えば
cp /etc/nginx/sites-enabled/default ~/nginx-default-backup
/etc/nginx/sites-enabled/ディレクトリにあるdefaultファイルの中身を変更する前に、ホームディレクトリ（~）にnginx-default-backupというファイルを作って変更前の状態をバックアップしておきます。
この時、nginx-default-backupというバックアップファイルを作るディレクトリを、元のファイルと同じディレクトリに作成しないよう注意しましょう！！
nginxが両方読み込んでしまうことにより読み込み作業が中断してしまいます😂