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date: August 12, 2021
author: Michaela Johnson
subject: Nginx Performance Optimization Techniques
recipient: Johnathan Smith
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Dear Johnathan,

I hope this email finds you well. As we discussed in our last meeting, I wanted to share some insights and techniques on optimizing the performance of Nginx web servers. These tips should help improve the overall efficiency and responsiveness of your web applications.

Firstly, it's essential to understand that Nginx is an event-driven architecture, which means it can handle multiple connections simultaneously without creating a new process or thread for each connection. This design makes it highly efficient when dealing with high traffic loads. However, there are still ways to further optimize its performance.

1. Adjust worker processes and worker connections:
The number of worker processes should be set equal to the number of CPU cores available on your server. This configuration ensures optimal utilization of hardware resources. You can find this setting in the nginx.conf file under the "worker_processes" directive. Additionally, increasing the "worker_connections" value allows Nginx to handle more simultaneous connections. A good starting point is 1024 connections per worker process.

2. Enable HTTP/2:
HTTP/2 is a significant improvement over the older HTTP/1.1 protocol, offering features like multiplexing, header compression, and server push. Enabling HTTP/2 support in Nginx can lead to better performance and reduced latency. To enable HTTP/2, add the "http2" parameter to the listen directive in your server block:

listen 443 ssl http2;

3. Use gzip compression:
Enabling gzip compression reduces the size of files sent from the server to clients, resulting in faster load times and decreased bandwidth usage. Add the following directives to your nginx.conf file to enable gzip compression:

gzip on;
gzip_comp_level 5;
gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

4. Configure caching:
Properly configuring caching can significantly improve the performance of your Nginx server by reducing the load on the backend and minimizing latency for clients. There are two main types of caching in Nginx: proxy caching and FastCGI caching. Proxy caching is used when Nginx acts as a reverse proxy, while FastCGI caching is utilized when serving dynamic content through PHP-FPM or another FastCGI process manager.

To enable proxy caching, add the following directives to your server block:

proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
location / {
    proxy_cache my_cache;
    proxy_pass http://backend_server;
}

For FastCGI caching, include these directives in your server block:

fastcgi_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
location ~ \.php$ {
    fastcgi_cache my_cache;
    fastcgi_pass unix:/var/run/php-fpm.sock;
}

5. Optimize SSL/TLS settings:
Optimizing SSL/TLS settings can help reduce CPU usage and improve connection times. Some recommended optimizations include using modern ciphers, enabling OCSP stapling, and implementing session resumption. Here's an example configuration for your server block:

ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers 'TLS_AES_128_GCM_SHA256:TLS_AES_256_GCM_SHA384:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384';
ssl_prefer_server_ciphers on;
ssl_session_cache shared:SSL:10m;
ssl_session_timeout 1d;
ssl_stapling on;
ssl_stapling_verify on;

These are just a few of the many techniques available to optimize Nginx performance. I hope you find these tips helpful in improving your web server's efficiency and responsiveness.

Please let me know if you have any questions or need further assistance with implementing these optimizations.

Best regards,

Michaela Johnson
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- What is the recommended number of worker processes for optimal utilization of hardware resources?
- How can gzip compression be enabled in the nginx.conf file?
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날짜: 2021년 8월 12일
저자 마이클라 존슨
제목 Nginx 성능 최적화 기법
수신자 조나단 스미스
엔드 텍스트

조나단에게,

이 이메일이 잘 전달되길 바랍니다. 지난 회의에서 논의했듯이 Nginx 웹 서버의 성능 최적화에 대한 몇 가지 인사이트와 기술을 공유하고 싶었습니다. 이 팁은 웹 애플리케이션의 전반적인 효율성과 응답성을 개선하는 데 도움이 될 것입니다.

먼저 Nginx는 이벤트 중심 아키텍처로, 각 연결에 대해 새로운 프로세스나 스레드를 생성하지 않고도 여러 연결을 동시에 처리할 수 있다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 이 설계는 트래픽 부하가 높을 때 매우 효율적입니다. 그러나 성능을 더욱 최적화할 수 있는 방법은 아직 남아 있습니다.

1. 작업자 프로세스 및 작업자 연결을 조정합니다:
작업자 프로세스 수는 서버에서 사용 가능한 CPU 코어 수와 동일하게 설정해야 합니다. 이 구성은 하드웨어 리소스를 최적으로 활용할 수 있도록 합니다. 이 설정은 nginx.conf 파일의 "worker_processes" 지시어 아래에서 찾을 수 있습니다. 또한 "worker_connections" 값을 늘리면 Nginx가 더 많은 동시 연결을 처리할 수 있습니다. 작업자 프로세스당 1024개의 연결이 좋은 시작점입니다.

2. HTTP/2를 활성화합니다:
HTTP/2는 멀티플렉싱, 헤더 압축, 서버 푸시 등의 기능을 제공하는 이전 HTTP/1.1 프로토콜에 비해 크게 개선된 프로토콜입니다. Nginx에서 HTTP/2 지원을 활성화하면 성능이 향상되고 지연 시간이 단축될 수 있습니다. HTTP/2를 사용하려면 서버 블록의 listen 지시어에 "http2" 파라미터를 추가하세요:

LISTEN 443 SSL HTTP2;

3. gzip 압축을 사용합니다:
gzip 압축을 사용하면 서버에서 클라이언트로 전송되는 파일 크기가 줄어들어 로드 시간이 빨라지고 대역폭 사용량이 감소합니다. gzip 압축을 사용하려면 nginx.conf 파일에 다음 지시문을 추가합니다:

gzip on;
gzip_comp_level 5;
gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

4. 캐싱을 구성합니다:
캐싱을 올바르게 구성하면 백엔드의 부하를 줄이고 클라이언트의 지연 시간을 최소화하여 Nginx 서버의 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. Nginx의 캐싱에는 프록시 캐싱과 FastCGI 캐싱의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 프록시 캐싱은 Nginx가 역방향 프록시 역할을 할 때 사용되며, FastCGI 캐싱은 PHP-FPM 또는 다른 FastCGI 프로세스 관리자를 통해 동적 콘텐츠를 제공할 때 활용됩니다.

프록시 캐싱을 사용하려면 서버 블록에 다음 지시어를 추가합니다:

proxy_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
위치 / {
    프록시_캐시 내_캐시;
    proxy_pass http://backend_server;
}

FastCGI 캐싱의 경우 서버 블록에 다음 지시어를 포함하세요:

fastcgi_cache_path /path/to/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
위치 ~ \.php$ {
    fastcgi_cache my_cache;
    fastcgi_pass unix:/var/run/php-fpm.sock;
}

5. SSL/TLS 설정 최적화:
SSL/TLS 설정을 최적화하면 CPU 사용량을 줄이고 연결 시간을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 권장되는 최적화에는 최신 암호화 사용, OCSP 스테이플링 사용, 세션 재개 구현 등이 있습니다. 다음은 서버 블록에 대한 구성 예시입니다:

ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers 'TLS_AES_128_GCM_SHA256:TLS_AES_256_GCM_SHA384:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384';
ssl_prefer_서버_암호 켜짐;
ssl_session_cache shared:SSL:10m;
SSL_SESSION_TIMEOUT 1D;
ssl_stapling on;
SSL_STAPLING_VERIFY ON;

이는 Nginx 성능을 최적화하는 데 사용할 수 있는 많은 기술 중 일부에 불과합니다. 이 팁이 웹 서버의 효율성과 응답성을 개선하는 데 도움이 되었기를 바랍니다.

이러한 최적화를 구현하는 데 궁금한 점이 있거나 추가 지원이 필요하면 언제든지 알려주세요.

감사합니다,

마이클라 존슨
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시작하기
- 하드웨어 리소스를 최적으로 활용하기 위해 권장되는 작업자 프로세스 수는 얼마인가요?
- nginx.conf 파일에서 gzip 압축을 활성화하려면 어떻게 해야 하나요?
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