Nginx là một trong những máy chủ web phổ biến và mạnh mẽ nhất hiện nay, được sử dụng rộng rãi bởi các doanh nghiệp lớn và các trang web có lưu lượng truy cập cao. Được thiết kế với kiến trúc sự kiện không đồng bộ, Nginx nổi bật với khả năng xử lý hàng ngàn kết nối đồng thời mà không làm tiêu tốn nhiều tài nguyên. Ngoài vai trò là máy chủ web, Nginx còn hoạt động hiệu quả như một reverse proxy, cân bằng tải và HTTP cache. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu tổng quan về Nginx, cách cài đặt, cấu hình và ứng dụng thực tế của nó.
Nginx (đọc là “Engine X”) là một phần mềm máy chủ web nguồn mở nổi tiếng, được phát triển để xử lý khối lượng lớn truy cập đồng thời và cung cấp tốc độ xử lý yêu cầu cao. Ra mắt lần đầu tiên vào năm 2004 bởi Igor Sysoev, Nginx không chỉ là một máy chủ web thông thường mà còn đóng vai trò như một reverse proxy, load balancer và HTTP cache. Nginx nhanh chóng trở thành một trong những lựa chọn phổ biến nhất nhờ khả năng vượt trội trong việc quản lý tài nguyên hệ thống và xử lý hàng triệu yêu cầu mỗi giây.
Nginx bắt nguồn từ nhu cầu xử lý một lượng lớn truy cập đồng thời mà vẫn duy trì được hiệu năng cao. Điểm mạnh của Nginx là ở kiến trúc sự kiện, không đồng bộ, cho phép nó xử lý nhiều kết nối hơn với lượng bộ nhớ thấp hơn so với các máy chủ web truyền thống như Apache.
Ngoài việc làm máy chủ web, Nginx cũng được sử dụng rộng rãi như một reverse proxy (đảo ngược proxy), giúp phân phối tải và nâng cao hiệu suất của hệ thống. Nó có khả năng xử lý HTTP, HTTPS, SMTP, POP3 và IMAP, khiến Nginx trở thành một giải pháp linh hoạt và hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Igor Sysoev bắt đầu phát triển Nginx vào đầu những năm 2000, với mục đích chính là giải quyết vấn đề C10k – tức là máy chủ phải có khả năng xử lý 10.000 kết nối đồng thời mà không bị quá tải. Với nền tảng sự kiện không đồng bộ, Nginx dễ dàng xử lý được con số này và hơn thế nữa.
Trong những năm sau đó, Nginx nhanh chóng được cộng đồng mã nguồn mở đón nhận và sử dụng rộng rãi trong nhiều môi trường sản xuất lớn. Đặc biệt, nhiều tập đoàn công nghệ lớn như Netflix, Airbnb, GitHub, WordPress.com đã lựa chọn Nginx để làm máy chủ web và proxy cho các ứng dụng web quy mô lớn của họ.
Kiến trúc của Nginx dựa trên mô hình sự kiện không đồng bộ, nơi mà các yêu cầu từ phía người dùng được xử lý trong các chu trình sự kiện (event-driven). Điều này giúp Nginx xử lý một lượng lớn yêu cầu mà không cần phải khởi tạo một luồng (thread) mới cho mỗi yêu cầu, giúp giảm tiêu thụ tài nguyên hệ thống và tối ưu hóa hiệu suất.
Các thành phần chính trong kiến trúc của Nginx bao gồm:
Nginx hoạt động dựa trên mô hình không đồng bộ và xử lý các yêu cầu theo sự kiện. Khi một yêu cầu được gửi tới Nginx, thay vì tạo một luồng mới cho mỗi yêu cầu như cách hoạt động của nhiều máy chủ web truyền thống, Nginx sử dụng một mô hình sự kiện để quản lý các yêu cầu này.
Dưới đây là quá trình hoạt động cơ bản của Nginx:
Apache và Nginx là hai máy chủ web phổ biến nhất hiện nay, nhưng chúng có các kiến trúc và cách tiếp cận khác nhau trong việc xử lý yêu cầu từ phía người dùng.
Một trong những tính năng mạnh mẽ nhất của Nginx là khả năng hoạt động như một reverse proxy. Reverse proxy là một máy chủ trung gian nhận các yêu cầu từ phía người dùng và chuyển tiếp chúng đến các máy chủ back-end (như ứng dụng web hoặc cơ sở dữ liệu). Điều này giúp tăng cường bảo mật, cải thiện hiệu suất và dễ dàng quản lý tải.
Ví dụ cấu hình reverse proxy trong Nginx:
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_pass http://backend_server;
proxy_set_header Host $host;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
}
}
Nginx còn có khả năng cân bằng tải, giúp phân phối lưu lượng truy cập giữa nhiều máy chủ back-end. Các phương pháp cân bằng tải phổ biến bao gồm:
Cấu hình cân bằng tải trong Nginx:
upstream backend {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
}
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
proxy_pass http://backend;
}
}
Nginx có khả năng caching mạnh mẽ, giúp lưu trữ các kết quả trả về từ back-end và phục vụ lại chúng cho người dùng mà không cần phải thực hiện lại quá trình xử lý phức tạp.
location / {
proxy_cache my_cache;
proxy_cache_valid 200 1h;
proxy_pass http://backend;
}
Nginx có nhiều cơ chế để tăng cường bảo mật cho các ứng dụng web:
Nginx không chỉ là một máy chủ web mạnh mẽ mà còn là một công cụ linh hoạt cho việc cân bằng tải, proxy và cache. Với hiệu suất cao, khả năng mở rộng và cấu hình linh hoạt, Nginx đã trở thành một trong những lựa chọn hàng đầu cho các hệ thống web hiện đại.
