Nginx 핵심 간단 정리

도입

프로젝트에서 웹 서버로 사용하는 Nginx에 대해 복습 목적으로 중요한 내용들만 간단히 정리해보려고 한다.

내가 정리하려자 하는 것은 Nginx 자체 위키의 도입부에 있는 다음 문구이다.

Nginx는 고성능 HTTP 서버이고 리버스 프록시이다. C10K 문제 해결을 위해 등장하였고, 이벤트 기반 (비동기) 아키텍처를 사용한다.

C10K 문제

서버가 동시에(Concurrency) 10,000(10K)개의 클라이언트를 처리할 수 있냐는 문제이다.

기존의 웹 서버들의 한계

기존의 웹 서버들은 하나의 요청을 하나의 프로세스 혹은 쓰레드로 처리하여, 동시에 여러 요청을 처리하기에는 비효율적이었다. (C10K 해결 X)

Nginx는 하나의 쓰레드(Worker Thread)가 여러 요청을 비동기적으로 처리할 수 있어 C10K 문제를 해결할 수 있다.

Nginx 구조

• Master Process: 권한이 필요한 작업(설정 읽기, 포트 바인딩 등)을 진행한 후 아래 프로세스 들을 생성한다.
• Cache Loader: 실행된 후 디스크 기반의 캐시를 메모리에 로드한 후 종료된다.
• Cache Manager Process: 주기적으로 실행되며, 디스크 캐시의 메모리를 일정 크기 이내로 유지한다.
• Worker Process: 위 언급된 기능들 이외 모든 역할을 담당한다. (네트워크 연결, 디스크에 컨텐츠 읽기 & 쓰기, 업스트림 서버 통신)

이벤트 기반 (비동기) 아키텍처

Http Request에 의해 발생되는 이벤트를 읽은 뒤 Worker Process가 처리하며, Thread Pool을 이용하여 비동기적으로 동작한다.

자세한 설명은 아래를 참고하자.

동작 원리

Nginx Event Loop

Nginx는 이벤트 핸들러로 동작한다.
즉, 커널로부터 커넥션 관련 정보를 받아 OS에게 명령을 내린다.

위 그림과 같이, Worker Process가 커널로 부터 이벤트를 받아 하나하나씩 실행한다.

Event Loop 방식의 문제점

Worker Process가 작업시간이 긴 요청을 처리할 때, 뒤에 있는 작업들이 오랜 시간을 기다려야 한다.

해결책

Worker Process에 Thread Pool을 둬, 작업시간이 긴 작업은 Worker Process가 직접 처리하지 않고 Thread Pool에 맡긴다.

기타 특징들

HTTP Server

Web Server과 같은 말로, 클라이언트의 HTTP 요청에 대해 정적인 파일(HTML, CSS, JS, 문서, 이미지 등)을 반환해주는 서비스를 의미한다.

리버스 프록시

일반적인 프록시(Forward Proxy)가 아닌 Client ↔ Internet ↔ Reverse Proxy ↔ Server 의 구성으로 이루어져 있다.

특징

• Forward Proxy가 클라이언트를 보호하는 것과 반대로, 서버를 보호하는데 사용한다.
• 클라이언트는 프록시 서버와 통신하고, 실제 서버와는 통신하지 못해 서버가 어떤 처리를 하였는지 알지 못한다.

Forward Proxy

• Client ↔ Proxy ↔ Internet ↔ Server 의 구성
• 클라이언트와 시스템서버 사이에 위치한다.
• 보안, 캐시, 트래픽 차단 등의 기능을 수행한다.

참고

NGINX Thread Pool

NGINX Processes

NGINX event-driven

Nginx 홈페이지

기타

WorkerThread와 Thread Pool 참고하면 좋은 블로그