Cómo almacenar en caché el contenido en NGINX

NGINX es un servidor web consolidado de código abierto y alto rendimiento que acelera la entrega de contenido y aplicaciones, mejora la seguridad y mejora la escalabilidad. Uno de los casos de uso más comunes de Nginx es el almacenamiento en caché de contenido , que es la forma más eficaz de mejorar el rendimiento de un sitio web.

Lea también : Las 10 mejores herramientas de almacenamiento en caché de código abierto para Linux

Puede usar NGINX para acelerar los servidores de origen local configurándolo para almacenar en caché las respuestas de los servidores ascendentes y también para crear servidores perimetrales para redes de entrega de contenido ( CDN ). NGINX impulsa algunas de las CDN más grandes.

Cuando se configura como caché, NGINX:

  • caché de contenido estático y dinámico.
  • mejorar el rendimiento del contenido dinámico con micro-caché.
  • servir contenido obsoleto mientras se revalida en segundo plano para un mejor rendimiento.
  • anular o establecer encabezados de Cache-Control, y más.

En este artículo, aprenderá cómo configurar NGINX como almacenamiento en &ltstrong&gtcaché de contenido&lt/strong&gt en Linux para que sus servidores web funcionen de la manera más eficiente posible.

Requisitos previos:

Debería tener NGINX instalado en su servidor Linux, si no, siga estas guías para instalar Nginx:

  • Cómo instalar Nginx en CentOS 8
  • Cómo instalar Nginx en CentOS 7

Almacenamiento en caché de contenido estático en Nginx

El contenido estático es el contenido de un sitio web que permanece igual (no cambia) en todas las páginas. Los ejemplos de contenido estático incluyen archivos como imágenes, videos, documentos Archivos CSS y archivos JavaScript.

Si su sitio web utiliza una gran cantidad de contenido estático, puede optimizar su rendimiento habilitando el almacenamiento en caché del lado del cliente donde el navegador almacena copias de contenido estático para un acceso más rápido.

La siguiente configuración de muestra es una buena opción, simplemente reemplácela www.example.comcon la URL del nombre de su sitio web y realice modificaciones en otras rutas según corresponda.

server {
    # substitute your web server's URL for www.example.com
    server_name www.example.com
    root /var/www/example.com/htdocs
    index index.php

    access_log /var/log/nginx/example.com.access.log
    error_log /var/log/nginx/example.com.error.log

    location / {
        try_files $uri $uri/ /index.php?$args
    }

    location  .php$ {
        try_files $uri =404
        include fastcgi_params
        # substitute the socket, or address and port, of your WordPress server
        fastcgi_pass unix:/var/run/php5-fpm.sock
        #fastcgi_pass 127.0.0.1:9000
 }   

    location * .(ogg|ogv|svg|svgz|eot|otf|woff|mp4|ttf|css|rss|atom|js|jpg
                  |jpeg|gif|png|ico|zip|tgz|gz|rar|bz2|doc|xls|exe|ppt|tar|mid
                  |midi|wav|bmp|rtf)$ {
        expires max
        log_not_found off
        access_log off
    }
}

Almacenamiento en caché de contenido dinámico en Nginx

NGINX usa un caché basado en disco persistente ubicado en algún lugar del sistema de archivos local. Empiece por crear el directorio del disco local para almacenar contenido en caché.
# mkdir -p / var / cache / nginx

A continuación, establezca la propiedad adecuada en el directorio de caché. Debe ser propiedad del usuario NGINX ( nginx ) y del grupo ( nginx ) de la siguiente manera.

# chown nginx:nginx /var/cache/nginx

Ahora continúe para ver cómo habilitar el contenido dinámico en Nginx en la siguiente sección.

Habilitación de FastCGI Cache en NGINX

FastCGI (o FCGI ) es un protocolo ampliamente utilizado para interconectar aplicaciones interactivas como PHP con servidores web como NGINX . Es una extensión de CGI ( Common Gateway Interface ).

La principal ventaja de FCGI es que administra múltiples solicitudes CGI en un solo proceso. Sin él, el servidor web tiene que abrir un nuevo proceso (que debe ser controlado, procesar una solicitud y cerrarse) para cada solicitud de servicio de un cliente.

Para procesar scripts PHP en una implementación de pila LEMP, NGINX usa FPM ( FastCGI Process Manager ) o PHP-FPM , una popular implementación alternativa de PHP FastCGI. Una vez que se está ejecutando el proceso PHP-FPM , NGINX se configura para &ltstrong&gtenviar&lt/strong&gt solicitudes de proxy para su procesamiento. Por lo tanto, NGINX también se puede configurar para almacenar en caché las respuestas del servidor de aplicaciones backend PHP-FPM .

Bajo NGINX , la caché de contenido FastCGI se declara mediante una directiva llamada fastcgi_cache_pathen el http{}contexto de nivel superior , dentro de la estructura de configuración de NGINX. También puede agregar el fastcgi_cache_keyque define una clave (identificador de solicitud) para el almacenamiento en caché.

Además, para leer el estado de la caché ascendente, agregue la directiva add_header X-Cache-Status dentro del http{}contexto esto es útil para fines de depuración.

Suponiendo que el archivo de configuración del bloque del servidor de su sitio se encuentra en /etc/nginx/conf.d/testapp.conf o /etc/nginx/sites-available/testapp.conf (en Ubuntu y sus derivados), abra el archivo de edición y agregue las siguientes líneas en la parte superior del archivo.

fastcgi_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=CACHEZONE:10m inactive=60m max_size=40m
fastcgi_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri"
add_header X-Cache $upstream_cache_status

Habilitar FastCGI Cache en NGINXHabilitar FastCGI Cache en NGINX

La fastcgi_cache_pathdirectiva especifica el número de parámetros que son:

  • / var / cache / nginx : la ruta al directorio del disco local para la memoria caché.
  • niveles : define los niveles de jerarquía de un caché, configura una jerarquía de directorios de dos niveles en / var / cache / nginx .
  • keys_zone (nombre: tamaño) : permite la creación de una zona de memoria compartida donde se almacenan todas las claves activas y la información sobre los datos (meta). Tenga en cuenta que el almacenamiento de las claves en la memoria acelera el proceso de verificación, al facilitar que NGINX determine si es un MISS o HIT , sin verificar el estado en el disco.
  • inactivo : especifica la cantidad de tiempo después del cual los datos almacenados en caché a los que no se accede durante el tiempo especificado se eliminan de la caché independientemente de su actualización. Un valor de 60 m en nuestra configuración de ejemplo significa que los archivos a los que no se accede después de 60 se eliminarán de la caché.
  • max_size : especifica el tamaño máximo de la caché. Hay más parámetros que puede utilizar aquí (lea la documentación de NGINX para obtener más información).

Las variables de la fastcgi_cache_keydirectiva se describen a continuación.

NGINX los usa para calcular la clave (identificador) de una solicitud. Es importante destacar que para enviar una respuesta en caché al cliente, la solicitud debe tener la misma clave que una respuesta en caché.

  • $ esquema : &ltstrong&gtesquema de&lt/strong&gt solicitud, HTTP o HTTPS.
  • $ request_method – método de solicitud, generalmente ” GET ” o ” POST “.
  • $ host : puede ser el nombre de host de la línea de solicitud, o el nombre de host del campo de encabezado de solicitud ” Host “, o el nombre del servidor que coincide con una solicitud, en el orden de precedencia.
  • $ request_uri : significa el URI de solicitud original completo (con argumentos).

Además, la $upstream_cache_statusvariable en la directiva add_header X-Cache-Status se calcula para cada solicitud a la que responde NGINX, ya sea una MISS (respuesta no encontrada en el caché, obtenida del servidor de aplicaciones) o un HIT (respuesta servida desde el caché) o cualquiera de los otros valores admitidos.

A continuación, dentro de la locationdirectiva que pasa las solicitudes de PHP a &ltstrong&gtPHP-FPM&lt/strong&gt , use las fastcgi_cachedirectivas para activar la caché que acaba de definir anteriormente.

También configure el tiempo de almacenamiento en caché para diferentes respuestas usando la fastcgi_cache_validdirectiva como se muestra.

fastcgi_cache CACHEZONE
fastcgi_cache_valid  60m

Definir la zona y la hora de almacenamiento en cachéDefinir la zona y la hora de almacenamiento en caché

Si solo se especifica el tiempo de almacenamiento en caché como en nuestro caso, solo se almacenan en caché las respuestas 200 , 301 y 302 . Pero también puede especificar las respuestas explícitamente o usar cualquiera (para cualquier código de respuesta):

fastcgi_cache CACHEZONE
fastcgi_cache_valid 200  301 203 60m
fastcgi_cache_valid 404 10m
OR
fastcgi_cache CACHEZONE
fastcgi_cache_valid  any 10m

Ajuste del rendimiento del almacenamiento en caché FastCGI en Nginx

Para establecer el número mínimo de veces que se debe realizar una solicitud con la misma clave antes de que la respuesta se almacene en caché, incluya la fastcgi_cache_min_usesdirectiva, ya sea en el contexto http{}o server{}o location{}.

fastcgi_cache_min_uses  3

Establecer el uso mínimo de cachéEstablecer el uso mínimo de caché

Para habilitar la revalidación de elementos de caché caducados mediante solicitudes condicionales con los campos de encabezado ” If-Modified-Since ” y ” If-None-Match “, agregue la fastcgi_cache_revalidatedirectiva, dentro del contexto http{}o server{}o location{}.

fastcgi_cache_revalidate on

Establecer la revalidación de cachéEstablecer la revalidación de caché

También puede indicarle a &ltstrong&gtNGINX&lt/strong&gt que entregue contenido en caché cuando el servidor de origen o el servidor FCGI esté inactivo, utilizando la proxy_cache_use_staledirectiva, dentro de la directiva de ubicación.

Esta configuración de muestra significa que cuando NGINX recibe un error, tiempo de espera y cualquiera de los errores especificados del servidor ascendente y tiene una versión obsoleta del archivo solicitado en el contenido en caché, entrega el archivo obsoleto.

proxy_cache_use_stale error timeout http_500

Habilitar la publicación de datos obsoletosHabilitar la publicación de datos obsoletos

Otra directiva útil para ajustar el rendimiento del almacenamiento en caché de FCGI es la fastcgi_cache_background_updateque funciona junto con la proxy_cache_use_staledirectiva. Cuando está activado, le indica a NGINX que proporcione contenido obsoleto cuando los clientes soliciten un archivo caducado o en proceso de actualización desde el servidor ascendente.

fastcgi_cache_background_update on

Habilitar la actualización en segundo plano de la cachéHabilitar la actualización en segundo plano de la caché

También fastcgi_cache_lockes útil para el ajuste fino del rendimiento de la caché, ya que si varios clientes solicitan el mismo contenido que no está en la caché, NGINX solo reenviará la primera solicitud al servidor ascendente, almacenará la respuesta en caché y luego atenderá las otras solicitudes del cliente desde el caché.

fastcgi_cache_lock on

Habilitar bloqueo de cachéHabilitar bloqueo de caché

Después de realizar todos los cambios anteriores en el archivo de configuración de NGINX , guárdelo y ciérrelo. Luego, verifique la estructura de configuración para ver si hay errores de sintaxis antes de reiniciar el servicio NGINX.

# nginx -t
# systemctl restart nginx

Verifique e inicie el servicio NginxVerifique e inicie el servicio Nginx

A continuación, pruebe si la caché está funcionando correctamente, intente acceder a su aplicación web o sitio utilizando el siguiente comando curl (la primera vez debería indicar una FALTA , pero las solicitudes posteriores deberían indicar un HIT como se muestra en la captura de pantalla).

# curl -I http://testapp.tecmint.com

Prueba FastCGI CachePrueba FastCGI Cache

Aquí hay otra captura de pantalla que muestra a NGINX sirviendo datos obsoletos.

Prueba Nginx que ofrece datos obsoletosPrueba Nginx que ofrece datos obsoletos

Agregar excepciones para omitir la caché

Es posible establecer condiciones bajo las cuales NGINX no debe enviar respuestas en caché a los clientes, usando la fastcgi_cache_bypassdirectiva. Y para indicarle a NGINX que no almacene en caché las respuestas del servidor ascendente, use la extensión fastcgi_no_cache.

Por ejemplo, si desea que las solicitudes POST y las URL con una cadena de consulta vayan siempre a PHP. Primero, declare una instrucción if para establecer la condición de la siguiente manera.

set $skip_cache 0 
if ($request_method = POST) { 
set $skip_cache 1 
} 

Luego active la excepción anterior en la locationdirectiva que pasa las solicitudes de PHP a &ltstrong&gtPHP-FPM&lt/strong&gt , usando las directivas fastcgi_cache_bypassy fastcgi_no_cache.

 
fastcgi_cache_bypass $skip_cache 
fastcgi_no_cache $skip_cache

Hay muchas otras partes de su sitio para las que es posible que no desee habilitar el almacenamiento en caché de contenido. La siguiente es una configuración de ejemplo de NGINX para mejorar el rendimiento de un sitio de WordPress, proporcionada en el blog nginx.com .

Para usarlo, realice cambios (como el dominio, las rutas, los nombres de archivo, etc.) para reflejar lo que existe en su entorno.

fastcgi_cache_path /var/run/NGINX-cache levels=1:2 keys_zone=WORDPRESS:100m inactive=60m 
fastcgi_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri" 
server { 
server_name example.com www.example.com 
root /var/www/example.com 
index index.php 
access_log /var/log/NGINX/example.com.access.log 
error_log /var/log/NGINX/example.com.error.log 
set $skip_cache 0 
# POST requests and URLs with a query string should always go to PHP 
if ($request_method = POST) { 
set $skip_cache 1 
} 
if ($query_string != "") {
set $skip_cache 1 
} 
# Don't cache URIs containing the following segments 
if ($request_uri * "/wp-admin/|/xmlrpc.php|wp-.*.php|/feed/|index.php |sitemap(_index)?.xml") { 
set $skip_cache 1 
} 
# Don't use the cache for logged-in users or recent commenters 
if ($http_cookie * "comment_author|wordpress_[a-f0-9]+|wp-postpass |wordpress_no_cache|wordpress_logged_in") {
set $skip_cache 1 
} 
location / { 
try_files $uri $uri/ /index.php?$args 
} 
location  .php$ { 
try_files $uri /index.php 
include fastcgi_params 
fastcgi_pass unix:/var/run/php5-fpm.sock 
fastcgi_cache_bypass $skip_cache 
fastcgi_no_cache $skip_cache 
fastcgi_cache WORDPRESS 
fastcgi_cache_valid 60m 
} 
location  /purge(/.*) {
fastcgi_cache_purge WORDPRESS "$scheme$request_method$host$1" 
} 
location * ^.+.(ogg|ogv|svg|svgz|eot|otf|woff|mp4|ttf|css|rss|atom|js|jpg|jpeg |gif|png|ico|zip|tgz|gz|rar|bz2|doc|xls|exe|ppt|tar|mid|midi |wav|bmp|rtf)$ { 
access_log off 
log_not_found off 
expires max 
} 
location = /robots.txt { 
access_log off 
log_not_found off 
}
location  /. { 
deny all 
access_log off 
log_not_found off 
} 
}

Habilitación de la caché de proxy en NGINX

NGINX también admite el almacenamiento en caché de respuestas de otros servidores proxy (definidos por la proxy_passdirectiva). Para este caso de prueba, usamos NGINX como proxy inverso para una aplicación web Node.js, por lo que habilitaremos NGINX como caché para la aplicación Node.js. Todas las directivas de configuración utilizadas aquí tienen significados similares a las directivas FastCGI en la sección anterior, por lo que no las explicaremos nuevamente.

Para habilitar el almacenamiento en caché de las respuestas de un servidor proxy, incluya la proxy_cache_pathdirectiva en el http{}contexto de nivel superior . Para especificar cómo se almacenan en caché las solicitudes, también puede agregar la proxy_cache_keydirectiva de la siguiente manera.

proxy_cache_path /var/cache/nginx app1 keys_zone=PROXYCACHE:100m inactive=60m max_size=500m
proxy_cache_key  "$scheme$request_method$host$request_uri"
add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status
proxy_cache_min_uses 3

A continuación, active la caché en la directiva de ubicación.

location / {
proxy_pass http://127.0.0.1:3000
proxy_cache        PROXYCACHE
proxy_cache_valid 200 302 10m
proxy_cache_valid 404      1m
}

Para definir las condiciones bajo las cuales NGINX no envía contenido almacenado en caché y no almacena en caché una respuesta del servidor ascendente, incluya proxy_cache_bypassy proxy_no_cache.

 
proxy_cache_bypass  $cookie_nocache $arg_nocache$arg_comment
proxy_no_cache        $http_pragma $http_authorization

Ajuste del rendimiento de la caché de proxy

Las siguientes directivas son útiles para ajustar el rendimiento de la caché del proxy. También tienen los mismos significados que las directivas FastCGI.

proxy_cache_min_uses 3
proxy_cache_revalidate on
proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500
proxy_cache_background_update on
proxy_cache_lock on

Para obtener más información y las directivas de configuración de almacenamiento en caché, consulte la documentación de los dos módulos principales ngx_http_fastcgi_module y ngx_http_proxy_module .

Recursos adicionales: almacenamiento en caché de contenido de NGINX y consejos para mejorar el rendimiento de WordPress .

Nginx

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