Nginx KeepAlive
Nginx 에서 KeepAlive 관련된 설정은 다음과 같이 세가지이다.
- keepalive_disable
- keepalive_timeout
- keepalive_requests
먼저, Keepalive 는 HTTP 와 TCP 상에서 구현되어 있다. HTTP 의 경우에는 1.0 버전과 1.1 버전이 존재하는데, 1.0 버전에서는 KeepAlive 는 존재하지 않으며 1.1 에서는 연결시에 기본으로 KeepAlive 가 활성화 된다.
HTTP 는 “Connetionless” 방법을 취한다. 웹 컨텐츠를 전송 받기 위해서 서버에 연결을 한 후에 데이터를 전송받는다. 그리고는 연결을 바로 끊게 된다. 하지만 웹이라는게 HTML, Javascript, CSS, Image 파일등으로 수백개로 이루어진 상태에서 수백의 컨텐츠를 전송하기위해서 연결을 수백번을 한다면 비 효율적일 것이다. 그래서 한번의 연결로 수십개의 컨텐츠를 전송하도록 해주는것이 KeepAlive 이다.
그렇다면 의문이 들 것이다. KeepAlive 를 켜주기만할 것이지 왜 timout, request 와같은 설정이 필요한 것일까?
답은 네트워크 상황이 좋지 않을때에 나타난다. 만약 KeepAlive 연결이 된상태에서 데이터 전송에 문제가 생겼을 경우 또는 Client 에서 데이터 전송을 하지 않을 경우에 이 연결된 접속은 어떻게 해야 할까? Server 접속 자원은 무한정이 아니기에 이러한 접속을 계속 유지되는 것은 Server 에 막대한 손실을 발생시키고 이는 곧 접속 장애로 이어진다.
그래서 접속이 이루어진 후에 컨텐츠를 전송받은후에 얼마간 또 다시 컨텐츠 전송 요청이 없다면 Server 가 접속을 차단시키도록 해야하는데 이것이바로 keepalive_timeout 이다. 다시말해 처음 접속이 이루어지고 컨텐츠를 한번 전송한 이후에 타이머를 실행시켜서 timeout 시간까지 Client 가 컨텐츠 요청이 없다면 Server는 접속을 차단하게 된다.
keepalive_request 는 Server 에 접속이 이루어진 이후에 컨텐츠를 요청한 갯수를 계산하고 이값을 넘으면 접속을 차단하는 것이다.
이렇게 접속이 차단되면 다음 번 컨텐츠 요청을 위해선느 새로운 접속이 이루어져야 한다.
그렇다면, Nginx 에서는 어떻게 이것을 다룰까? 이를 위해서는 먼저 Nginx 를 debug 모드가 활성화 되도록 컴파일 설치해야 한다.
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./configure --with-debug make make install |
그리고 다음과 같이 error_log 에 debug 를 활성화 해줍니다.
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1 |
error_log logs/error.log debug; |
keepalive_timeout 설정을 5초로 해줍니다.
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1 |
keepalive_timeout 5; |
이렇게해서 nginx 를 실행하고 error.log 파일을 보면 nginx 가 처리하는 과정을 상세히 볼 수 가 있다.
이와 더불어 HTTP 연결 테스트는 Telnet 을 이용하면 된다. 테스트는 다음과 같이 진행하면 된다.
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]# telnet localhost 80 Trying 127.0.0.1... Connected to localhost. Escape character is '^]'. GET /index.html HTTP/1.1 <-- 직접 입력 Host: localhost <-- 직접 입력 Connection: Keep-Alive <-- 직접 입력 <-- Enter 쳐준다. HTTP/1.1 200 OK Server: nginx/1.4.2 Date: Sat, 07 Mar 2015 15:56:37 GMT Content-Type: text/html Content-Length: 612 Last-Modified: Fri, 06 Mar 2015 14:12:38 GMT Connection: keep-alive ETag: "54f9b5d6-264" Accept-Ranges: bytes <!DOCTYPE html> <html> <head> <title>Welcome to nginx!</title> <style> body { width: 35em; margin: 0 auto; font-family: Tahoma, Verdana, Arial, sans-serif; } </style> </head> <body> <h1>Welcome to nginx!</h1> <p>If you see this page, the nginx web server is successfully installed and working. Further configuration is required.</p> <p>For online documentation and support please refer to <a href="http://nginx.org/">nginx.org</a>.<br/> Commercial support is available at <a href="http://nginx.com/">nginx.com</a>.</p> <p><em>Thank you for using nginx.</em></p> </body> </html> Connection closed by foreign host. <--- 이 메시지가 나올때까지 정확하게 5초가 걸리는데 이는 keepalive_timeout 값이다. |
마지막에 “Connection close by foreign host.” 메시지는 5초동안 아무런 요청이 없으면 나타나는데 이는 keepalive_timeout 설정된 값과 같다. 만일 5초가 지나기 전에 또 한번에 데이터 요청을 Server 에 보낸다면 keepalive_timeout 은 reset 되고 전송이 끝난후에 다시 타이머가 흐르기 시작한다.
이는 keepalive_timout 에 대해서 데이터 전송이 끝난 후에 다시 데이터 전송 요청때까지의 갭타임을 의미하기도 한다. 그 사이에 데이터 전송 요청이 없다면 Server 가 접속을 차단하게 된다.
위 실험에서 Nginx는 과연 어떻게 처리했을까? 로그에는 아주 많은 정보가 표시되는데, 전송이 모두 끝난후에 다음과 같은 로그가 보인다.
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2015/03/08 00:56:37 [debug] 3315#0: *1 tcp_nodelay 2015/03/08 00:56:37 [debug] 3315#0: *1 reusable connection: 1 2015/03/08 00:56:37 [debug] 3315#0: *1 event timer add: 3: 5000:1425743802324 <-- 5000는 5초로 keepalive_timeout 설정 값이다. 2015/03/08 00:56:37 [debug] 3315#0: *1 post event 0000000000E12100 2015/03/08 00:56:37 [debug] 3315#0: *1 delete posted event 0000000000E12100 2015/03/08 00:56:37 [debug] 3315#0: *1 http keepalive handler 2015/03/08 00:56:37 [debug] 3315#0: *1 malloc: 0000000000DFDC10:1024 |
Nginx 에서 timout 관련 설정은 거의 대부분 내부적으로 timer 로 처리 된다. Nginx 의 I/O Multiplexer 는 epoll 이기 때문에 내부적으로 epoll_wait 에 timer 가 전달되어 처리되는 구조다.
그리고 각각의 timeout 들은 내부적으로 처리하는 handler 가 존재해 처리된다. 각각의 handler 들은 timer 를 체크하고 close_connection 을 호출하는 방식으로 접속을 차단하도록 구현되어 있다.
“http keepalive handler” 는 ngx_http_request.c 에 구현되어 있다.