Nginx چیست؟ آشنایی با وب‌سرور انجین‌ایکس

وب سرورها بخشی ضروری از زیرساخت‌های وب هستند که عملکرد سرویس‌های آنلاین را تسهیل می‌کنند. در حال حاضر در میان انواع وب‌سرور، Nginx محبوبیت ویژه‌ای پیدا کرده است. این وب‌سرور قدرتمند، عملکرد سریع و قابلیت‌های متعددی دارد که باعث شده مورد توجه بسیای از توسعه‌دهندگان شبکه قرار بگیرد. ازاین‌رو در این مقاله به بررسی دقیق انجین‌ایکس می‌پردازیم و نحوه کار و ویژگی‌های کلیدی آن را توضیح می‌دهیم. همچنین کاربردهای متداول و مزایایی را که نسبت به سایر وب‌سرورها دارد، شرح می‌دهیم. با ادامه این مطلب همراه ما باشید.

وب ‌سرور چیست؟

وب ‌سرور یک سیستم نرم‌افزاری است که درخواست‌های کاربران را از طریق پروتکل HTTP یا HTTPS دریافت می‌کند و محتوای موردنظر مانند صفحات وب، تصاویر، ویدئوها یا فایل‌های دیگر را به آن‌ها تحویل می‌دهد. البته وب‌سرورها مدیریت اتصال‌های همزمان، بهینه‌سازی سرعت بارگذاری و حفاظت از امنیت سرور را بر عهده دارند و کاربردهای چندمنظوره دارند. انجین ایکس نیز یک وب سرور است.

Nginx چیست؟

انجین‌ایکس یک وب ‌سرور متن‌باز است که ابتدا برای حل مشکل C10K (مدیریت ۱۰۰۰۰ اتصال هم‌زمان) طراحی شد. در حال حاضر این وب‌سرور در بسیاری از وب‌سایت‌های بزرگ مانند نتفلیکس، دراپ‌باکس و حتی گیت‌هاب مورداستفاده قرار می‌گیرد؛ زیرا برخلاف وب‌سرورهای سنتی که برای هر درخواست یک رشته پردازشی جداگانه ایجاد می‌کنند، این وب‌سرور با معماری مبتنی بر رویداد (event driven) توانایی پردازش هزاران درخواست هم‌زمان را با کمترین فشار بر سرور فراهم می‌کند.

نحوه کار وب‌سرور Nginx

Nginx فرآیند دریافت درخواست‌ها و ارسال پاسخ مناسب را با استفاده از معماری بدون بلاک یا nonblocking تسهیل می‌کند و بازخوردها را به‌گونه‌ای پیاده‌سازی می‌کند که در برابر ترافیک‌های سنگین، عملکردی پایدار و کارآمد ارائه دهند. در ادامه به طور دقیق به نحوه کار انجین ایکس می‌پردازیم:

• پردازش غیرهم‌زمان درخواست‌ها: Nginx با بهره‌گیری از مدل پردازش غیرهم‌زمان، قابلیت مدیریت هم‌زمان صدها هزار اتصال را با بهینه‌ترین میزان مصرف از منابع سیستمی فراهم می‌کند.

• ارائه محتوای استاتیک با عملکرد بالا: در این وب‌سرور فایل‌های استاتیک مانند تصاویر، CSS و JavaScript با کمترین تأخیر و بیشترین بهره‌وری از طریق انجین‌ایکس ارسال می‌شوند.

• روتینگ هوشمندانه برای محتوای داینامیک: از طریق این وب‌سرور درخواست‌های مرتبط با محتوای داینامیک به‌درستی به سرویس‌های پشتیبانی‌کننده مانند FastCGI، uWSGI یا Node.js منتقل می‌شوند.

• بهینه‌سازی انتقال با فشرده‌سازی Gzip: این وب‌سرور از طریق فشرده‌سازی پاسخ‌ها با الگوریتم Gzip، Nginx اندازه داده‌های انتقالی را کاهش می‌دهد.

• مدیریت خطاهای HTTP با پاسخ‌های سفارشی: انجیناکس امکان تنظیم پاسخ‌های خطا برای کدهای متداول HTTP را فراهم می‌کند.
• پشتیبانی از پروتکل‌های نسل جدید شبکه: انجین‌ایکس از پروتکل‌های پیشرفته‌ای مانند HTTP/2، WebSocket و QUIC پشتیبانی می‌کند.

نقش‌ها و کاربردهای Nginx

انجین‌ایکس تنها یک واسط میان فرمان‌ها و وب‌سایت‌ها نیست؛ بلکه بسته به کاربردهایی که دارد نقش‌های متعددی در زیرساخت‌ وب ایفا می‌کند. در ادامه مهم‌ترین کاربردهای آن را بررسی می‌کنیم:

 هدایت درخواست‌ها به سرویس‌های پشتیبانی

این وب‌سرور با استفاده از قابلیت Reverse proxy، درخواست‌های کاربران را به سرورهای برنامه (Application Server) منتقل می‌کند و به عنوان لایه میانی، تعامل را بهینه و کارآمد می‌سازد.

 مدیریت ترافیک با متعادل‌کننده بار ترافیکی

انجین‌ایکس امکان توزیع ترافیک دریافتی بین چندین سرور را فراهم می‌کند. این ویژگی باعث جلوگیری از اشباع بار ترافیکی در یک نقطه می‌شود.

کَش‌بندی محتوا

Nginx با ذخیره موقت محتوای درخواستی در حافظه، زمان پاسخ‌دهی به درخواست‌های مکرر را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد.

میزبانی چنددامنه

قابلیت میزبانی چندین دامنه روی یک سرور فیزیکی از طریق virtual host، انجین‌ایکس را به انتخابی مناسب برای محیط‌های توسعه و خدمات هاستینگ تبدیل کرده است.

پشتیبانی از استریم رسانه‌ای

Nginx از پروتکل‌های استریم مانند RTMP پشتیبانی می‌کند و قابلیت ارسال ویدئو و صوت زنده را فراهم می‌کند.

پراکسی برای سرویس‌های ایمیل

Nginx می‌تواند در کلاسترهای ایمیل با حجم بالا، نقش پراکسی را برای پروتکل‌های IMAP، POP3 و SMTP ایفا کند و دسترسی به سرورهای ایمیل را بهینه کند.

فایروال برنامه وب (WAF)

انجین‌ایکس با اتصال ماژول‌های امنیتی مانند ModSecurity قادر است تهدیدهای رایج مانند SQL Injection و XSS را تشخیص دهد و مسدود کند.

پشتیبانی از WebSocket

Nginx از اتصال‌های WebSocket پشتیبانی می‌کند که این اتصال برای اپلیکیشن‌های بلادرنگ مانند چت‌های آنلاین، داشبوردهای زنده و سرویس‌های تعاملی ضروری است.

مزایای Nginx

به ‌طور کلی مزایای این وب ‌سرور را می‌توان این‌گونه برشمرد:

• عملکرد بالا در مدیریت ترافیک سنگین: انجین‌ایکس با استفاده از مدل غیر بلاکینگ (nonblocking) و رویداد محور (event driven)، قادر است هزاران درخواست را به‌صورت هم‌زمان مدیریت کند.

• صرفه‌جویی در منابع سیستمی: به‌واسطه طراحی کارآمد، Nginx مصرف CPU و RAM را در مقایسه با برخی وب‌سرورهای رقیب به طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد.

• پشتیبانی از قابلیت‌های شبکه پیشرفته: این وب‌سرور از پروتکل‌های نوینی مانند HTTP/2، WebSocket و QUIC پشتیبانی می‌کند و درعین‌حال عملیات proxy، load balancing و caching را به‌خوبی پیاده‌سازی می‌کند.

• مقیاس‌پذیری عمودی و افقی: Nginx به‌راحتی در محیط‌های کلاستر شده قابل‌توسعه است و می‌تواند در کنار سرویس‌هایی مانند Docker، Kubernetes و CDN به‌خوبی ادغام شود.

• پیکربندی خوانا و قابل نگهداری: ساختار پیکربندی انجین‌ایکس واضح، منطقی و خلاصه است و این امر باعث تسهیل در نگهداری و اعمال تغییرات می‌شود.
• کاربردهای چندمنظوره: Nginx تنها یک وب‌سرور نیست، بلکه می‌تواند به عنوان reverse proxy، load balancer، cache server و حتی media streaming server نیز عمل کند.

معایب Nginx

این وب‌سرور علی‌رغم مزایای متعددی که دارد نسبت به برخی سرورها با محدودیت‌هایی نیز مواجه است. محدودیت‌های انجین ایکس عبارت‌اند از:

• درخواست‌های داینامیک با سربار بیشتر: انجین‌ایکس برای پردازش محتوای داینامیک، معمولاً باید در کنار سرورهای برنامه یا Application Server دیگر مثل PHPFPM، Node.js یا Python uWSGI استفاده شود.

• نیاز به تخصص بالا در پیکربندی پیشرفته: قابلیت‌های گسترده Nginx نیازمند درک درستی از مفاهیم شبکه و ساختار درخواست‌های HTTP هستند؛ بنابراین، یادگیری و پیکربندی دقیق آن برای کاربران جدید یا غیرمتخصص می‌تواند دشوار باشد.

• عدم پشتیبانی از ماژول‌های داینامیک در تمام پیکربندی‌ها: برخلاف Apache که اجازه اضافه‌کردن ماژول‌ها به‌صورت پویا را می‌دهد، در انجین‌ایکس بیشتر ماژول‌ها باید در زمان کامپایل اضافه شوند.

• مستندات زبانی محدود و جامعه کاربری کوچک‌تر: در مقایسه با برخی سیستم‌های قدیمی‌تر، تعداد منابع غیرانگلیسی و مثال‌های عملی درباره Nginx کمتر است.
• عدم پشتیبانی مستقیم از htaccess : انجین‌ایکس از فایل‌های htaccess که در آپاچی استفاده می‌شوند، پشتیبانی نمی‌کند. این موضوع می‌تواند برای کسانی که از CMS‌هایی مانند WordPress استفاده می‌کنند، مشکلاتی را ایجاد کند.

تفاوت Nginx و Nginx Plus 

Nginx Plus نسخه تجاری انجین‌ایکس محسوب می شود که برای سازمان‌های بزرگ و حرفه‌ای طراحی شده است. مهم‌ترین تفاوت‌های این دو وب‌سرور را در جدول زیر می توانید مشاهده کنید:

تنظیمات Nginx

پیکربندی انجین‌ایکس از طریق فایل‌های متنی انجام می‌شود که به‌صورت پیش‌فرض در مسیر /etc/nginx/nginx.conf قرار دارند. این فایل شامل بلوک‌های منطقی است که رفتار سرور را تعیین می‌کنند. مهم‌ترین این بلوک‌ها عبارت‌اند از: http، server و location که با استفاده از این ساختار، کاربران می‌توانند تنظیماتی مانند فشرده‌سازی Gzip، مدیریت کش، بازنویسی URL، هدایت ترافیک به سرورهای backend و پشتیبانی از پروتکل‌های نوین (مانند HTTP/2) را اعمال کنند.

نصب Nginx نیز بسته به سیستم‌عامل متفاوت است؛ در توزیع‌های لینوکسی مانند اوبونتو با استفاده از دستوراتی مانند sudo apt update و sudo apt install nginx انجام می‌شود و پس از آن با دستور sudo systemctl start nginx سرویس راه‌اندازی می‌گردد. در سیستم‌عامل ویندوز نیز Nginx به‌صورت یک فایل zip ارائه می‌شود که پس از دانلود از وب‌سایت رسمی و استخراج در مسیری مانند C:\nginx، قابل‌اجرا است و با اجرای فایل nginx.exe سرور فعال می‌شود.

جایگزین‌های وب‌سرور Nginx

مهم‌ترین جایگزین‌های موجود برای Nginx به لحاظ قابلیت و کاربرد عبارت‌اند از:

 Apache HTTP Server

این وب‌سرور با معماری پردازش‌محور (process based)، پشتیبانی گسترده از ماژول‌های داینامیک (مانند mod_rewrite و mod_security) و قابلیت مدیریت .htaccess برجسته می‌شود. استفاده از آپاچی برای پروژه‌هایی که به تنظیمات پیچیده، سازگاری با CMS‌های محبوب (مانند WordPress) و مدیریت محتوای پویا نیاز دارند، مناسب است.

 LiteSpeed Web Server یا LSWS

LiteSpeed این سرور با معماری eventdriven مشابه Nginx، می‌تواند در محیط‌های hightraffic عملکردی برابر یا حتی بهتر از انجین‌ایکس داشته باشد. LSWS به‌خوبی با کنترل‌پنل‌های محبوب مانند cPanel و DirectAdmin ادغام شده و برای شرکت‌های هاستینگ گزینه‌ای محبوب است؛ همچنین دارای ویژگی‌هایی مانند LSCache (کش سریع برای محتوای داینامیک)، DDoS protection و zero downtime restart است.

 Caddy

از جمله قابلیت‌های برجسته Caddy، پشتیبانی خودکار از HTTPS با استفاده از Let’s Encrypt است. این وب سرور دارای یک فایل پیکربندی JSONbased یا Caddyfile است که بسیار راحت‌تر از فایل‌های پیکربندی Apache یا Nginx استفاده می‌شود. Caddy برای پروژه‌های کوچک تا متوسط، API Gateway، یا microservices مناسب است، اما در مقایسه با انجین‌ایکس، برای مدیریت ترافیک سنگین مناسب نیست.

 HAProxy

HAProxy یکی از محبوب‌ترین ابزارهای Open source برای Load balancing و Reverse proxying است. اگر چه HAProxy یک وب‌سرور کامل نیست، اما در نقش توزیع ترافیک بین Backend‌ها و مدیریت Session‌ها عملکرد بسیار قوی‌ای دارد. این ابزار به‌خوبی در محیط‌های Cloud native، Kubernetes و Microservices قابل‌استفاده است. HAProxy به دلیل پشتیبانی از TCP/HTTP/HTTPS و الگوریتم‌های مختلف توزیع ترافیک، گزینه‌ای ایده‌آل برای سیستم‌هایی با ترافیک بالا است.

 Microsoft IIS

IIS یک وب‌سرور اختصاصی است که توسط مایکروسافت توسعه یافته و عمدتاً در محیط‌های Windows استفاده می‌شود. این سرور با فناوری‌های NET. و ASP.NET ادغام شده و برای پروژه‌های enterprise با زیرساخت‌های Microsoft مناسب است. IIS از SSL, compression, URL rewriting و مدیریت cache پشتیبانی می‌کند، اما به دلیل محدودیت‌های عملکردی در تعداد اتصالات هم‌زمان، در مقایسه با انجین‌ایکس کاربردی نیست.

 OpenResty

OpenResty یک پلتفرم مبتنی بر Nginx و LuaJIT است که اجازه می‌دهد اسکریپت‌های Lua را مستقیماً درون Nginx اجرا کنید. این ابزار برای توسعه‌دهندگانی مناسب است که نیاز به منطق کسبی و پردازش پیچیده در لایه وب‌سرور دارند. OpenResty گزینه‌ای کاربردی برای API gateway، rate limiting، authentication و routing است.

تفاوت آپاچی و انجین‌ایکس

آپاچی مهم‌ترین رقیب انجین ایکس است. آپاچی و انجین ‌ایکس یک‌سری ویژگی‌های منحصربه‌فرد و کلیدی دارند که آنها را از یکدیگر متمایز می‌سازد. تفاوت‌های اصلی این دو وب‌سرور را در جدول زیر می توانید مشاهده کنید:

از کجا بفهمیم وب ‌سرور سایت آپاچی است یا Nginx

با توجه به نکات زیر می‌توان نوع وب ‌سرور سایت را شناسایی کرد:

• با استفاده از ابزارهایی مانند Developer Tools در مرورگرها یا دستور curl I و بررسی هدرهای HTTP می‌توانید وب‌سرور را شناسایی کنید.

• وب‌سایت‌هایی مانند Wappalyzer، BuiltWith یا Netcraft نوع وب‌ سرور را با تحلیل سایت شناسایی می‌کنند.

• صفحات خطای 404 یا 500 اغلب نام وب‌سرور یا نشانه‌هایی از آن را نمایش می‌دهند.
• ابزارهایی مانند nmap نیز می‌توانند پورت‌های سرور را اسکن کرده و اطلاعاتی درباره وب‌سرور ارائه دهند.

سخن پایانی

در این مقاله به طور کامل به معرفی Nginx، نحوه عملکرد این وب‌سرور، کاربردها، مزایا و معایب آن پرداختیم. همچنین تفاوت آن با جایگزین‌های رایج از جمله Apache، LiteSpeed، Caddy و HAProxy را بررسی کردیم. Nginx با معماری رویدادمحور خود، مدیریت ترافیک سنگین را با کمترین مصرف از منابع سیستمی فراهم می‌کند و به همین دلیل، در محیط‌های مقیاس بالا مورداستفاده قرار می‌گیرد. این وب‌سرور تنها یک موتور ارائه‌دهنده محتوا نیست، بلکه می‌تواند به عنوان reverse proxy، load balancer، cache server و حتی media streaming server عمل کند. نظر شما در مورد این وب‌سرور چیست؟ لطفا نظرات و تجربیات خود را با ما به اشتراک بگذارید.

سوالات متداول