TIL-083 | Nginx 란?

🌈 Nginx

Nginx 란?

• 엔진엑스(Nginx)는 동서접속 처리에 특화된 경량 웹 서버 프로그램이다.

• Apache보다 동작이 단순하고, 전달자 역할만 한다.

• HTTP Web Server로 활용되며, Reverse Proxy Server로 활용하여 WAS 서버의 부하를 줄이는 로드 밸런서로도 활용된다.

Nginx의 역할

1. HTTP Server로서 정적 파일을 serve 한다.

• Apache 서버와의 차이

  • Apache 웹 서버는 클라이언트로부터 받은 요청을 처리할 때 새로운 프로세스 또는 쓰레드를 생성하여 처리한다. 요청마다 쓰레드가 생성되므로 접속하는 사용자가 많으면 그만큼 쓰레드도 생성되어 CPU와 메모리 자원의 소모가 커진다.
  • Nginx는 Event-Driven 구조로 동작하여 한 개 또는 고정된 프로세스만 생성하여 사용하고, 비동기 방식으로 요청들을 Concurrency하게 처리할 수 있다. 따라서 프로세스와 쓰레드 생성 비용이 존재하지 않고 적은 자원으로 효율적인 운용이 가능하다. 이러한 장점 때문에 단일 서버에서도 동시에 많은 연결을 처리할 수 있다.

  

2. 응용프로그램 서버에 요청을 보내는 리버스 프록시로서의 역할

• 리버스 프록시란 외부 클라이언트에서 서버로 접근 시, 중간에서 중개자 역할을 하여 내부 서버로 접근할 수 있도록 도와주는 서버이다.

• 클라이언트는 가짜 서버에 request하면 프록시 서버가 배후 서버(reverse server)로부터 데이터를 가져오는 역할을 한다. 여기서 프록시 서버가 Nginx, 리버스 서버가 응용프로그램 서버를 의미한다.

• 리버스 프록시를 활용했을 때 얻을 수 있는 장점은 다음과 같다.

  • 보안 : 외부 사용자로부터 내부망에 있는 서버의 존재를 숨길 수 있다. 모든 요청은 리버스 프록시 서버에서 받으며, 매핑되는 내부 서버로 요청을 전달한다. 또한 Nginx는 SSL 설정도 가능하다.
  • 로드밸런싱 : 리버스 프록시 서버가 내부 서버에 대한 정보를 알고 있으므로, 각 서버의 상태에 따라 부하를 분산시키며 요청을 전달할 수 있습니다.

• 웹 응용프로그램 서버에는 요청(request)에 대한 버퍼링이 있기 때문에 클라이언트가 직접 App 서버에 직접 요청하는 경우, 프로세스 1개가 응답 대기 상태가 되어야만 한다. 따라서 프록시 서버를 둠으로써 요청을 배분하는 역할을 한다.

Nginx의 구조

• 하나의 Master Process와 다수의 Worker Process로 구성되어있다.
• Master Process는 설정 파일을 읽고 유효성을 검사하며, Worker Process를 관리한다. 모든 요청은 Worker Process에서 처리한다.
• Nginx는 Worker Process 사이에 요청을 효율적으로 분배하기 위해 OS에 의존적인 메커니즘을 사용한다.
• Worker Process의 개수는 설정 파일에서 정의되며, 정의된 프로세스 개수와 사용 가능한 CPU 코어 숫자에 맞게 자동으로 조정된다.

Appendix

WAS(Web Application Server)

• 웹 서버로부터 오는 동적인 요청들을 처리하는 서버이다. 흔히 사용하는 웹 프레임워크를 사용해 구축하는 백엔드를 WAS라고 생각하면 될듯하다. 주로 데이터베이스 서버와 같이 관리된다.

Django와 WSGI, 그리고 Gunicorn

• Django가 클라이언트의 요청을 웹서버를 통해서 받을 때 WSGI라는 것을 반드시 거치게 된다.

• WSGI(Web Server Gateway Interface)는 이름만 봐도 웹에 대한 인터페이스 임을 알 수 있다. 그래서 범용적인 웹 인터페이스라고 생각할수도 있지만 WSGI는 오직 파이썬을 위한 인터페이스이다. 웹 서버에서 전달해주는 HttpRequest들을 파이썬이 이해할 수 있는 언어로 해석해서 파이썬 프로그램으로 보내주는 역할을 맡게된다. Django는 Python으로 만들어진 프레임워크이고 따라서 Django와 웹서버를 결합하기 위해선 WSGI가 필요하다.

• Django에는 runserver라고 불리는 개발환경에 적합한 서버를 돌릴 수 있는 기능이 있다. 하지만 runserver는 단일 스레드로 동작하기 때문에 요청이 많아지면 처리능력이 현저히 떨어지는 단점 때문에 실제 배포환경에서는 사용해서는 안되는 방법이다. 그래서 WSGI를 사용하게된다. WSGI는 멀티 스레드를 생성할 수 있기 때문에 요청이 많아져도 안정적으로 처리가 가능하다. WSGI의 종류에는 uwsgi, gunicorn이 양대산맥으로 있지만 최근 gunicorn의 성능이 uwsgi보다 좋아졌기 때문에 대부분 gunicorn을 사용하는 추세이다.

• 따라서 Django의 WSGI로 gunicorn을 사용하게되고 Django와 gunicorn을 합쳐서 WAS라고 부른다.

📝 Reference

1. https://whatisthenext.tistory.com/123
2. https://hyeo-noo.tistory.com/205
3. https://icarus8050.tistory.com/57