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Nginx 开启 Brotli 教程

2020年5月9日 mood 发表评论阅读评论

Brotli 是 google 开发的文本压缩算法，比起gzip可能会有高达37%的提升。主流浏览器都支持br算法，强烈大家升级改算法。使用算法的前提是启用了 https，因为 http 请求中 request header 里的 Accept-Encoding: gzip, deflate 是没有 br 的。

一、内容协商

在介绍 Brotli 之前，先说一下 HTTP 内容协商

同一个 URL有时可以提供不同格式的页面，有存文本的、有压缩的，压缩也有不同算法的，这就要求服务端和客户端之间有一个选择最合适版本的机制，这就是内容协商。

HTTP 的内容协商的其中一种方式：服务端根据客户端发送的请求头中某些字段自动发送最合适的版本。

可以用于这个机制的请求头字段又分两种：内容协商专用字段（Accept 字段）、其他字段。

字段情况，详见下表：

请求头字段	说明	响应头字段
Accept	告知服务器可以发送何种媒体类型	Content-Type
Accept-Language	告知服务器可以发送何种语言	Content-Language
Accept-Charset	告知服务器可以发送何种字符集	Content-Type
Accept-Encoding	告知服务器可以采用何种压缩方式	Content-Encoding

例如客户端发送以下请求头：

Accept-Encoding:gzip,deflate,br

1	Accept-Encoding:gzip,deflate,br

表示支持采用 gzip、deflate 或 br 压缩过的资源

浏览器的响应头可能是这样的：

Content-Encoding: gzip

1	Content-Encoding: gzip

如果你的服务器支持br压缩会反回：

二、什么是 Brotli

从上面的内容了解到，我们可以通过内容协商控制那些压缩算法。除了有Gzip外，还有br，而这个br就是我这里要说的 Brotli

Brotli is a generic-purpose lossless compression algorithm that compresses data using a combination of a modern variant of the LZ77 algorithm, Huffman coding and 2nd order context modeling, with a compression ratio comparable to the best currently available general-purpose compression methods. It is similar in speed with deflate but offers more dense compression.

Brotli 是基于LZ77算法的一个现代变体、霍夫曼编码和二阶上下文建模。Google软件工程师在2015年9月发布了包含通用无损数据压缩的Brotli增强版本，特别侧重于HTTP压缩。其中的编码器被部分改写以提高压缩比，编码器和解码器都提高了速度，流式API已被改进，增加更多压缩质量级别。

与常见的通用压缩算法不同，Brotli使用一个预定义的120千字节字典。该字典包含超过13000个常用单词、短语和其他子字符串，这些来自一个文本和HTML文档的大型语料库。预定义的算法可以提升较小文件的压缩密度。

使用Brotli替换Deflate来对文本文件压缩通常可以增加20%的压缩密度，而压缩与解压缩速度则大致不变。

浏览器支持情况

Mozilla Firefox在Firefox 44中实现Brotli。
Google Chrome从Chrome 49开始支持Brotli。
Opera从Opera 36开始支持Brotli。

Brotli压缩算法应用在HTTP请求流程，如下：

用户访问支持Brotli压缩的HTTP服务器上的网站或者Web应用
浏览器通过使用Accept-Encoding标头通知HTTP服务器它支持解压缩的内容类型
HTTP服务器根据请求中包含的压缩算法决定要哪种压缩内容
服务器通过返回头部Content-Encoding向浏览器端表明数据的压缩方式
浏览器将数据解压并展示在页面上

三、安装与配置

本教程是在原来已安装nginx，但没有编译br模块的前提下，增加br模块，开始前需要先关闭nginx服务。

安装ngx_brotli

cd /usr/local/src/
git clone https://github.com/google/ngx_brotli
cd ngx_brotli && git submodule update --init

cd /usr/local/src/

git clone https://github.com/google/ngx_brotli

cd ngx_brotli && git submodule update --init

下载Nginx

cd /usr/local/src
wget http://nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz
tar -zxvf nginx-1.18.0.tar.gz
cd nginx-1.18.0

cd /usr/local/src

wget http://nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz

tar -zxvf nginx-1.18.0.tar.gz

cd nginx-1.18.0

本站nginx使用 nginx-1.18.0

获取编译参数Nginx Arguments

nginx -V

nginx -V

得到

[root@VM_0_16_centos ~]# nginx -V
nginx version: nginx/1.18.0
built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39) (GCC) 
built with OpenSSL 1.1.1d  10 Sep 2019
TLS SNI support enabled
configure arguments: --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_gzip_static_module --with-http_sub_module --with-stream --with-stream_ssl_module --with-openssl=/usr/local/src/openssl-1.1.1d --with-openssl-opt='enable-weak-ssl-ciphers' --with-ld-opt='-ljemalloc'

[root@VM_0_16_centos ~]# nginx -V

nginx version: nginx/1.18.0

built by gcc 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-39) (GCC)

built with OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019

TLS SNI support enabled

configure arguments: --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_gzip_static_module --with-http_sub_module --with-stream --with-stream_ssl_module --with-openssl=/usr/local/src/openssl-1.1.1d --with-openssl-opt='enable-weak-ssl-ciphers' --with-ld-opt='-ljemalloc'

整理新的Arguments

根据获取到的configure arguments和上面软件的位置，重新整理configure arguments

然后再加上 --add-module=/usr/local/src/ngx_brotli

开始安装和编译

cd /usr/local/src/nginx-1.18.0
./configure [nginx -v输出的 configure arguments ] --add-module=/usr/local/src/ngx_brotli
make && make install

cd /usr/local/src/nginx-1.18.0

./configure [nginx -v输出的 configure arguments ] --add-module=/usr/local/src/ngx_brotli

make && make install

完整的例子是

cd /usr/local/src/nginx-1.18.0 
./configure --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_gzip_static_module --with-http_sub_module --with-stream --with-stream_ssl_module --with-openssl=/usr/local/src/openssl-1.1.1d --with-openssl-opt='enable-weak-ssl-ciphers' --with-ld-opt='-ljemalloc' --add-module=/usr/local/src/ngx_brotli 
make -j4 && make install

cd /usr/local/src/nginx-1.18.0

./configure --user=www --group=www --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_gzip_static_module --with-http_sub_module --with-stream --with-stream_ssl_module --with-openssl=/usr/local/src/openssl-1.1.1d --with-openssl-opt='enable-weak-ssl-ciphers' --with-ld-opt='-ljemalloc' --add-module=/usr/local/src/ngx_brotli

make -j4 && make install

configure检查

adding module in /usr/local/src/ngx_brotli
 + ngx_brotli was configured

1 2	adding module in /usr/local/src/ngx_brotli + ngx_brotli was configured

检查是否安装正常

nginx -V
nginx -t

1 2	nginx -V nginx -t

找到Nginx的全局配置文件

/usr/local/nginx/conf/nginx.conf

在合适的位置插入下面代码

#Brotli Compression
brotli on;  # for static compression, explained later
brotli_comp_level 6; # this setting can vary from 1-11
brotli_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript application/javascript image/svg+xml;

#Brotli Compression

brotli on; # for static compression, explained later

brotli_comp_level 6; # this setting can vary from 1-11

brotli_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript application/javascript image/svg+xml;

例如：Brotli和gzip是可以并存的，无需关闭gzip。

http {
    ...
    # gzip
    gzip on;
    gzip_min_length 1k;
    gzip_buffers 4 32k;
    gzip_http_version 1.1;
    gzip_comp_level 5;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript application/javascript;
    gzip_vary on;
    gzip_proxied any;
    gzip_disable "MSIE [1-6]\.";

    # brotli
    brotli on;
    brotli_comp_level 6;
    brotli_buffers 16 8k;
    brotli_min_length 20;
    brotli_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript application/javascript image/svg+xml;
    ...
}

http {

...

# gzip

gzip on;

gzip_min_length 1k;

gzip_buffers 4 32k;

gzip_http_version 1.1;

gzip_comp_level 5;

gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript application/javascript;

gzip_vary on;

gzip_proxied any;

gzip_disable "MSIE [1-6]\.";

# brotli

brotli on;

brotli_comp_level 6;

brotli_buffers 16 8k;

brotli_min_length 20;

brotli_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript application/javascript image/svg+xml;

...

}

检测配置是否正常

nginx -t

nginx -t

重启Nginx

如果配置不报错，重启nginx，使其配置生效。

四、检查br是否生效

curl检测gzip编码

[root@VM_0_16_centos nginx-1.18.0]# curl -IL https://blog.redis.com.cn -H "Accept-Encoding: gzip"
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
Date: Sat, 09 May 2020 09:47:22 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Connection: keep-alive
Vary: Accept-Encoding
X-Powered-By: PHP/7.3.11
Link: <https://blog.redis.com.cn/wp-json/>; rel="https://api.w.org/"
Content-Encoding: gzip

[root@VM_0_16_centos nginx-1.18.0]# curl -IL https://blog.redis.com.cn -H "Accept-Encoding: gzip"

HTTP/1.1 200 OK

Server: nginx

Date: Sat, 09 May 2020 09:47:22 GMT

Content-Type: text/html; charset=UTF-8

Connection: keep-alive

Vary: Accept-Encoding

X-Powered-By: PHP/7.3.11

Link: <https://blog.redis.com.cn/wp-json/>; rel="https://api.w.org/"

Content-Encoding: gzip

curl检测br编码

未增加配置前：

[root@VM_0_16_centos sbin]# curl -IL https://blog.redis.com.cn -H "Accept-Encoding: br"
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
Date: Sat, 09 May 2020 09:59:54 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Connection: keep-alive
Vary: Accept-Encoding
X-Powered-By: PHP/7.3.11
Link: <https://blog.redis.com.cn/wp-json/>; rel="https://api.w.org/"

[root@VM_0_16_centos sbin]# curl -IL https://blog.redis.com.cn -H "Accept-Encoding: br"

HTTP/1.1 200 OK

Server: nginx

Date: Sat, 09 May 2020 09:59:54 GMT

Content-Type: text/html; charset=UTF-8

Connection: keep-alive

Vary: Accept-Encoding

X-Powered-By: PHP/7.3.11

Link: <https://blog.redis.com.cn/wp-json/>; rel="https://api.w.org/"

增加br配置后：

[root@VM_0_16_centos conf]# curl -IL https://blog.redis.com.cn -H "Accept-Encoding: br"
HTTP/1.1 200 OK
Server: nginx
Date: Sat, 09 May 2020 10:02:39 GMT
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
Connection: keep-alive
Vary: Accept-Encoding
X-Powered-By: PHP/7.3.11
Link: <https://blog.redis.com.cn/wp-json/>; rel="https://api.w.org/"
Content-Encoding: br

[root@VM_0_16_centos conf]# curl -IL https://blog.redis.com.cn -H "Accept-Encoding: br"

HTTP/1.1 200 OK

Server: nginx

Date: Sat, 09 May 2020 10:02:39 GMT

Content-Type: text/html; charset=UTF-8

Connection: keep-alive

Vary: Accept-Encoding

X-Powered-By: PHP/7.3.11

Link: <https://blog.redis.com.cn/wp-json/>; rel="https://api.w.org/"

Content-Encoding: br

或者使用浏览器工具：

检查 > Network > Headers > "Response Headers" > "Content-Encoding" header，发现有content-encoding:br

高级应用：

gzip和br可以同时生效，意味着我们可以对基于 Node.js 等会在后台自动 Gzip 的站点，设置优先使用 brotli，所以在网站反代配置里加上如下配置，告知后端：前端不接受 Gzip 编码。

在反向代理配置文件代码中添加：

proxy_set_header Accept-Encoding "";

1	proxy_set_header Accept-Encoding "";

例如：

erver {
    ...
    location / {
        ...
        proxy_set_header Accept-Encoding "";
        ...
    }
    ...
}

erver {

...

location / {

...

proxy_set_header Accept-Encoding "";

...

}

...

}

参考：

https://www.linpx.com/p/replace-the-gzip-nginx-configuration-tutorial-brotli.html

分类: nginx 标签: gzip, 压缩

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