Nginx 開啟 Brotli 壓縮算法

 

前言

在web應用中，為了節省流量，降低傳輸數據大小，提高傳輸效率，常用的壓縮方式一般都是gzip，今天我們來介紹另外一種更高效的壓縮方式brotli。
Brotli 是基於LZ77算法的一個現代變體、霍夫曼編碼和二階上下文建模。Google軟件工程師在2015年9月發布了包含通用無損數據壓縮的Brotli增強版本，特別側重於HTTP壓縮。

注意：使用算法的前提是啟用了 https，因為 http 請求中  request header 里的  Accept-Encoding: gzip, deflate 是沒有 br 的。

關於Brotli 算法詳細請查看： https://link.zhihu.com/?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Brotli

瀏覽器對brotli協議的支持

各種壓縮算法的在不同level下的比較

從圖中可以看出brotli vs gzip 的壓縮算法 總體來說brotli的總體性能更好，尤其是解壓速度。我們在選擇brotli算法或gzip時，需要根據實際場景進行調優

 

下載Brotli

google/ngx_brotli 從 16年12月的版本起，開始內置google/brotli，所以我們不需要額外編譯bagder/libbrotli庫，讓安裝變得簡單起來。 我們將google/ngx_brotli下載並解壓到/usr/src/ngx_brotli目錄

cd /usr/src git clone https://github.com/google/ngx_brotli.git

然后在下載google/brotli並解壓到/usr/src/ngx_brotli/deps/brotli

cd /usr/src/ngx_brotli/deps && rm -rf brotli git clone [e-mail]:google/brotli.git cd /usr/src/ngx_brotli && git submodule update --init

編譯Brotli

nginx自1.9.11以后版本后支持動態模塊，自此，給nginx添加模塊再也不用重新編譯nginx了，通過動態模塊，你可以在運行時有有選擇性的加載第三方或Nginx官方模塊。新的實現方式通過API模塊保持盡可能的向后兼容。

 

下載解壓nginx安裝包

請下載與當前nginx版本相同的nginx安裝包。nginx官方下載地址：http://nginx.org/en/download.html。 這里假設當前服務器nginx是1.14.2版本。

可通過命令，獲取當前nginx版本

nginx -v

輸出

nginx version: nginx/1.14.2

下載nginx安裝包

cd /usr/src wget http://59.80.44.46/nginx.org/download/nginx-1.14.2.tar.gz

解壓安裝包

tar -xvf nginx-1.14.2.tar.gz

編譯動態模塊

先進入解壓后的nginx安裝包目錄，配置configure，然后用make modules。

cd nginx-1.14.2 ./configure --with-compat --add-dynamic-module=/usr/src/ngx_brotli make modules

參數語法：--add-dynamic-module=[模塊源碼所在目錄的絕對路徑]

等運行完成后，查看編譯好的模塊

ls objs/*.so

輸出：

objs/ngx_http_brotli_filter_module.so  objs/ngx_http_brotli_static_module.so

將編譯好的模塊文件復制到nginx動態模塊加載目錄

cp objs/{ngx_http_brotli_filter_module.so,ngx_http_brotli_static_module.so} /etc/nginx/modules

注冊Brotli模塊

為了方便管理nginx動態模塊，建議新建一個modules.conf文件，單獨管理動態模塊。

touch /etc/nginx/modules.conf

在/etc/nginx/nginx.conf配置文件里引入modules.conf文件，找到以下內容並修改：

pid        /var/run/nginx.pid; include /etc/nginx/modules.conf;

打開/etc/nginx/modules.conf，注冊剛才編譯好的 Brotli 模塊。

# Brotli模塊 load_module modules/ngx_http_brotli_filter_module.so; load_module modules/ngx_http_brotli_static_module.so;

啟用Brotli壓縮

Brotli和gzip是可以並存的，無需關閉gzip。

在/etc/nginx/nginx.conf開啟Brotli：

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; ... }

 gzip調優
使用gzip壓縮功能，可能為我們節約帶寬，加快傳輸速度，有更好的體驗，也為我們節約成本，所以說這是一個重點。 關於gzip詳細介紹可點擊這里;

gzip on 開啟gzip壓縮功能。

gzip_min_length 1k

設置允許壓縮的頁面最小字節數，頁面字節數從header頭的Content-Length中獲取，默認值是 0 ，不管頁面多大都進行壓縮，建議設置成大於 1K ，如果小與1K可能會越壓越大。

gzip_buffers

壓縮緩沖區大小，表示申請4個單位為32K的內存作為壓縮結果流緩存，默認值是申請與原始數據大小相同的內存空間來存儲gzip壓縮結果。

gzip_http_version 1.1

壓縮版本，用於設置識別HTTP協議版本，默認是 1.1 ，目前大部分瀏覽器已經支持GZIP解壓，使用默認即可。

gzip_comp_level 5

壓縮比例，用來指定gzip壓縮比，1壓縮比最小，處理速度最快，9壓縮比最大，傳輸速度快，但是處理慢，也比較消耗CPU資源。推薦設置為 5 。

gzip_types

用來指定壓縮的類型，text/html類型總是會被壓縮。

gzip_vary on

和http頭有關系，加個vary頭，給代理服務器用的，有的瀏覽器支持壓縮，有的不支持，所以避免浪費不支持的也壓縮，所以根據客戶端的HTTP頭來判斷，是否需要壓縮。

gzip_proxied any

nginx作為反向代理的時候啟用，開啟或者關閉后端服務器返回的結果，匹配的前提是后端服務器必須要返回包含Via的header頭。默認是 off 。 可選參數值：

off 關閉所有的代理結果數據的壓縮
expired 啟用壓縮，如果header頭中包含 Expires 頭信息
no-cache 啟用壓縮，如果header頭中包含 Cache-Control:no-cache 頭信息
no-store 啟用壓縮，如果header頭中包含 Cache-Control:no-store 頭信息
private 啟用壓縮，如果header頭中包含 Cache-Control:private 頭信息
no_last_modified 啟用壓縮,如果header頭中不包含 Last-Modified 頭信息
no_etag 啟用壓縮 ,如果header頭中不包含 ETag 頭信息
auth 啟用壓縮 , 如果header頭中包含 Authorization 頭信息
any 無條件啟用壓縮
gzip_disable

禁用IE6的gzip壓縮。 IE6對gzip的壓縮支持很不好，會造成頁面的假死。為了避免IE6出現問題，建議加上這個參數。

brotli調優
Google 認為互聯網用戶的時間是寶貴的，他們的時間不應該消耗在漫長的網頁加載中，因此在 2015 年 9 月 Google 推出了無損壓縮算法 Brotli。Brotli 通過變種的 LZ77 算法、Huffman 編碼以及二階文本建模等方式進行數據壓縮，與其他壓縮算法相比，它有着更高的壓塑壓縮效率。 關於brotli詳細介紹可點擊這里;

注：如果未安裝brotli模塊，此部分配置項無需配置，可略過。

brotli on

開啟brotli壓縮功能。

brotli_comp_level 6

壓縮比例，用來指定brotli壓縮比，1 壓縮比最小，處理速度最快，11 壓縮比最大，傳輸速度快，但是處理慢，也比較消耗CPU資源。默認值為 6 ,使用默認值即可。

brotli_buffers 16 8k

設置用於壓縮響應的緩沖區number和size。默認情況下，緩沖區大小等於一個內存頁面。 默認值：32 4k|16 8k。

brotli_min_length 20

設置length要壓縮的響應的最小值，長度僅由Content-Length響應頭字段確定。默認為 20 。

brotli_types

用來指定壓縮的類型，text/html類型總是會被壓縮。

在反向代理配置文件代碼中添加：

proxy_set_header Accept-Encoding "";

范例：

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

重啟nginx，使其配置生效

systemctl restart nginx

Brotli 壓縮只能在https中生效，因為 在 http 請求中 request header 里的 Accept-Encoding: gzip, deflate 是沒有 br 的。

清理臨時文件

要養成好習慣，每次編譯完后都要把應用包解壓出來的文件或目錄進行刪除。

rm -rf /usr/src/{nginx-1.14.2/,ngx_brotli/}

最后檢查是否生效

打開網頁，用chrome開發者工具調試，在Network一欄會發現有content-encoding:br，同時網絡耗時也會明顯減少。