如何优化ubuntu nginx的ssl性能

Ubuntu 上 Nginx SSL 性能优化实操

一基础与架构优化

启用并优先使用 TLS 1.3，同时保留 TLS 1.2；禁用 SSLv3/TLS1.0/TLS1.1。优先选择支持前向保密（FS）的 ECDHE 套件，并优先 AEAD 套件（如 AES-GCM、ChaCha20-Poly1305）。
开启 HTTP/2（多路复用显著降低连接与握手开销）；在具备条件时评估 HTTP/3/QUIC（如 nginx-quiche 或 Cloudflared 边缘方案）。
打开 长连接 keepalive，让同一连接承载更多请求，减少频繁建连与握手。
配置 SSL 会话复用：使用共享会话缓存与会话票据，降低完整握手次数。
启用 OCSP Stapling，由服务器在握手时提供证书状态，减少客户端外链查询延迟。
使用 HSTS 头，强制浏览器走 HTTPS，减少重定向与协商成本。
证书与链要完整；私钥权限最小化（仅 root 可读）。

二 Nginx 关键配置示例

# /etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/conf.d/ssl.conf
worker_processes auto;
events {
    worker_connections 4096;
    use epoll;
    multi_accept on;
}

http {
    # 文本资源压缩
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

    # SSL 会话复用（减少完整握手）
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;   # 约可缓存 4000 个会话/MB
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_tickets on;            # TLS 1.2 及以下使用票据

    # OCSP Stapling
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    resolver 1.1.1.1 8.8.8.8 valid=300s;
    resolver_timeout 5s;

    server {
        listen 443 ssl http2;
        server_name example.com;

        # 证书与链（确保 fullchain 包含中间证书）
        ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
        ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

        # 协议与套件（优先 AEAD + FS）
        ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
        ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:
                     ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305:
                     ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
        ssl_prefer_server_ciphers on;

        # 椭圆曲线与 DH 参数（RSA 证书或需兼容旧客户端时配置）
        ssl_ecdh_curve X25519:secp384r1;
        ssl_dhparam /etc/nginx/dhparam.pem;  # 生成：openssl dhparam -out /etc/nginx/dhparam.pem 2048

        # 首包优化（减少 TLS 记录大小，降低首包延迟）
        ssl_buffer_size 4k;

        # 安全与性能头
        add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains; preload" always;
        add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN";
        add_header X-Content-Type-Options "nosniff";

        # 长连接（按并发与 RTT 调整）
        keepalive_timeout 70;
        keepalive_requests 1000;

        location / {
            root /var/www/html;
            index index.html;
        }
    }

    # HTTP -> HTTPS 301
    server {
        listen 80;
        server_name example.com;
        return 301 https://$host$request_uri;
    }
}

证书与密钥优化：优先 ECDSA 证书（如 prime256v1/secp384r1），在同等安全下计算更快；如必须兼容旧客户端，可同时部署 RSA 证书并使用 SNI。
生成 DH 参数：openssl dhparam -out /etc/nginx/dhparam.pem 2048（或 4096，首次生成较慢，建议离线生成并定期轮换）。
若启用 TLS 1.3 0-RTT（ssl_early_data on;），请评估重放攻击风险后再开启。

三系统与内核调优

文件描述符限制：在 /etc/security/limits.conf 增加
- nginx soft nofile 65535
- nginx hard nofile 65535
  并在 systemd 服务中设置 LimitNOFILE=65535。
内核网络参数（/etc/sysctl.conf）：
- net.core.somaxconn = 4096
- net.ipv4.tcp_max_syn_backlog = 4096
- net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
- net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30
- net.ipv4.tcp_slow_start_after_idle = 0
  执行 sysctl -p 生效。
启用 AES-NI/AVX2 等硬件加速（现代 CPU 通常默认启用，Nginx/OpenSSL 会自动受益）。
使用 CDN/边缘 TLS 终止：将握手与静态资源卸载到边缘节点，源站仅处理动态请求。

四验证与压测

配置语法与重载：sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx。
协议与套件校验：
- openssl s_client -connect example.com:443 -servername example.com -tls1_3
- nmap --script ssl-enum-ciphers -p 443 example.com
性能压测（逐步加压，观察握手耗时、P95/P99、QPS）：
- wrk -t12 -c400 -d30s https://example.com/
- ab -n 10000 -c 100 https://example.com/
在线检测：
- SSL Labs SSL Server Test（评估协议、套件、OCSP、HSTS 等）
- testssl.sh（本地全面检测）
观察指标：握手耗时（TLS 1.2 vs 1.3）、会话复用率、OCSP Stapling 命中与时延、CPU 使用率与每秒握手数。

五证书与续期自动化

使用 Certbot 获取/续期 Let’s Encrypt 证书：
- 安装：sudo apt update && sudo apt install certbot python3-certbot-nginx
- 申请：sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com
自动续期（证书有效期 < 30 天自动续签）：
- 定时任务：0 3 * * * certbot renew --quiet --post-hook "systemctl reload nginx"
证书路径通常为 /etc/letsencrypt/live/example.com/（含 fullchain.pem 与 privkey.pem）。

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