零基础弄懂 ngx_http_slice_module分片缓存加速
一、为什么需要 Slice？
在 NGINX 反向代理或 CDN 场景中，大文件（视频、软件包、镜像等）常因单体体积过大而令缓存命中率低、回源代价高。
ngx_http_slice_module 通过把一次完整响应拆分成 固定大小的字节块（Slice），让各块分别缓存，从而带来三大收益：
-
更高缓存命中率
- 客户端断点续传、并发 Range 请求只命中需要的分片，无须整文件回源。
-
回源压力小
- 回源服务器可串流输出，对下游节点按块供给，避免一次性读取整文件。
-
快速失败与热区
- 若分片出现损坏或更新，仅重拉对应 Slice，其他分片继续复用缓存。
二、模块启用
ngx_http_slice_module默认未编译。必须在编译 NGINX 时加入：./configure --with-http_slice_module \--with-http_ssl_module # 其他模块 make && sudo make install
验证是否编译成功：
nginx -V 2>&1 | grep --color http_slice
三、核心概念
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| Slice | 一个固定大小的字节块（例如 1 MiB），每个块通过子请求（subrequest）回源并缓存。 |
$slice_range | 模块自动生成的变量，格式形如 bytes=0-1048575，指明本子请求需要的区间；需作为 Range 头传递给上游。 |
| 状态码 206 | 分片请求回源时，上游需返回 206 Partial Content 并带 Content-Range，NGINX 缓存到本地。 |
| 子请求 (subrequest) | NGINX 在后台对每个 Slice 发起独立请求；与 proxy_cache_background_update 等子请求并存时有已知问题（见后文）。 |
四、最小可用配置（一步一步）
假设：
- 回源服务
http://localhost:8000/存放大文件； - 目标：把每个响应切成 1 MiB 切片并缓存。
http {proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=cache:100m inactive=1h;server {listen 80;location / {# 1. 开启分片，单位可用 k/m/gslice 1m;# 2. 启用缓存proxy_cache cache;proxy_cache_valid 200 206 1h;# 3. 把分片区间加入缓存 key，保证不同片段独立缓存proxy_cache_key $uri$is_args$args$slice_range;# 4. 告诉回源取哪段字节proxy_set_header Range $slice_range;# 5. 回源proxy_pass http://localhost:8000;}}
}
流程说明：
- 首个请求 → NGINX 判断需切片，先取
slice=0~1048575。 - cache miss → 向回源带
Range: bytes=0-1048575，获得206，缓存。 - 后续切片 → 继续子请求；未命中则回源、命中则直返。
- 客户端端网速变化 → 支持断点续传；若断线后重连，只拉缺失部分，命中率高。
五、可调指令
5.1 slice size;
-
size：每片大小，可写
256k | 1m | 4m等； -
0（默认）关闭切片。
-
建议：
- 小文件 < size -> 不切片；
- 过小会导致文件句柄过多，过大会降低命中率，常用 512 k ~ 2 m。
5.2 $slice_range
无需显式定义，模块自动按 slice 和当前偏移生成。例如：
bytes=1048576-2097151
务必用 proxy_set_header Range $slice_range 传递给上游。
六、进阶技巧
6.1 HTTPS 回源 + Range
若回源是 HTTPS，上游同样须支持分段下载；否则 NGINX 会回退整文件。
proxy_pass https://backend.example.com;
proxy_set_header Range $slice_range;
6.2 限制并发子请求
过多并发会给回源带来压力，可在 proxy_cache_lock / limit_conn 等模块配合限流。
proxy_cache_lock on; # 只有首个分片回源，其余等待，防止击穿
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
limit_conn perip 10; # 每 IP 最多 10 并发
6.3 与 Range/Head 兼容
客户端自己发 Range（断点续传）时，Slice 会在原有 Range 内继续切分，返回多片合并结果，对客户端透明。
6.4 NJS 动态调整 Slice
可用 set $slice_size ... + slice $slice_size; 按不同 URI / MIME 策略动态调整分片大小。
七、已知问题与避坑
| 场景 | 问题表现 | 解决建议 |
|---|---|---|
| Background Cache Update | 使用 proxy_cache_background_update on; 时，不支持 Range，可能整文件回源 | 避免在同一 location 打开该特性；或使用主动刷新脚本 |
过小 Slice (<32k) | fd 数暴增、内存占用高 | Slice ≥ 256k；确保 worker_rlimit_nofile 足够 |
| 回源不支持 Range | 上游返回 200 整文件，Slice 无意义 | 确认回源支持 Accept-Ranges: bytes headers |
| ETag 变化 | 不同分片用不同 ETag 导致缓存击穿 | 统一回源 ETag 或禁用 proxy_ignore_headers ETag; |
八、监控 & 调试
- 查看缓存：
ls -l /data/nginx/cache，每片生成独立缓存文件。 - 日志标记：在
log_format中加入$slice_range、$upstream_status便于排查：
log_format slice '$remote_addr $uri $status ''range=$slice_range up=$upstream_status';
access_log /var/log/nginx/slice.log slice;
-
性能指标：
proxy_cache_hit,missconnections_active,reading,writing- 磁盘 IO
九、场景实战
9.1 大文件下载（ISO、固件）
slice 2m; # 较大分片减少文件数
proxy_cache_valid 200 206 12h; # 长时间缓存
9.2 HLS/DASH 点播
分片文件本就小，可关闭切片，或仅对 .mp4 大文件切片：
location ~ \.mp4$ {slice 1m;...
}
9.3 镜像仓库代理
镜像层 (layer) 可达数百 MB，开启切片后可极大提高复用率。
十、总结
-
一句话：
ngx_http_slice_module通过“分片 + 缓存”让大文件交付更高效。 -
必做：
- 编译开启
--with-http_slice_module - 设置
slice大小 + 缓存 key 中加入$slice_range - 将
$slice_range作为Range头传递 - 缓存中允许状态码
206
- 编译开启
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可选：结合
proxy_cache_lock、limit_conn、自定义session_log等做进一步优化。
掌握上述配置与注意事项后，你就可以让 NGINX 在大文件分发、CDN 边缘缓存、镜像仓库等场景下发挥极致性能，显著降低回源压力与带宽消耗。祝你使用顺利，缓存命中率节节攀升！