Nginx从入门到干活
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Nginx 简介

Nginx 从入门到干活

什么是 Nginx?

Nginx（engine x）是一款轻量级的 Web 服务器 、反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器。

什么是反向代理？

反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受 internet 上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给 internet 上请求连接的客户端。

此时代理服务器对外就表现为一个反向代理服务器，如下图：
Nginx 从入门到干活

Nginx 入门

详细安装方法请参考：
https://github.com/dunwu/nginx-tutorial/blob/master/docs/nginx-ops.md

Nginx 的使用比较简单，就是几条命令。

常用到的命令如下：
nginx -s stop       快速关闭 Nginx，可能不保存相关信息，并迅速终止 Web 服务。
nginx -s quit       平稳关闭 Nginx，保存相关信息，有安排的结束 Web 服务。
nginx -s reload     因改变了 Nginx 相关配置，需要重新加载配置而重载。
nginx -s reopen     重新打开日志文件。
nginx -c filename   为 Nginx 指定一个配置文件，来代替缺省的。
nginx -t            不运行，仅仅测试配置文件。Nginx 将检查配置文件的语法的正确性，并尝试打开配置文件中所引用到的文件。
nginx -v            显示 Nginx 的版本。
nginx -V            显示 Nginx 的版本，编译器版本和配置参数。

如果不想每次都敲命令，可以在 Nginx 安装目录下新添一个启动批处理文件 startup.bat，双击即可运行。

内容如下：
@echo off
rem 如果启动前已经启动 Nginx 并记录下 pid 文件，会 kill 指定进程
nginx.exe -s stop

rem 测试配置文件语法正确性
nginx.exe -t -c conf/nginx.conf

rem 显示版本信息
nginx.exe -v

rem 按照指定配置去启动 Nginx
nginx.exe -c conf/nginx.conf

如果是运行在 Linux 下，写一个 shell 脚本，大同小异。

Nginx 实战

我始终认为，各种开发工具的配置还是结合实战来讲述，会让人更易理解。

HTTP 反向代理

我们先实现一个小目标：不考虑复杂的配置，仅仅是完成一个 HTTP 反向代理。

nginx.conf 配置文件如下：
 #运行用户
#user somebody;

#启动进程，通常设置成和 CPU 的数量相等
worker_processes  1;

#全局错误日志
error_log  D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/error.log;
error_log  D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/notice.log  notice;
error_log  D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/info.log  info;

#PID 文件，记录当前启动的 Nginx 的进程 ID
pid        D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/nginx.pid;

#工作模式及连接数上限
events {
    worker_connections 1024;    #单个后台 worker process 进程的最大并发链接数
}

#设定 HTTP 服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
http {
    #设定 mime 类型（邮件支持类型），类型由 mime.types 文件定义
    include       D:/Tools/nginx-1.10.1/conf/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #设定日志
 log_format  main  '[$remote_addr] - [$remote_user] [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log    D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/access.log main;
    rewrite_log     on;

    #sendfile 指令指定 Nginx 是否调用 sendfile 函数（zero copy 方式）来输出文件，对于普通应用，
    #必须设为 on，如果用来进行下载等应用磁盘 IO 重负载应用，可设置为 off，以平衡磁盘与网络 I/O 处理速度，降低系统的 uptime.
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #连接超时时间
    keepalive_timeout  120;
    tcp_nodelay        on;

 #gzip 压缩开关
 #gzip  on;

    #设定实际的服务器列表
    upstream zp_server1{
        server 127.0.0.1:8089;
    }

    #HTTP 服务器
    server {
        #监听 80 端口，80 端口是知名端口号，用于 HTTP 协议
        listen       80;

        #定义使用 www.xx.com 访问
        server_name  www.helloworld.com;

  #首页
  index index.html

  #指向 webapp 的目录
  root D:\01_Workspace\Project\github\zp\SpringNotes\spring-security\spring-shiro\src\main\webapp;

  #编码格式
  charset utf-8;

  #代理配置参数
        proxy_connect_timeout 180;
        proxy_send_timeout 180;
        proxy_read_timeout 180;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Forwarder-For $remote_addr;

        #反向代理的路径（和 upstream 绑定），location 后面设置映射的路径
        location / {
            proxy_pass http://zp_server1;
        }

        #静态文件，Nginx 自己处理
        location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ {
            root D:\01_Workspace\Project\github\zp\SpringNotes\spring-security\spring-shiro\src\main\webapp\views;
            #过期 30 天，静态文件不怎么更新，过期可以设大一点，如果频繁更新，则可以设置得小一点。
            expires 30d;
        }

        #设定查看 Nginx 状态的地址
        location /NginxStatus {
            stub_status           on;
            access_log            on;
            auth_basic            "NginxStatus";
            auth_basic_user_file  conf/htpasswd;
        }

        #禁止访问 .htxxx 文件
        location ~ /\.ht {
            deny all;
        }

  #错误处理页面（可选择性配置）
  #error_page   404              /404.html;
  #error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        #location = /50x.html {
        #    root   html;
        #}
    }
}

注：conf/nginx.conf 是 Nginx 的默认配置文件。你也可以使用 nginx -c 指定你的配置文件。

好了，让我们来试试吧：

启动 webapp，注意启动绑定的端口要和 Nginx 中的 upstream 设置的端口保持一致。

更改 host，在 C:WindowsSystem32driversetc 目录下的 host 文件中添加一条 DNS 记录：

127.0.0.1 www.helloworld.com

启动前文中 startup.bat 的命令。

在浏览器中访问 www.helloworld.com，不出意外，已经可以访问了。

HTTPS 反向代理

一些对安全性要求比较高的站点，可能会使用 HTTPS（一种使用 ssl 通信标准的安全 HTTP 协议）。

这里不科普 HTTP 协议和 SSL 标准。但是，使用 Nginx 配置 HTTPS 需要知道几点：

  • HTTPS 的固定端口号是 443，不同于 HTTP 的 80 端口。
  • SSL 标准需要引入安全证书，所以在 nginx.conf 中你需要指定证书和它对应的 key。

其他和 HTTP 反向代理基本一样，只是在 Server 部分配置有些不同。

#HTTP 服务器
  server {
      #监听 443 端口。443 为知名端口号，主要用于 HTTPS 协议
      listen       443 ssl;

      #定义使用 www.xx.com 访问
      server_name  www.helloworld.com;

      #ssl 证书文件位置（常见证书文件格式为：crt/pem）
      ssl_certificate      cert.pem;
      #ssl 证书 key 位置
      ssl_certificate_key  cert.key;

      #ssl 配置参数（选择性配置）
      ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
      ssl_session_timeout  5m;
      #数字签名，此处使用 MD5
      ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
      ssl_prefer_server_ciphers  on;

      location / {
          root   /root;
          index  index.html index.htm;
      }
  }

负载均衡

前面的例子中，代理仅仅指向一个服务器。
但是，网站在实际运营过程中，大部分都是以集群的方式运行，这时需要使用负载均衡来分流。

Nginx 也可以实现简单的负载均衡功能。

Nginx 从入门到干活

假设这样一个应用场景：将应用部署在 192.168.1.11:80、192.168.1.12:80、192.168.1.13:80 三台 Linux 环境的服务器上。网站域名叫 www.helloworld.com，公网 IP 为 192.168.1.11。

在公网 IP 所在的服务器上部署 Nginx，对所有请求做负载均衡处理（下面例子中使用的是加权轮询策略）。

nginx.conf 配置如下：

http {
     #设定 mime 类型，类型由 mime.type 文件定义
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    #设定日志格式
    access_log    /var/log/nginx/access.log;

    #设定负载均衡的服务器列表
    upstream load_balance_server {
        #weigth 参数表示权值，权值越高被分配到的几率越大
        server 192.168.1.11:80   weight=5;
        server 192.168.1.12:80   weight=1;
        server 192.168.1.13:80   weight=6;
    }

   #HTTP 服务器
   server {
        #侦听 80 端口
        listen       80;

        #定义使用 www.xx.com 访问
        server_name  www.helloworld.com;

        #对所有请求进行负载均衡请求
        location / {
            root        /root;                 #定义服务器的默认网站根目录位置
            index       index.html index.htm;  #定义首页索引文件的名称
            proxy_pass  http://load_balance_server ;#请求转向 load_balance_server 定义的服务器列表

            #以下是一些反向代理的配置(可选择性配置)
            #proxy_redirect off;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            #后端的 Web 服务器可以通过 X-Forwarded-For 获取用户真实 IP
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
            proxy_connect_timeout 90;          #Nginx 跟后端服务器连接超时时间（代理连接超时）
            proxy_send_timeout 90;             #后端服务器数据回传时间（代理发送超时）
            proxy_read_timeout 90;             #连接成功后，后端服务器响应时间（代理接收超时）
            proxy_buffer_size 4k;              #设置代理服务器（Nginx）保存用户头信息的缓冲区大小
            proxy_buffers 4 32k;               #proxy_buffers 缓冲区，网页平均在 32k 以下的话，这样设置
            proxy_busy_buffers_size 64k;       #高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2）
            proxy_temp_file_write_size 64k;    #设定缓存文件夹大小，大于这个值，将从 upstream 服务器传

            client_max_body_size 10m;          #允许客户端请求的最大单文件字节数
            client_body_buffer_size 128k;      #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数
        }
    }
}

负载均衡策略

Nginx 提供了多种负载均衡策略，让我们来一一了解一下：

负载均衡策略在各种分布式系统中基本上原理一致，对于原理有兴趣，不妨参考：

https://dunwu.github.io/blog/design/theory/load-balance-theory/

轮询：

upstream bck_testing_01 {
  # 默认所有服务器权重为 1
  server 192.168.250.220:8080
  server 192.168.250.221:8080
  server 192.168.250.222:8080
}

加权轮询：

upstream bck_testing_01 {
  server 192.168.250.220:8080   weight=3
  server 192.168.250.221:8080              # default weight=1
  server 192.168.250.222:8080              # default weight=1
}

最少连接：

upstream bck_testing_01 {
  least_conn;

  # with default weight for all (weight=1)
  server 192.168.250.220:8080
  server 192.168.250.221:8080
  server 192.168.250.222:8080
}

加权最少连接：

upstream bck_testing_01 {
  least_conn;

  server 192.168.250.220:8080   weight=3
  server 192.168.250.221:8080              # default weight=1
  server 192.168.250.222:8080              # default weight=1
}

IP Hash：

upstream bck_testing_01 {

  ip_hash;

  # with default weight for all (weight=1)
  server 192.168.250.220:8080
  server 192.168.250.221:8080
  server 192.168.250.222:8080

}

普通 Hash：

upstream bck_testing_01 {

  hash $request_uri;

  # with default weight for all (weight=1)
  server 192.168.250.220:8080
  server 192.168.250.221:8080
  server 192.168.250.222:8080

}

网站有多个 webapp 的配置

当一个网站功能越来越丰富时，往往需要将一些功能相对独立的模块剥离出来，独立维护。这样的话，通常，会有多个 webapp。
 

举个例子：假如 www.helloworld.com 站点有好几个 webapp，finance（金融）、product（产品）、admin（用户中心）。

访问这些应用的方式通过上下文（context）来进行区分：

  • www.helloworld.com/finance/
  • www.helloworld.com/product/
  • www.helloworld.com/admin/

我们知道，HTTP 的默认端口号是 80，如果在一台服务器上同时启动这 3 个 webapp 应用，都用 80 端口，肯定是不成的。所以，这三个应用需要分别绑定不同的端口号。
那么，问题来了，用户在实际访问 www.helloworld.com 站点时，访问不同 webapp，总不会还带着对应的端口号去访问吧。所以，你再次需要用到反向代理来做处理。

配置也不难，来看看怎么做吧：

http {
    #此处省略一些基本配置

    upstream product_server{
        server www.helloworld.com:8081;
    }

    upstream admin_server{
        server www.helloworld.com:8082;
    }

    upstream finance_server{
        server www.helloworld.com:8083;
    }

    server {
        #此处省略一些基本配置
        #默认指向 product 的 server
        location / {
            proxy_pass http://product_server;
        }

        location /product/{
            proxy_pass http://product_server;
        }

        location /admin/ {
            proxy_pass http://admin_server;
        }

        location /finance/ {
            proxy_pass http://finance_server;
        }
    }
}

静态站点

有时候，我们需要配置静态站点（即 html 文件和一堆静态资源）。
举例来说：如果所有的静态资源都放在了 /app/dist 目录下，我们只需要在 nginx.conf 中指定首页以及这个站点的 host 即可。

配置如下：

worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    gzip on;
    gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/javascript image/jpeg image/gif image/png;
    gzip_vary on;

    server {
        listen       80;
        server_name  static.zp.cn;

        location / {
            root /app/dist;
            index index.html;
            #转发任何请求到 index.html
        }
    }
}

然后，添加 HOST：

127.0.0.1 static.zp.cn

此时，在本地浏览器访问 static.zp.cn ，就可以访问静态站点了。

搭建文件服务器

有时候，团队需要归档一些数据或资料，那么文件服务器必不可少。使用 Nginx 可以非常快速便捷的搭建一个简易的文件服务。
Nginx 中的配置要点：
  • 将 autoindex 开启可以显示目录，默认不开启。
  • 将 autoindex_exact_size 开启可以显示文件的大小。
  • 将 autoindex_localtime 开启可以显示文件的修改时间。
  • root 用来设置开放为文件服务的根路径。
  • charset 设置为 charset utf-8，gbk，可以避免中文乱码问题（Windows 服务器下设置后，依然乱码，本人暂时没有找到解决方法）。

一个最简化的配置如下：

autoindex on;# 显示目录
autoindex_exact_size on;# 显示文件大小
autoindex_localtime on;# 显示文件时间

server {
    charset      utf-8,gbk; # windows 服务器下设置后，依然乱码，暂时无解
    listen       9050 default_server;
    listen       [::]:9050 default_server;
    server_name  _;
    root         /share/fs;
}

解决跨域

Web 领域开发中，经常采用前后端分离模式。这种模式下，前端和后端分别是独立的 Web 应用程序，例如：后端是 Java 程序，前端是 React 或 Vue 应用。
各自独立的 web app 在互相访问时，势必存在跨域问题。解决跨域问题一般有两种思路：
  • CORS，在后端服务器设置 HTTP 响应头，把你需要允许访问的域名加入 Access-Control-Allow-Origin 中。
  • jsonp，把后端根据请求，构造 json 数据，并返回，前端用 jsonp 跨域。

这两种思路，本文不展开讨论。需要说明的是，Nginx 根据第一种思路，也提供了一种解决跨域的解决方案。
举例：www.helloworld.com 网站是由一个前端 app ，一个后端 app 组成的。前端端口号为 9000， 后端端口号为 8080。
前端和后端如果使用 HTTP 进行交互时，请求会被拒绝，因为存在跨域问题。来看看，Nginx 是怎么解决的吧。

首先，在 enable-cors.conf 文件中设置 cors：

# allow origin list
set $ACAO '*';

# set single origin
if ($http_origin ~* (www.helloworld.com)$) {
  set $ACAO $http_origin;
}

if ($cors = "trueget") {
    add_header 'Access-Control-Allow-Origin' "$http_origin";
    add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true';
    add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET, POST, OPTIONS';
    add_header 'Access-Control-Allow-Headers' 'DNT,X-Mx-ReqToken,Keep-Alive,User-Agent,X-Requested-With,If-Modified-Since,Cache-Control,Content-Type';
}

if ($request_method = 'OPTIONS') {
  set $cors "${cors}options";
}

if ($request_method = 'GET') {
  set $cors "${cors}get";
}

if ($request_method = 'POST') {
  set $cors "${cors}post";
}

接下来，在你的服务器中 include enable-cors.conf 来引入跨域配置：

# ----------------------------------------------------
# 此文件为项目 nginx 配置片段
# 可以直接在 nginx config 中 include（推荐）
# 或者 copy 到现有 nginx 中，自行配置
# www.helloworld.com 域名需配合 dns hosts 进行配置
# 其中，api 开启了 cors，需配合本目录下另一份配置文件
# ----------------------------------------------------
upstream front_server{
  server www.helloworld.com:9000;
}
upstream api_server{
  server www.helloworld.com:8080;
}

server {
  listen       80;
  server_name  www.helloworld.com;

  location ~ ^/api/ {
    include enable-cors.conf;
    proxy_pass http://api_server;
    rewrite "^/api/(.*)$" /$1 break;
  }

  location ~ ^/ {
    proxy_pass http://front_server;
  }
}

到此，就完成了。

作者：Zhang Peng
编辑：陶家龙
出处：github.com/dunwu/nginx-tutorial

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