一篇文章快速上手 Nginx

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Nginx 簡介

什麼是 Nginx?

Nginx(engine x)是一款輕量級的 Web 伺服器 、反向代理伺服器及電子郵件(IMAP/POP3)代理伺服器。

什麼是反向代理?

反向代理(Reverse Proxy)方式是指以代理伺服器來接受 internet 上的連線請求,然後將請求轉發給內部網路上的伺服器,並將從伺服器上得到的結果返回給 internet 上請求連線的客戶端,此時代理伺服器對外就表現為一個反向代理伺服器。

Nginx 入門

詳細安裝方法請參考:https://github.com/dunwu/nginx-tutorial/blob/master/docs/nginx-ops.md

Nginx 的使用比較簡單,就是幾條命令。

常用到的命令如下:

nginx -s stop       快速關閉 Nginx,可能不儲存相關資訊,並迅速終止 Web 服務。
nginx -s quit       平穩關閉 Nginx,儲存相關資訊,有安排的結束 Web 服務。
nginx -s reload     因改變了 Nginx 相關配置,需要重新載入配置而過載。
nginx -s reopen     重新開啟日誌檔案。
nginx -c filename   為 Nginx 指定一個配置檔案,來代替預設的。
nginx -t            不執行,僅僅測試配置檔案。Nginx 將檢查配置檔案的語法的正確性,並嘗試開啟配置檔案中所引用到的檔案。
nginx -v            顯示 Nginx 的版本。
nginx -V            顯示 Nginx 的版本,編譯器版本和配置引數。

如果不想每次都敲命令,可以在 Nginx 安裝目錄下新添一個啟動批處理檔案 startup.bat,雙擊即可執行。內容如下:

@echo off
rem 如果啟動前已經啟動 Nginx 並記錄下 pid 檔案,會 kill 指定程序
nginx.exe -s stop

rem 測試配置檔案語法正確性
nginx.exe -t -c conf/nginx.conf

rem 顯示版本資訊
nginx.exe -v

rem 按照指定配置去啟動 Nginx
nginx.exe -c conf/nginx.conf

如果是執行在 Linux 下,寫一個 shell 指令碼,大同小異。

Nginx 實戰

我始終認為,各種開發工具的配置還是結合實戰來講述,會讓人更易理解。

HTTP 反向代理

我們先實現一個小目標:不考慮複雜的配置,僅僅是完成一個 HTTP 反向代理。

nginx.conf 配置檔案如下:

注:conf/nginx.conf 是 Nginx 的預設配置檔案。你也可以使用 nginx -c 指定你的配置檔案。

#執行使用者
#user somebody;

#啟動程序,通常設定成和 CPU 的數量相等
worker_processes  1;

#全域性錯誤日誌
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 檔案,記錄當前啟動的 Nginx 的程序 ID
pid        D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/nginx.pid;

#工作模式及連線數上限
events {
    worker_connections 1024;    #單個後臺worker process程序的最大併發連結數
}

#設定 HTTP 伺服器,利用它的反向代理功能提供負載均衡支援
http {
    #設定 mime 型別(郵件支援型別),型別由 mime.types 檔案定義
    include       D:/Tools/nginx-1.10.1/conf/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #設定日誌
 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 是否呼叫 sendfile 函式(zero copy 方式)來輸出檔案,對於普通應用,
    #必須設為 on,如果用來進行下載等應用磁碟 IO 重負載應用,可設定為 off,以平衡磁碟與網路 I/O 處理速度,降低系統的 uptime.
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #連線超時時間
    keepalive_timeout  120;
    tcp_nodelay        on;

 #gzip 壓縮開關
 #gzip  on;

    #設定實際的伺服器列表
    upstream zp_server1{
        server 127.0.0.1:8089;
    }

    #HTTP 伺服器
    server {
        #監聽 80 埠,80 埠是知名埠號,用於 HTTP 協議
        listen       80;

        #定義使用 www.xx.com 訪問
        server_name  www.helloworld.com;

  #首頁
  index index.html

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

  #編碼格式
  charset utf-8;

  #代理配置引數
        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;

        #反向代理的路徑(和 upstream 繫結),location 後面設定對映的路徑
        location / {
            proxy_pass http://zp_server1;
        }

        #靜態檔案,Nginx 自己處理
        location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ {
            root D:\01_Workspace\Project\github\zp\SpringNotes\spring-security\spring-shiro\src\main\webapp\views;
            #過期 30 天,靜態檔案不怎麼更新,過期可以設大一點,如果頻繁更新,則可以設定得小一點。
            expires 30d;
        }

        #設定檢視 Nginx 狀態的地址
        location /NginxStatus {
            stub_status           on;
            access_log            on;
            auth_basic            "NginxStatus";
            auth_basic_user_file  conf/htpasswd;
        }

        #禁止訪問 .htxxx 檔案
        location ~ /\.ht {
            deny all;
        }

  #錯誤處理頁面(可選擇性配置)
  #error_page   404              /404.html;
  #error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        #location = /50x.html {
        #    root   html;
        #}
    }
}

好了,讓我們來試試吧:

啟動 webapp,注意啟動繫結的埠要和 Nginx 中的 upstream 設定的埠保持一致。

更改 host:在 C:\Windows\System32\drivers\etc 目錄下的 host 檔案中新增一條 DNS 記錄:

127.0.0.1 www.helloworld.com

啟動前文中 startup.bat 的命令。

在瀏覽器中訪問 www.helloworld.com,不出意外,已經可以訪問了。

HTTP 反向代理

一些對安全性要求比較高的站點,可能會使用 HTTPS(一種使用 ssl 通訊標準的安全 HTTP 協議)。

這裡不科普 HTTP 協議和 SSL 標準。但是,使用 Nginx 配置 https 需要知道幾點:

  • HTTPS 的固定埠號是 443,不同於 HTTP 的 80 埠

  • SSL 標準需要引入安全證書,所以在 nginx.conf 中你需要指定證書和它對應的 key

其他和 HTTP 反向代理基本一樣,只是在 Server 部分配置有些不同。

#HTTP 伺服器
  server {
      #監聽 443 埠。443 為知名埠號,主要用於 HTTPS 協議
      listen       443 ssl;

      #定義使用 www.xx.com 訪問
      server_name  www.helloworld.com;

      #ssl 證書檔案位置(常見證書檔案格式為:crt/pem)
      ssl_certificate      cert.pem;
      #ssl 證書 key 位置
      ssl_certificate_key  cert.key;

      #ssl 配置引數(選擇性配置)
      ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
      ssl_session_timeout  5m;
      #數字簽名,此處使用 MD5
      ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
      ssl_prefer_server_ciphers  on;

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

負載均衡

前面的例子中,代理僅僅指向一個伺服器。

但是,網站在實際運營過程中,大部分都是以叢集的方式執行,這時需要使用負載均衡來分流。

Nginx 也可以實現簡單的負載均衡功能。

假設這樣一個應用場景:將應用部署在 192.168.1.11:80、192.168.1.12:80、192.168.1.13:80 三臺 Linux 環境的伺服器上。網站域名叫 www.helloworld.com,公網 IP 為 192.168.1.11。在公網 IP 所在的伺服器上部署 Nginx,對所有請求做負載均衡處理(下面例子中使用的是加權輪詢策略)。

nginx.conf 配置如下:

http {
     #設定 mime 型別,型別由 mime.type 檔案定義
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    #設定日誌格式
    access_log    /var/log/nginx/access.log;

    #設定負載均衡的伺服器列表
    upstream load_balance_server {
        #weigth 引數表示權值,權值越高被分配到的機率越大
        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 伺服器
   server {
        #偵聽 80 埠
        listen       80;

        #定義使用 www.xx.com 訪問
        server_name  www.helloworld.com;

        #對所有請求進行負載均衡請求
        location / {
            root        /root;                 #定義伺服器的預設網站根目錄位置
            index       index.html index.htm;  #定義首頁索引檔案的名稱
            proxy_pass  http://load_balance_server ;#請求轉向load_balance_server 定義的伺服器列表

            #以下是一些反向代理的配置(可選擇性配置)
            #proxy_redirect off;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            #後端的 Web 伺服器可以通過 X-Forwarded-For 獲取使用者真實 IP
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
            proxy_connect_timeout 90;          #Nginx 跟後端伺服器連線超時時間(代理連線超時)
            proxy_send_timeout 90;             #後端伺服器資料回傳時間(代理髮送超時)
            proxy_read_timeout 90;             #連線成功後,後端伺服器響應時間(代理接收超時)
            proxy_buffer_size 4k;              #設定代理伺服器(Nginx)儲存使用者頭資訊的緩衝區大小
            proxy_buffers 4 32k;               #proxy_buffers 緩衝區,網頁平均在 32k 以下的話,這樣設定
            proxy_busy_buffers_size 64k;       #高負荷下緩衝大小(proxy_buffers*2)
            proxy_temp_file_write_size 64k;    #設定快取資料夾大小,大於這個值,將從 upstream 伺服器傳

            client_max_body_size 10m;          #允許客戶端請求的最大單檔案位元組數
            client_body_buffer_size 128k;      #緩衝區代理緩衝使用者端請求的最大位元組數
        }
    }
}

負載均衡策略

Nginx 提供了多種負載均衡策略,讓我們來一一瞭解一下:

負載均衡策略在各種分散式系統中基本上原理一致,對於原理有興趣,不妨參考:https://dunwu.github.io/blog/design/theory/load-balance-theory/

輪詢:

upstream bck_testing_01 {
  # 預設所有伺服器權重為 1
  server 192.168.250.220:8080
  server 192.168.250.221:8080
  server 192.168.250.222:8080
}

加權輪詢:

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
}

最少連線:

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
}

加權最少連線:

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

}

網站有多個 webapp 的配置

當一個網站功能越來越豐富時,往往需要將一些功能相對獨立的模組剝離出來,獨立維護。這樣的話,通常,會有多個 webapp。

舉個例子:假如 www.helloworld.com 站點有好幾個 webapp,finance(金融)、product(產品)、admin(使用者中心)。訪問這些應用的方式通過上下文(context)來進行區分:

  • www.helloworld.com/finance/

  • www.helloworld.com/product/

  • www.helloworld.com/admin/

我們知道,HTTP 的預設埠號是 80,如果在一臺伺服器上同時啟動這 3 個 webapp 應用,都用 80 埠,肯定是不成的。所以,這三個應用需要分別繫結不同的埠號。

那麼,問題來了,使用者在實際訪問 www.helloworld.com 站點時,訪問不同 webapp,總不會還帶著對應的埠號去訪問吧。所以,你再次需要用到反向代理來做處理。

配置也不難,來看看怎麼做吧:

http {
 #此處省略一些基本配置

 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 {
  #此處省略一些基本配置
  #預設指向 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;
  }
 }
}

靜態站點

有時候,我們需要配置靜態站點(即 html 檔案和一堆靜態資源)。

舉例來說:如果所有的靜態資源都放在了 /app/dist 目錄下,我們只需要在 nginx.conf 中指定首頁以及這個站點的 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;
   #轉發任何請求到 index.html
  }
 }
}

然後,新增 HOST:

127.0.0.1 static.zp.cn

此時,在本地瀏覽器訪問 static.zp.cn ,就可以訪問靜態站點了。

搭建檔案伺服器

有時候,團隊需要歸檔一些資料或資料,那麼檔案伺服器必不可少。使用 Nginx 可以非常快速便捷的搭建一個簡易的檔案服務。

Nginx 中的配置要點:

  • 將 autoindex 開啟可以顯示目錄,預設不開啟。

  • 將 autoindex_exact_size 開啟可以顯示檔案的大小。

  • 將 autoindex_localtime 開啟可以顯示檔案的修改時間。

  • root 用來設定開放為檔案服務的根路徑。

  • charset 設定為 charset utf-8,gbk,可以避免中文亂碼問題(Windows 伺服器下設定後,依然亂碼,本人暫時沒有找到解決方法)。

一個最簡化的配置如下:

autoindex on;# 顯示目錄
autoindex_exact_size on;# 顯示檔案大小
autoindex_localtime on;# 顯示檔案時間

server {
    charset      utf-8,gbk; # Windows 伺服器下設定後,依然亂碼,暫時無解
    listen       9050 default_server;
    listen       [::]:9050 default_server;
    server_name  _;
    root         /share/fs;
}

解決跨域

Web 領域開發中,經常採用前後端分離模式。這種模式下,前端和後端分別是獨立的 Web 應用程式,例如:後端是 Java 程式,前端是 React 或 Vue 應用。

各自獨立的 web app 在互相訪問時,勢必存在跨域問題。解決跨域問題一般有兩種思路:

  • CORS,在後端伺服器設定 HTTP 響應頭,把你需要允許訪問的域名加入 Access-Control-Allow-Origin 中。

  • jsonp,把後端根據請求,構造 json 資料,並返回,前端用 jsonp 跨域。

這兩種思路,本文不展開討論。

需要說明的是,Nginx 根據第一種思路,也提供了一種解決跨域的解決方案。

舉例:www.helloworld.com 網站是由一個前端 app ,一個後端 app 組成的。前端埠號為 9000, 後端埠號為 8080。

前端和後端如果使用 HTTP 進行互動時,請求會被拒絕,因為存在跨域問題。來看看,Nginx 是怎麼解決的吧:

首先,在 enable-cors.conf 檔案中設定 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";
}

接下來,在你的伺服器中 include enable-cors.conf 來引入跨域配置:

# ----------------------------------------------------
# 此檔案為專案 Nginx 配置片段
# 可以直接在 nginx config 中 include(推薦)
# 或者 copy 到現有 Nginx 中,自行配置
# www.helloworld.com 域名需配合 dns hosts 進行配置
# 其中,API 開啟了 cors,需配合本目錄下另一份配置檔案
# ----------------------------------------------------
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。

原文連結:https://github.com/dunwu/nginx-tutorial

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