Nginx学习记录

保安小胡
111 阅读7分钟

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介绍

Nginx 是开源、高性能、高可靠的 Web 和反向代理服务器，而且支持热部署。

使用场景：

  1. 静态资源服务，通过本地文件系统提供服务；
  2. 反向代理服务，延伸出包括缓存、负载均衡等；
  3. API 服务，OpenResty ；

相关概念

简单请求和非简单请求

如果同时满足下面两个条件，就属于简单请求：

  1. 请求方法是 HEAD、GET、POST 三种之一；
  2. HTTP 头信息不超过右边着几个字段：Accept、Accept-Language、Content-Language、Last-Event-ID Content-Type 只限于三个值 application/x-www-form-urlencoded、multipart/form-data、text/plain；

浏览器处理简单请求和非简单请求的方式不一样：

简单请求

对于简单请求，浏览器会在头信息中增加 Origin 字段后直接发出，Origin 字段用来说明，本次请求来自的哪个源（协议+域名+端口）。

如果服务器发现 Origin 指定的源不在许可范围内，服务器会返回一个正常的 HTTP 回应，浏览器取到回应之后发现回应的头信息中没有包含 Access-Control-Allow-Origin 字段，就抛出一个错误给 XHR 的 error 事件；

如果服务器发现 Origin 指定的域名在许可范围内，服务器返回的响应会多出几个 Access-Control- 开头的头信息字段。

非简单请求

非简单请求是那种对服务器有特殊要求的请求，比如请求方法是 PUT 或 DELETE，或 Content-Type 值为 application/json。浏览器会在正式通信之前，发送一次 HTTP 预检 OPTIONS 请求，先询问服务器，当前网页所在的域名是否在服务器的许可名单之中，以及可以使用哪些 HTTP 请求方法和头信息字段。只有得到肯定答复，浏览器才会发出正式的 XHR 请求，否则报错。

跨域

在浏览器上当前访问的网站向另一个网站发送请求获取数据的过程就是跨域请求。

正向代理和反向代理

正向代理： 一般的访问流程是客户端直接向目标服务器发送请求并获取内容，使用正向代理后，客户端改为向代理服务器发送请求，并指定目标服务器（原始服务器），然后由代理服务器和原始服务器通信，转交请求并获得的内容，再返回给客户端。正向代理隐藏了真实的客户端，为客户端收发请求，使真实客户端对服务器不可见；

举个具体的例子 ，你的浏览器无法直接访问谷哥，这时候可以通过一个代理服务器来帮助你访问谷哥，那么这个服务器就叫正向代理。

反向代理： 与一般访问流程相比，使用反向代理后，直接收到请求的服务器是代理服务器，然后将请求转发给内部网络上真正进行处理的服务器，得到的结果返回给客户端。反向代理隐藏了真实的服务器，为服务器收发请求，使真实服务器对客户端不可见。一般在处理跨域请求的时候比较常用。现在基本上所有的大型网站都设置了反向代理。

举个具体的例子 ，去饭店吃饭，可以点川菜、粤菜、江浙菜，饭店也分别有三个菜系的厨师 👨‍🍳，但是你作为顾客不用管哪个厨师给你做的菜，只用点菜即可，小二将你菜单中的菜分配给不同的厨师来具体处理，那么这个小二就是反向代理服务器。

简单的说，一般给客户端做代理的都是正向代理，给服务器做代理的就是反向代理。

负载均衡

将请求分发到各个服务器上，将负载分发到不同的服务器，这就是负载均衡，核心是「分摊压力」。Nginx 实现负载均衡，一般来说指的是将请求转发给服务器集群。

动静分离

为了加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面由不同的服务器来解析，加快解析速度，降低原来单个服务器的压力。

如果请求的是静态资源，直接到静态资源目录获取资源，如果是动态资源的请求，则利用反向代理的原理，把请求转发给对应后台应用去处理，从而实现动静分离。

Nginx 配置语法

一个 Nginx 配置文件的结构就像 nginx.conf 显示的那样，配置文件的语法规则：

  1. 配置文件由指令与指令块构成；
  2. 每条指令以 ; 分号结尾，指令与参数间以空格符号分隔；
  3. 指令块以 {} 大括号将多条指令组织在一起；
  4. include 语句允许组合多个配置文件以提升可维护性；
  5. 使用 # 符号添加注释，提高可读性；
  6. 使用 $ 符号使用变量；
  7. 部分指令的参数支持正则表达式；

典型配置

user  nginx;                        # 运行用户，默认即是nginx，可以不进行设置
worker_processes  1;                # Nginx 进程数，一般设置为和 CPU 核数一样
error_log  /var/log/nginx/error.log warn;   # Nginx 的错误日志存放目录
pid        /var/run/nginx.pid;      # Nginx 服务启动时的 pid 存放位置
​
events {
    use epoll;     # 使用epoll的I/O模型(如果你不知道Nginx该使用哪种轮询方法，会自动选择一个最适合你操作系统的)
    worker_connections 1024;   # 每个进程允许最大并发数
}
​
http {   # 配置使用最频繁的部分，代理、缓存、日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里设置
    # 设置日志模式
    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  /var/log/nginx/access.log  main;   # Nginx访问日志存放位置
​
    sendfile            on;   # 开启高效传输模式
    tcp_nopush          on;   # 减少网络报文段的数量
    tcp_nodelay         on;
    keepalive_timeout   65;   # 保持连接的时间，也叫超时时间，单位秒
    types_hash_max_size 2048;
​
    include             /etc/nginx/mime.types;      # 文件扩展名与类型映射表
    default_type        application/octet-stream;   # 默认文件类型
​
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;   # 加载子配置项
    
    server {
      listen       80;       # 配置监听的端口
      server_name  localhost;    # 配置的域名
      
      location / {
        root   /usr/share/nginx/html;  # 网站根目录
        index  index.html index.htm;   # 默认首页文件
        deny 172.168.22.11;   # 禁止访问的ip地址，可以为all
        allow 172.168.33.44； # 允许访问的ip地址，可以为all
      }
      
      error_page 500 502 503 504 /50x.html;  # 默认50x对应的访问页面
      error_page 400 404 error.html;   # 同上
    }
}

指令后面：

  1. = 精确匹配路径，用于不含正则表达式的 uri 前，如果匹配成功，不再进行后续的查找；
  2. ^~ 用于不含正则表达式的 uri； 前，表示如果该符号后面的字符是最佳匹配，采用该规则，不再进行后续的查找；
  3. ~ 表示用该符号后面的正则去匹配路径，区分大小写；
  4. ~* 表示用该符号后面的正则去匹配路径，不区分大小写。跟 ~ 优先级都比较低，如有多个location的正则能匹配的话，则使用正则表达式最长的那个；

如果 uri 包含正则表达式，则必须要有 ~ 或 ~* 标志。

全局变量

全局变量名功能
$host请求信息中的 Host，如果请求中没有 Host 行，则等于设置的服务器名，不包含端口
$request_method客户端请求类型，如 GET、POST
$remote_addr客户端的 IP 地址
$args请求中的参数
$arg_PARAMETERGET 请求中变量名 PARAMETER 参数的值，例如：$http_user_agent(Uaer-Agent 值), $http_referer...
$content_length请求头中的 Content-length 字段
$http_user_agent客户端agent信息
$http_cookie客户端cookie信息
$remote_port客户端的端口
$http_user_agent客户端agent信息
$server_protocol请求使用的协议，如 HTTP/1.0、HTTP/1.1
$server_addr服务器地址
$server_name服务器名称
$server_port服务器的端口号
$schemeHTTP 方法（如http，https）

设置二级域名虚拟主机

购买了域名之后，就可以配置虚拟主机了，一般配置的路径在 域名管理 -> 解析 -> 添加记录 中添加二级域名，配置后某某云会把二级域名也解析到我们配置的服务器 IP 上，然后我们在 Nginx 上配置一下虚拟主机的访问监听，就可以拿到从这个二级域名过来的请求了。

# /etc/nginx/conf.d/fe.sherlocked93.club.conf
​
server {
  listen 80;
  server_name fe.sherlocked93.club;
​
  location / {
    root  /usr/share/nginx/html/fe;
    index index.html;
  }
}

然后在 /usr/share/nginx/html 文件夹下新建 fe 文件夹，新建文件 index.html，内容随便写点，改完 nginx -s reload 重新加载，浏览器中输入 fe.sherlocked93.club，发现从二级域名就可以访问到我们刚刚新建的 fe 文件夹：

配置反向代理

反向代理是工作中最常用的服务器功能，经常被用来解决跨域问题，下面简单介绍一下如何实现反向代理。

首先进入 Nginx 的主配置文件：

vim /etc/nginx/nginx.conf

我们去 http 模块的 server 块中的 location /，增加一行将默认网址重定向到 百度 的 proxy_pass 配置 ：

server {
  listen 80;
  server_name *.sherlocked93.club;
​
  location / {
    proxy_pass https://www.baidu.com/
  }
}

改完保存退出，nginx -s reload 重新加载，进入默认网址，那么现在就直接跳转到 B 站了，实现了一个简单的代理。

改完保存退出，nginx -s reload 重新加载，进入默认网址，那么现在就直接跳转到 B 站了，实现了一个简单的代理。

实际使用中，可以将请求转发到本机另一个服务器上，也可以根据访问的路径跳转到不同端口的服务中。

比如我们监听 9001 端口，然后把访问不同路径的请求进行反向代理：

  1. 把访问 http://127.0.0.1:9001/edu 的请求转发到 http://127.0.0.1:8080
  2. 把访问 http://127.0.0.1:9001/vod 的请求转发到 http://127.0.0.1:8081

打开主配置文件，然后在 http 模块下增加一个 server 块：

server {
  listen 9001;
  server_name *.sherlocked93.club;
​
  location ~ /edu/ {
    proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
  }
  
  location ~ /vod/ {
    proxy_pass http://127.0.0.1:8081;
  }
}

反向代理还有一些其他的指令，可以了解一下：

  1. proxy_set_header：在将客户端请求发送给后端服务器之前，更改来自客户端的请求头信息。
  2. proxy_connect_timeout：配置Nginx与后端代理服务器尝试建立连接的超时时间。
  3. proxy_read_timeout：配置Nginx向后端服务器组发出read请求后，等待相应的超时时间。
  4. proxy_send_timeout：配置Nginx向后端服务器组发出write请求后，等待相应的超时时间。
  5. proxy_redirect：用于修改后端服务器返回的响应头中的Location和Refresh。

跨域 CORS 配置

使用反向代理解决跨域

在前端服务地址为 fe.sherlocked93.club 的页面请求 be.sherlocked93.club 的后端服务导致的跨域，可以这样配置：

server {
  listen 9001;
  server_name fe.sherlocked93.club;
​
  location / {
    proxy_pass be.sherlocked93.club;
  }
}

这样就将对前一个域名 fe.sherlocked93.club 的请求全都代理到了 be.sherlocked93.club，前端的请求都被我们用服务器代理到了后端地址下，绕过了跨域。

这里对静态文件的请求和后端服务的请求都以 fe.sherlocked93.club 开始，不易区分，所以为了实现对后端服务请求的统一转发，通常我们会约定对后端服务的请求加上 /apis/ 前缀或者其他的 path 来和对静态资源的请求加以区分，此时我们可以这样配置：

# 请求跨域，约定代理后端服务请求path以/apis/开头
location ^~/apis/ {
    # 这里重写了请求，将正则匹配中的第一个分组的path拼接到真正的请求后面，并用break停止后续匹配
    rewrite ^/apis/(.*)$ /$1 break;
    proxy_pass be.sherlocked93.club;
  
    # 两个域名之间cookie的传递与回写
    proxy_cookie_domain be.sherlocked93.club fe.sherlocked93.club;
}

这样，静态资源我们使用 fe.sherlocked93.club/xx.html，动态资源我们使用 fe.sherlocked93.club/apis/getAwo，浏览器页面看起来仍然访问的前端服务器，绕过了浏览器的同源策略，毕竟我们看起来并没有跨域。

也可以统一一点，直接把前后端服务器地址直接都转发到另一个 server.sherlocked93.club，只通过在后面添加的 path 来区分请求的是静态资源还是后端服务，看需求了。

配置 header 解决跨域

当浏览器在访问跨源的服务器时，也可以在跨域的服务器上直接设置 Nginx，从而前端就可以无感地开发，不用把实际上访问后端的地址改成前端服务的地址，这样可适性更高。

开启 gzip 压缩

gzip 是一种常用的网页压缩技术，传输的网页经过 gzip 压缩之后大小通常可以变为原来的一半甚至更小（官网原话），更小的网页体积也就意味着带宽的节约和传输速度的提升，特别是对于访问量巨大大型网站来说，每一个静态资源体积的减小，都会带来可观的流量与带宽的节省。

Nginx 开启 gzip 压缩

使用 gzip 不仅需要 Nginx 配置，浏览器端也需要配合，需要在请求消息头中包含 Accept-Encoding: gzip（IE5 之后所有的浏览器都支持了，是现代浏览器的默认设置）。一般在请求 html 和 css 等静态资源的时候，支持的浏览器在 request 请求静态资源的时候，会加上 Accept-Encoding: gzip 这个 header，表示自己支持 gzip 的压缩方式，Nginx 在拿到这个请求的时候，如果有相应配置，就会返回经过 gzip 压缩过的文件给浏览器，并在 response 相应的时候加上 content-encoding: gzip 来告诉浏览器自己采用的压缩方式（因为浏览器在传给服务器的时候一般还告诉服务器自己支持好几种压缩方式），浏览器拿到压缩的文件后，根据自己的解压方式进行解析。

先来看看 Nginx 怎么进行 gzip 配置，和之前的配置一样，为了方便管理，还是在 /etc/nginx/conf.d/ 文件夹中新建配置文件 gzip.conf ：

# /etc/nginx/conf.d/gzip.conf
​
gzip on; # 默认off，是否开启gzip
gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
​
# 上面两个开启基本就能跑起了，下面的愿意折腾就了解一下
gzip_static on;
gzip_proxied any;
gzip_vary on;
gzip_comp_level 6;
gzip_buffers 16 8k;
# gzip_min_length 1k;
gzip_http_version 1.1;

gzip_types：要采用 gzip 压缩的 MIME 文件类型，其中 text/html 被系统强制启用；

gzip_static：默认 off，该模块启用后，Nginx 首先检查是否存在请求静态文件的 gz 结尾的文件，如果有则直接返回该 .gz 文件内容；

gzip_proxied：默认 off，nginx做为反向代理时启用，用于设置启用或禁用从代理服务器上收到相应内容 gzip 压缩；

gzip_vary：用于在响应消息头中添加 Vary：Accept-Encoding，使代理服务器根据请求头中的 Accept-Encoding 识别是否启用 gzip 压缩；

gzip_comp_level：gzip 压缩比，压缩级别是 1-9，1 压缩级别最低，9 最高，级别越高压缩率越大，压缩时间越长，建议 4-6；

gzip_buffers：获取多少内存用于缓存压缩结果，16 8k 表示以 8k*16 为单位获得；

gzip_min_length：允许压缩的页面最小字节数，页面字节数从header头中的 Content-Length 中进行获取。默认值是 0，不管页面多大都压缩。建议设置成大于 1k 的字节数，小于 1k 可能会越压越大；

gzip_http_version：默认 1.1，启用 gzip 所需的 HTTP 最低版本；

配置负载均衡

主要配置如下：

http {
  upstream myserver {
    # ip_hash;  # ip_hash 方式
    # fair;   # fair 方式
    server 127.0.0.1:8081;  # 负载均衡目的服务地址
    server 127.0.0.1:8080;
    server 127.0.0.1:8082 weight=10;  # weight 方式，不写默认为 1
  }
 
  server {
    location / {
      proxy_pass http://myserver;
      proxy_connect_timeout 10;
    }
  }
}

Nginx 提供了好几种分配方式，默认为轮询，就是轮流来。有以下几种分配方式：

  1. 轮询，默认方式，每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，如果后端服务挂了，能自动剔除；
  2. weight，权重分配，指定轮询几率，权重越高，在被访问的概率越大，用于后端服务器性能不均的情况；
  3. ip_hash，每个请求按访问 IP 的 hash 结果分配，这样每个访客固定访问一个后端服务器，可以解决动态网页 session 共享问题。负载均衡每次请求都会重新定位到服务器集群中的某一个，那么已经登录某一个服务器的用户再重新定位到另一个服务器，其登录信息将会丢失，这样显然是不妥的；
  4. fair（第三方），按后端服务器的响应时间分配，响应时间短的优先分配，依赖第三方插件 nginx-upstream-fair，需要先安装；

配置动静分离

动静分离在之前也介绍过了，就是把动态和静态的请求分开。方式主要有两种，一种 是纯粹把静态文件独立成单独的域名，放在独立的服务器上，也是目前主流推崇的方案。另外一种方法就是动态跟静态文件混合在一起发布， 通过 Nginx 配置来分开。

通过 location 指定不同的后缀名实现不同的请求转发。通过 expires 参数设置，可以使浏览器缓存过期时间，减少与服务器之前的请求和流量。具体 expires 定义：是给一个资源设定一个过期时间，也就是说无需去服务端验证，直接通过浏览器自身确认是否过期即可，所以不会产生额外的流量。此种方法非常适合不经常变动的资源。（如果经常更新的文件，不建议使用 expires 来缓存），我这里设置 3d，表示在这 3 天之内访问这个URL，发送一个请求，比对服务器该文件最后更新时间没有变化。则不会从服务器抓取，返回状态码 304，如果有修改，则直接从服务器重新下载，返回状态码 200。

server {
  location /www/ {
    root /data/;
    index index.html index.htm;
  }
  
  location /image/ {
    root /data/;
    autoindex on;
  }
}

配置高可用集群（双机热备）

当主 Nginx 服务器宕机之后，切换到备份 Nginx 服务器

首先安装 keepalived yum install keepalived -y

然后编辑 /etc/keepalived/keepalived.conf 配置文件，并在配置文件中增加 vrrp_script 定义一个外围检测机制，并在 vrrp_instance 中通过定义 track_script 来追踪脚本执行过程，实现节点转移：

global_defs{
   notification_email {
        acassen@firewall.loc
   }
   notification_email_from Alexandre@firewall.loc
   smtp_server 127.0.0.1
   smtp_connect_timeout 30 // 上面都是邮件配置，没卵用
   router_id LVS_DEVEL     // 当前服务器名字，用hostname命令来查看
}
vrrp_script chk_maintainace { // 检测机制的脚本名称为chk_maintainace
    script "[[ -e/etc/keepalived/down ]] && exit 1 || exit 0" // 可以是脚本路径或脚本命令
    // script "/etc/keepalived/nginx_check.sh"    // 比如这样的脚本路径
    interval 2  // 每隔2秒检测一次
    weight -20  // 当脚本执行成立，那么把当前服务器优先级改为-20
}
vrrp_instanceVI_1 {   // 每一个vrrp_instance就是定义一个虚拟路由器
    state MASTER      // 主机为MASTER，备用机为BACKUP
    interface eth0    // 网卡名字，可以从ifconfig中查找
    virtual_router_id 51 // 虚拟路由的id号，一般小于255，主备机id需要一样
    priority 100      // 优先级，master的优先级比backup的大
    advert_int 1      // 默认心跳间隔
    authentication {  // 认证机制
        auth_type PASS
        auth_pass 1111   // 密码
    }
    virtual_ipaddress {  // 虚拟地址vip
       172.16.2.8
    }
}

其中检测脚本 nginx_check.sh，这里提供一个：

#!/bin/bash
A=`ps -C nginx --no-header | wc -l`
if [ $A -eq 0 ];then
    /usr/sbin/nginx # 尝试重新启动nginx
    sleep 2         # 睡眠2秒
    if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then
        killall keepalived # 启动失败，将keepalived服务杀死。将vip漂移到其它备份节点
    fi
fi

适配 PC 或移动设备

首先在 /usr/share/nginx/html 文件夹下 mkdir 分别新建两个文件夹 PC 和 mobile，vim 编辑两个 index.html 随便写点内容。

cd /usr/share/nginx/html
mkdir pc mobile
cd pc
vim index.html   # 随便写点比如 hello pc!
cd ../mobile
vim index.html   # 随便写点比如 hello mobile!

然后和设置二级域名虚拟主机时候一样，去 /etc/nginx/conf.d 文件夹下新建一个配置文件 fe.sherlocked93.club.conf ：

# /etc/nginx/conf.d/fe.sherlocked93.club.conf
​
server {
  listen 80;
  server_name fe.sherlocked93.club;
​
  location / {
    root  /usr/share/nginx/html/pc;
    if ($http_user_agent ~* '(Android|webOS|iPhone|iPod|BlackBerry)') {
      root /usr/share/nginx/html/mobile;
    }
    index index.html;
  }
}
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