7.Nginx代理服务

Bobo_
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7.1 正/反向代理概念

1.网关

网关一般用于广域网、局域网等的互联，是连通外网的通道。网关可以理解成我们上网的路由器(wifi)一般，我们想要上网就要连接wifi，然后wifi去对接外部的网络。

2.代理服务器

image.png

nginx代理服务器与网关类似，也是作为网络传输的中转站。

正向代理 / 反向代理 都是为了让用户能够实现上网，只是实现的方式不同而已。

  • 正向代理：服务用户为主，将局域网中的用户通过代理服务器进入外网中想要访问的站点，实现上网；
  • 反向代理：服务站点为主，将站点放到代理服务器中，用户访问站点时直接接入服务器，服务器将用户转到对应站点的资源让用户访问。（此时对代理服务器来说，站点是在局域网内，用户是外网）

image.png

简单理解：出门买菜

正向代理： 出门 —》 菜市场 —》找到想买的菜

反向代理： 出门 —》 外卖小哥直接送菜到家门口给你 （此处省略了外卖小哥去菜市场买菜）

7.2 正向代理服务

7.2.1 配置指令

1. resolver指令

  • 说明：用于指定DNS服务器的IP地址。

    DNS服务器：进行域名解析，将域名映射为对应IP地址

  • 语法：resolver address ... [valid=time];

    address：DNS服务器IP地址，端口号默认为53

    time：设置数据包在网络中的有效时间

2. resolver_timeout 指令
  • 说明：用于设置DNS服务器域名解析超时时间。
  • 语法：resolver_timeout time;
3. proxy_pass 指令

  • 说明：用于设置代理服务器协议、地址

  • 语法：proxy_pass URL;(URL为代理服务器协议和地址)

    eg： proxy_pass http://$http_host$request_ruri;

    协议设置为 HTTP

    httphost和http_host 和 request_uri 是nginx用于自动获取主机和URI的变量

7.2.2 正向代理使用

代理服务功能一般配置到一个server中，并且不能出现server_name指令(虚拟主机的名称/IP)，resolve指令是必要的，用来处理接收到的域名。

server
{
    resolver 8.8.8.8;  #设置DNS服务地址
    listen 82;         #代理服务器的监听端口
    location / {       #服务器接收到的请求通过 location块进行过滤处理
        proxy_pass http://$http_host$request_uri;
    }
}

7.3 反向代理服务

7.3.1 基本指令

1. proxy_pass指令

用来设置被代理服务器地址（主机名/IP加端口)

  • 语法：proxy_pass URL;

  • 常用方式

    1. 被代理的服务器是一组服务器：使用 upstream指令

      ...
upstream proxy_svrs        #配置后端服务组
{
    server http://192.168.1.1:8080/uri;
    server http://192.168.1.1:800/uri;
    server http://192.168.1.1:80/uri;
}
server{
    ...
    listen 80;
    server_name www.gjh.name;
    location /{
    proxy_pass proxy_svrs;          ## 使用服务组的名称
    }
}

    2. 对于服务组的协议部分若是相同，可以抽取出来：

      ...
upstream proxy_svrs   
{
    server 192.168.1.1:8080/uri;
    server 192.168.1.1:800/uri;
    server 192.168.1.1:80/uri;
}
server{
    ...... #与1.的配置相同
        proxy_pass http://proxy_svrs;    #此处将http协议抽取出来
}

    3. 若是代理的URL中含有URI的，nginx会将代理中的URI替换原来的URI

      server{
...
        location /server/{   #原本的URI: server/
        ....
            #访问地址：http://192.168.1.1/loc/
            proxy_pass http://192.168.1.1/loc/;  
        
            #访问地址：http://192.168.1.1/server/
            proxy_pass http://192.168.1.1;
            
            #访问地址：http://192.168.1.1/
             proxy_pass http://192.168.1.1/;
    }
}
2. proxy_hide_header指令

  • 说明：用于设置服务器在发送HTTP响应时，隐藏一些头域信息

  • 语法：proxy_hide_header field;

    field：需要隐藏的头域

  • 使用区域：http、server、location

3.proxy_pass_header指令
  • 说明：默认情况下，nginx在发送响应报文时，报文头不包含Date、Server、X-Accel等被代理服务器的头域信息，该指令可以设置这些头域信息被发送。
  • 语法：proxy_pass_header field; （field：需要发送的头域）
  • 使用区域：http、server、location
4.proxy_pass_request_body指令

  • 说明：配置是否将客户端请求的请求体发送给代理服务器

  • 语法：proxy_pass_request_body on|off;

    默认是 on 开启

  • 使用区域：http、server、location

5.proxy_pass_request_headers指令
  • 说明：配置是否将客户端请求的请求头发给代理服务器
  • 语法：proxy_pass_body on|off;（默认为 on开启）
  • 使用区域：http、server、location
6.proxy_set_header指令

  • 说明：更改nginx接收到客户端请求的请求头信息，将新的请求头发给被代理服务器

  • 语法：proxy_set_header field value

    field：要更改的信息所在的头域

    value：更改的值，支持用文本、变量及其组合

  • 该指令的设置：

    # 默认的设置
proxy_set_header Host $proxy_host;
proxy_set_header Connection close;
​
#一些设置的例子
proxy_set_header Host $http_host; #将目前Host 头域的值填充成客户端的地址
proxy_set_header Host $host;      #..................填充成当前location的server_name
proxy_set_header Host $host:$proxy_port; # location的server_name以及listener指令填充Host
7.proxy_set_body指令
  • 说明：更改nginx收到客户端请求的请求体信息，将新的请求体发送给被代理服务器
  • 语法：proxy_set_body value;
8.proxy_bind指令

  • 说明：强制与代理主机绑定

  • 语法：proxy_bind address;

    address：主机IP

9.proxy_connect_timeout指令
  • 说明：nginx与后端被代理服务器建立连接的超时时间
  • 语法：proxy_connect_timeout time;(默认time 为 60s)
10.proxy_read_timeout指令
  • 说明：nginx向后端被代理服务器发送read请求后等待的响应时间
  • 语法：proxy_read_timeout time;(time默认为60s)
11.proxy_send_timeout指令
  • 说明：nginx向后端被代理服务器发送write请求后等待的响应时间
  • 语法：proxy_send_timeout time;
12.proxy_http_version指令

  • 说明：设置nginx提供代理服务的HTTP协议版本

  • 语法：proxy_http_version 1.0|1.1;

    默认为1.0, 1.1支持upsteam服务组设置中的keepalive指令

13.proxy_method指令
  • 说明：设置nginx请求被代理服务器的请求方法，一般为POST / GET，设置了后，客户端的请求方法会被忽略
  • 语法：proxy_method [POST|GET];
  1. proxy_ignore_client_abort指令
  • 说明：设置客户端中断网络请求时，nginx是否中断对代理服务器的请求
  • 语法：proxy_ignore_client_abort on|off（默认为 off 关闭）
15.proxy_ignore_headers指令

  • 说明：设置一些HTTP响应头中的头域，nginx接收到被代理服务器的响应数据后不处理这些头域。

  • 语法：proxy_ignore_headers field ...;

    field：头域 （“X-Accel-Redirect” 等）

16.proxy_redirect指令

  • 说明

    1. 与proxy_pass指令配合使用，用于修改被代理服务器返回的响应头中location头域 和Refresh头域。

      当使用proxy_pass 将客户端请求的地址修改为被代理服务器的地址，nginx返回给客户端的响应头中location头域显示的地址应该是客户端请求的地址，而不能是被代理服务器的地址

    2. 语法

      1.proxy_redirect redirect replacement; 
#redirect：   匹配location头域的字符串，可用变量/正则
#replacement：替换redirect变量的字符串内容
​
#案例1：
假设被代理服务器返回的响应头中Location头域为：
Location: http://localhost:8081/proxy/some/uri/
该指令的使用： 
proxy_redirect http://localhost:8081/proxy/ http://myweb/frontend/;
则nginx服务器会将Location头域信息更变，并且客户端接收到的信息为：
Location：http://myweb/frontend//some/uri/
##
​
​
2.proxy_redirect default;
#default: 代表使用location的uri作为replacement，并用proxy_pass变量作为redirect
​
#案例2
#配置1
location /server/{
    proxy_pass http://proxyserver/source/;
    proxy_redirect default;  #等价1 
    proxy_redirect http://proxyserver/source/  /server/; #等价2
    # redirect: proxy_pass  replacement: location的uri
}
​
##
​
​
3.proxy_redirect off; #设置当前作用域下的所有proxy_redirect 无效
17.proxy_intercept_errors指令
  • 说明：配置是否使用自定义错误页面，on：大于400的状态码时使用 error_page指令指向的页面；off：返回被代理服务器的HTTP给客户端。
  • 语法：proxy_intercept_errors on|off
18.proxy_headers_hash_max_size指令
  • 说明：配置存放HTTP报文头的哈希容量
  • 语法：proxy_headers_hash_max_size size; (size默认为512)
19.proxy_headers_hash_bucket_size指令
  • 说明：设置nginx申请存放http报文头的哈希表容量单位大小
  • 语法：proxy_headers_hash_bucket_size size （默认size 为64个字符）
20.proxy_next_upstream指令

  • 说明：配置代理服务器组中轮询触发的状态码

  • 语法：proxy_next_upstream [error|timeout|invalid_header|http_500|http_xxx |off]

    可以填写多个状态，其中一些状态解释：

    invalid_header：被代理服务器无效/空的响应头

    timeout：建立连接/发送请求/读取响应头时 连接超时

    off：无法将请求发送给被代理服务器

21.proxy_ssl_session_reuse指令
  • 说明：配置是否使用基于SSL安全协议的会话连接（https://)
  • 语法：proxy_ssl_session_reuse on|off;（默认为on）

7.3.2 Proxy Buffer

1.工作原理

Proxy Buffer是非全局的，可存在多个。

proxy buffer启用后，nginx会异步地将被代理服务器的数据传递给客户端。nginx先将被代理服务器接收到的响应数据放置在Proxy Buffer中，在接收过程中若是Buffer不够接收一次响应数据，nginx会将部分数据临时存放在磁盘中，一次响应数据接收完成或是Buffer被装满后，nginx开始向客户端传输数据。nginx向客户端传输数据过程中，Porxy Buffer处于BUSY状态，期间对它进行任何操作都会失败。

关闭Proxy Buffer时，nginx接收到响应数据就会同步传递到客户端，本身不会读取完整的响应数据。

2.相关指令

1.proxy_buffering指令
  • 说明：配置Proxy Buffer 开关，同时可通过HTTP响应头部的“X-Accel-Buffering”头域设置“yes”/“no”实现。
  • 语法proxy_buffering on|off;(默认为 on)
2.proxy_buffers指令

  • 说明：配置接收一次被代理服务器响应数据的Proxy Buffer个数和每个Buffer大小

  • 语法：proxy_buffers number size;

    number：个数（默认为8）

    size：每个大小，一般设置为内存页大小（默认为4KB / 8KB)

3.proxy_buffer_size指令

  • 说明：配置从被代理服务器获取第一部分响应数据的大小，一般包含了HTTP响应头，nginx通过它来获取响应数据和被代理服务器的一些必要信息。

  • 语法：proxy_buffer size;

    size：缓存大小（默认为 4KB 或 8KB）

4.proxy_busy_buffers_size指令
  • 说明：用于限制同处于BUSY状态的Proxy Buffer总大小
  • 语法：proxy_busy_size size;（默认为8/16 KB)
5.proxy_temp_path指令

  • 说明：配置磁盘路径，用于临时存放响应数据。

  • 语法：proxy_temp_path path [level1 [level2 [level3]]];

    path：磁盘路径

    level：path变量设置的路径下第几级hash目录中存放

    eg：proxy_temp_path /nginx/web/spool/temp 1 2;

    :配置在该路径下第二级目录中

6.proxy_max_temp_file_size指令
  • 说明：配置所有临时文件的总体积
  • 语法：proxy_max_temp_file_size size; （默认为1024MB)
7.proxy_temp_file_write_size指令
  • 说明：配置同时写入临时文件的数据量总大小，避免IO负载过大。
  • 语法：proxy_temp_file_write_size size;（默认为8/16 KB，一般与平台的内存页大小相同)

7.3.3 Proxy Cache

1.工作原理

Proxy Cache机制是nginx的一种缓存机制。Proxy Buffer 是一种缓冲机制，Buffer和Cache两者都是用于提供IO吞吐效率的。

  • Buffer（“缓冲”）：将一方的数据缓存到Buffer中再传到另一方中；
  • Cache（“缓存”）：给硬盘中已有数据在内存中建立缓存，提高数据访问效率，对于不再用的缓存数据可直接销毁，不影响硬盘上的数据。

两者都是用来提供客户端和被代理端传输数据用的，Buffer实现了异步传输，Cache实现请求的快速响应。nginx在使用Buffer传输数据的过程中并使用Cache机制将数据缓存到nginx本机上，减少与被代理端的交互，提高下次访问的效率。

Proxy Cache需要依赖于Proxy Buffer，只有开启了Buffer，启用Cache才有用。

2.相关指令

1.proxy_cache指令

  • 说明：配置缓存区域

  • 语法：proxy_cache zone|off;

    zone：设置存放缓存索引的内存区域名称

    off：关闭cache功能（默认）

2.proxy_cache_bypass指令
  • 说明：配置不从缓存中获取的条件
  • 语法：proxy_cache_bypass string...;
3.proxy_cache_key sting;

设置缓存数据索引的关键字

缓存锁

缓存锁功能：多个请求返回填充同一个数据，启用锁时，排队一个个填充。（默认为关闭）

4.proxy_cache_lock on | off; ：开关

5.proxy_cache_lock_timeout time：缓存锁的超时时间（默认为5s）

6.proxy_cache_min_users number：客户端发送同个请求到达 number 次后做缓存（默认为1）

7.proxy_cache_path ......：缓存路径、索引相关内容。（只能在http块中）

8.proxy_cache_use_stale error|timeout|updating|http_xxx|off...; （默认为off）

当无法访问/访问错误等情况时，使用历史缓存响应客户端请求。（状态后面详解）

updating：nginx正好处于更新状态。

9.proxy_cache_valid [code...] time; ：针对不同的状态码设置不同的缓存时间

code：200、302 ......

10.proxy_no_cache string...;：不使用cache的情况

11.proxy_store on|off|sring(路径);：是否在本地磁盘缓存被代理服务器的响应数据（静态数据较为适用）

12.proxy_store_access users:permissions ...：设置用户对Proxy Cache缓存数据的访问权限。

users：可设置为user、group、all

permissions：权限设置

3.小案例

location /fetch/{
    proxy_pass http://backend;
    proxy_store on; #开启 Proxy Store
    proxy_store_access user:rw group:rw all:r;
    root  /data/www;  #缓存数据路径
}

  1. Proxy Cache一般配置

    ...
http{
    ...
     #配置缓存数据存放路径 和 proxy Cache使用的内存空间
    proxy_cache_path /myweb/server/proxycache levels=1:2 maxsize=2m inactive=5m
                    loader_sleep=1m; keys_zone=MYPROXYCACHE:10m 
    proxy_temp_path /myweb/server/temp; #临时存放的目录
    server{
        ....
    }
    location / {
        ...
        proxy_pass http://www.myweb.name/;
        proxy_cache MYPROXYCACHE; #配置keys_zone
        proxy_cache_vaild 200 302 1h; # 200 302状态缓存1小时
        proxy_cache_valid 301 1d;
        proxy_cache_valid any 1m; 
    }
}

7.4 负载均衡

1.原理

利用一定的分配策略将网络负载均摊到集群的各个单位上，使得并发大量时不过大影响效率。常见的负载均衡分为两类：静态负载均衡和动态负载均衡。

  • 静态负载均衡：一般网络环境下就能达到很好的效果，一般有：轮询算法、基于比率的加权轮询算法、基于优先级的加权轮询算法等。
  • 动态负载均衡：运用在较为复杂的网络环境中，一般有：基于任务量的较少连接优先算法、基于性能的最快响应优先算法、预测算法、动态性能分配算法等。

2.基础算法

轮询算法（常用方式）

  • 缺点： 无法保存会话，在第一台服务器进行登录等相关信息后，nginx可能将你重新转发到第二台服务器，此时无法读取到之前的信息，造成信息丢失
  • 解决方案： 将信息放到SpirngSession中 / 下发token进行加密

不常用的三种方式：

image.png

3.集群化（水平扩展）

无论是 request_URI 还是cookie_isessionid 都是给用户分配一个独一的值来区别用户

  • 配置

不同的负载方式：修改 hash $cookie_jsessionid

  • request_uri

    访问相同的URI(/后面开始) 跳转到相同的服务器（不支持Cookie情况下适用，可用于保持会话的保持）

  • cookie_isessionid

eg： image.png

4.使用sticky

安装教程：网上找

  • 作用

    对静态服务器的会话保持（基于cookie）

  • 配置

image.png

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