关于 Nginx 的哪些事

STRANG-P2023-09-07 18:03

关于 Nginx 的哪些事

1、Nginx 主要功能

Nginx主要功能：

  • 正向代理：需要在客户端配置代理服务器，进行指定网站访问。

  • 反向代理：反向代理是Nginx的常见功能之一。当客户端向服务器发送请求时，首先经过Nginx服务器，然后Nginx将请求转发给内部的Web服务器。这种代理方式使得外部网络无法直接访问内部的Web服务器，提高了安全性。

  • 负载均衡：它将网络流量分担到多个网络节点上，并行处理请求，从而提高网络系统的处理能力，减少前端用户等待响应的时间。

  • 动静分离：将动态网页和静态页面分开处理。通过动静分离，Nginx可以充分利用其高并发、高性能的特点，同时减轻后端服务器的负载，提高网站的访问速度和可维护性。

2、Nginx 的常用命令

2.1、启动Nginx

shell 复制代码 
# 首先进入 Nginx 目录 (一般在该目录，具体根据实际安装情况而定)
cd /usr/local/nginx
# 启动 Nginx
./sbin/nginx

# 或者直接执行
/usr/local/nginx/sbin/nginx

2.2、停止 Nginx

shell 复制代码 
# 首先进入 Nginx 目录  (一般在该目录，具体根据实际安装情况而定)
cd /usr/local/nginx
# 停止 Nginx
./sbin/nginx -s stop
# 或者在 Nginx 目录执行
./sbin/nginx -s quit

# 或者直接执行
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
# 或
/usr/local/nginx/sbin/nginx -s quit

2.3、重新加载Nginx 配置

shell 复制代码 
# 首先进入 Nginx 目录  (一般在该目录，具体根据实际安装情况而定)
cd /usr/local/nginx
# 重新加载Nginx 配置
./sbin/nginx -s reload

2.4、检查Nginx配置文件

shell 复制代码 
# 首先进入 Nginx 目录  (一般在该目录，具体根据实际安装情况而定)
cd /usr/local/nginx
# 检查Nginx配置文件是否正确
./sbin/nginx -t

2.5、指定配置文件

shell 复制代码 
# 首先进入 Nginx 目录  (一般在该目录，具体根据实际安装情况而定)
cd /usr/local/nginx
# 指定配置文件：在命令行中添加 -c 参数。例如：
./sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

2.6、检查Nginx版本

shell 复制代码 
# 首先进入 Nginx 目录  (一般在该目录，具体根据实际安装情况而定)
cd /usr/local/nginx
# 检查Nginx版本
./sbin/nginx -V
# 或者在Nginx目录中执行
./sbin/nginx -v

2.7、显示Nginx帮助信息

shell 复制代码 
# 首先进入 Nginx 目录  (一般在该目录，具体根据实际安装情况而定)
cd /usr/local/nginx
# 显示Nginx帮助信息
./sbin/nginx -h

3、Nginx 配置文件 nginx.conf

Nginx 配置文件路径，一般在 /etc/nginx/nginx.conf 或 /usr/local/nginx/conf/nginx.conf

3.1、Nginx 配置文件（nginx.conf）组成部分

  • ① 全局块：从配置文件开始到events块之间的内容，主要设置一些影响nginx服务器整体运行的配置命令，如worker_processes、worker_processes值等。

  • ② events块：主要配置Nginx服务器与用户的网络连接，包括是否开启对多work process下的网络连接进行序列化，是否允许同时接收多个网络连接等。

  • ③ http块：这是Nginx服务器配置中最频繁的部分，包括http全局块、server块等。http全局块配置指令包括文件引入、MIME-TYPE定义、日志定义、连接超时时间、单链接请求数上限等。

此外，Nginx还支持对stream和server块的配置，stream块用于配置HTTP和SMTP代理服务器的代理设置，server块用于配置虚拟主机的设置。

3.2、Nginx 配置文件（nginx.conf）示例

nginx 复制代码 
# 指定Nginx服务器的用户
user  nginx;  
# 指定Nginx服务器的工作进程数。
worker_processes  1;  
# 指定错误日志存放路径  
error_log  /var/log/nginx/error.log;  
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

# 指定Nginx进程的存放路径。
pid        /var/run/nginx.pid;  
  
events {  
    # 指定每个worker process的最大连接数
    worker_connections  1024;  
    # 指定Nginx服务器的工作进程数。
    # worker_processes 20;
    # 指定是否允许一个worker process同时接收多个网络连接。
    multi_accept on;  
}  
  
http {  
    include       /etc/nginx/mime.types;  
    default_type  application/octet-stream;  
    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;  
  
    sendfile        on;  
    tcp_nopush     on;  
    tcp_nodelay    on;  
    keepalive_timeout  65;  
    types_hash_max_size 2048;  
    # gzip：开启gzip压缩，减少传输数据量。
    # gzip  on;
  
    # 该 server 配置了Nginx作为反向代理服务器，
    # 将所有以example.com为域名的HTTP请求转发到192.168.1.100:8080的目标服务器。
    server {  
        # listen：指定Nginx监听的端口号。例如，listen 80,表示Nginx将监听80端口。
        listen 80;  
        # server_name：指定服务器名称，可以是一个域名或多个域名。
        # 指定Nginx要代理的域名,表示Nginx将代理example.com域名的请求。
        server_name example.com;  
        
        # charset：设置字符集。
        # charset koi8-r;
        
        # access_log  logs/host.access.log  main;
        
        # 指定要代理的请求路径。例，location / { ... }表示Nginx将对所有请求进行代理
        # location /：匹配所有以该主机名开头的URL路径。
        location / {  
            # 指定代理的目标服务器。
            # 这里指Nginx将所有请求代理到192.168.1.100:8080的目标服务器。
            proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
            # index：指定默认页面，可以是index.html、index.htm或index.nginx-debian.html。
            # index  index.html index.htm;
            
            # try_files：用于尝试访问本地文件或定义的其他动作，如重定向、返回特定状态码等。
            # try_files $uri $uri/ /index.html;
        }  
        
        # error_page：指定错误页面，用于处理特定错误码的页面。
        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
       
        # error_page：指定错误页面，用于处理特定错误码的页面。
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
        
        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }  
    # 该server段落，配置了Nginx作为反向代理和HTTPS代理服务器。
    # 这里将所有以example.com为域名的HTTPS请求，转发到192.168.1.100:8080的目标服务器，     # 并使用SSL证书进行加密传输。
    server {  
        # listen：指定Nginx监听的端口号。
        listen 443 ssl;  
        # server_name：指定服务器名称，可以是一个域名或多个域名。
        # 指定Nginx要代理的域名,表示Nginx将代理example.com域名的请求。
        server_name example.com;  
        # ssl_certificate：指定SSL证书的路径。
        # 这里表示Nginx将使用位于/etc/nginx/ssl/nginx.crt的SSL证书。
        ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;  
        ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;  
        
        # ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
        # ssl_session_timeout  5m;
 
        # ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
        # ssl_prefer_server_ciphers  on;
        
        # location 用于匹配特定URL，并定义相应的代理规则或静态文件路径。
        location / {  
            # proxy_pass：定义反向代理规则。
            proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
        }  
    }  
    
    
    # 
    #server {
    #    listen       8000;
    #    listen       somename:8080;
    #    server_name  somename  alias  another.alias;

    #    location / {
    #        root   html;
    # index：指定默认页面，可以是index.html、index.htm或index.nginx-debian.html。
    #        index  index.html index.htm;
    #    }
    #}
    
}

4、反向代理

4.1、简单示例

在下面示例中，Nginx作为反向代理服务器，将所有以example.com为域名的HTTP请求转发到192.168.1.100:8080的目标服务器。同时，通过proxy_set_header指令设置了一些必要的请求头信息，以便目标服务器正确地处理请求。该示例仅适用于HTTP协议的代理配置。

nginx 复制代码 
server {  
    listen 80;  
    server_name example.com;  
    # location /：匹配所有以该主机名开头的URL路径。
    location / {  
        proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
        proxy_set_header Host $host;  
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;  
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
    }  
}

注意：目标服务器，需要对外开放访问的端口

nginx 复制代码 
# 以下是基于 CentOS7 版本的防火墙相关命令。

# 查看防火墙状态
firewall-cmd --state

# 如果防火墙处于关闭状态，先启动它
systemctl start firewalld.service

# 防火墙开放8080 端口号
firewall-cmd --add-port=8080/tcp --permanent

# 重启防火墙以使更改生效
systemctl restart firewalld.service

# 重新加载防火墙配置
firewall-cmd --reload

# 查看已经开放的端口号
firewall-cmd --list-all

4.2、location 语法

在NGINX中，location指令用于定义请求匹配的URL路径和相应的配置。它是在NGINX配置文件中的server块内使用的。下面是location指令的基本语法：

nginx 复制代码 
location [=|~|~*|^~] /path {  
    # 配置指令  
}

# 说明：
=   ：表示完全匹配指定的路径。
~   ：表示使用正则表达式匹配路径。
~*  ：表示不区分大小写的正则表达式匹配路径。
^~  ：表示前缀匹配路径，但不使用正则表达式。

location 匹配优先级：
= 大于 ^~ 大于 ~ | ~* 大于 最长前缀匹配 大于 /

4.2.1、精准匹配（=）

精准匹配的符号标记为"="，示例：

nginx 复制代码 
# 如果请求URI和精准匹配的模式字符串/api完全相同，那么精准匹配通过.
# 在所有的匹配类型中，精准匹配的优先级最高.
location = /api {
    proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
}

# 假设 server_name example.com;  
# 只匹配http://example.com/abc
# http://example.com/api [匹配成功]
# http://example.com/api/index [匹配失败]

4.2.2、普通匹配（^~）

普通匹配的符号标记为"^~"，普通匹配是前缀匹配，也是Nginx默认的匹配类型。类型符号"^~"可以省略，如果location没有任何匹配类型，就为普通的前缀匹配。示例：

nginx 复制代码 
# 普通匹配：如果请求路径URI头部，匹配到location的模式字符串，那么匹配成功。
# 如果匹配到多个前缀，那么最长模式匹配优先
# 匹配以"/api/"开头的所有请求
location ^~ /api/ {
  proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
}

location ^~ /api/demo {
  proxy_pass http://192.168.1.101:8081;  
}

# 假设 server_name example.com;  
#以 /api/ 开头的请求，都会匹配上
#http://example.com/api/index.page  [匹配成功]
#http://example.com/error/error.page [匹配失败]

# 以上 http://example.com/api/demo/index.page 请求  [匹配成功] 
# 且 http://example.com/api/demo/index.page 请求，优先匹配目标：http://192.168.1.101:8081


location ^~ /api/ {
  proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
}
# 等同于
location /api/ {
  proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
}

4.2.3、正则匹配（~）

正则匹配的类型，根据类型符号的不同，可以细分为以下4种 ：

  • ~：标准正则匹配，区分字母大小写，进行正则表达式测试，若测试成功，则匹配成功。

  • ~*：标准正则匹配，不区分字母大小写，进行正则表达式测试，若测试成功，则匹配成功。

  • !~：反向正则匹配，区分字母大小写，进行正则表达式测试，若测试不成功，则匹配成功。

  • !~*：反向正则匹配，不区分字母大小写，进行正则表达式测试，若测试不成功，则匹配成功。

nginx 复制代码 
# ~ ：区分字母大小写
location ~ /Api/ {
  proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
}
# 假设 server_name example.com; 
#http://example.com/Api/ [匹配成功]
#http://example.com/api/ [匹配失败]


# ~* ：不区分字母大小写
location ~* /Api/ {
  proxy_pass http://192.168.1.100:8080;  
}
# 假设 server_name example.com; 
# 则会忽略 uri 部分的大小写
#http://example.com/Api/ [匹配成功]
#http://example.com/api/ [匹配成功]

4.2.4、默认根路径匹配（/）

根路径的路径规则就是使用单个"/"符号，示例：

nginx 复制代码 
# 匹配所有以该主机名开头的URL路径。
location  /  {
    proxy_pass http://192.168.1.100:8080; 
}

4.2.5、nginx内部跳转（@）

nginx 复制代码 
location /index/ {
  error_page 404 @index_error;
}
location @index_error {
  .....
}
#以 /index/ 开头的请求，如果链接的状态为 404。则会匹配到 @index_error 这条规则上。

4.2.6、location URI结尾带不带 /

在 Nginx 中，location指令用于匹配请求的 URL，并根据匹配的结果来配置相应的代理、重定向、静态文件服务等操作。在 location指令中，URL最后是否带有斜杠（/）会对匹配的结果产生一些区别。浏览器在发起请求的时候，默认加上了 / 。虽然很多浏览器在地址栏里也不会显示 / 。

  1. URL最后带有斜杠（/）：
    • 当 URL 以斜杠结尾时，location指令会精确匹配该 URL。例如，如果配置了location /foo/，则只有请求的 URL 为 /foo/ 时才会匹配，但不匹配 /foo 或 /foo123 等。
    • 如果请求的 URL 是 /foo/bar，则不会匹配 location /foo/，因为最后有一个额外的路径片段（bar）。
    • 如果需要匹配以foo结尾的所有 URL，包括/foo/和/foo/bar等，可以使用正则表达式，例如location ~ ^/foo/$。
  2. URL最后没有斜杠（/）：
    • 当 URL 不以斜杠结尾时，location指令会匹配以该 URL 为前缀的所有 URL。例如，如果配置了location /foo，则请求的 URL 为/foo、/foobar、/foo/bar等以/foo为前缀的 URL 都会匹配。
    • 如果请求的 URL 是/foo/bar，则会匹配location /foo，因为/foo是该 URL 的前缀。

总结起来，是否在 location指令的 URL 最后加上斜杠，决定了是精确匹配还是前缀匹配。具体使用哪种方式取决于你的需求，如果需要精确匹配某个 URL，可以使用斜杠结尾；如果需要匹配某个前缀的所有 URL，则可以去掉斜杠。

5、负载均衡

5.1、简单示例

nginx 复制代码 
# 使用 upstream 块定义了一个名为 backend 的后端服务器组。
# 在该后端服务器组中，列出了三个后端服务器 
# 192.168.1.100:8080、192.168.1.101:8081 和 192.168.1.102:8082
upstream backend {  
    server 192.168.1.100:8080;  
    server 192.168.1.101:8081;  
    server 192.168.1.102:8082;  
}  
  
server {  
    listen 80;  
    server_name example.com;  
  
    location / {  
        proxy_pass http://backend;  
        # 在这里配置其他相关的反向代理设置  
    }  
}

5.2、常用负载均衡策略

以下是几种常见的策略：轮询、权重、IP哈希、最少连接。

5.2.1、轮询

轮询（Round Robin）：每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器。如果后端服务器down掉，Nginx会自动剔除该服务器。

nginx 复制代码 
# 默认采用轮询策略,示例：
upstream backserver {  
    server 192.168.0.14;  
    server 192.168.0.15;  
}

5.2.2、权重轮询

权重轮询（Weighted Round Robin）：在轮询策略的基础上，指定每个后端服务器的轮询几率，权重值越高的服务器被选择的可能性就越大。

nginx 复制代码 
# 使用示例：
upstream backserver {  
    server 192.168.0.14 weight=2;  
    server 192.168.0.15 weight=1;  
}

5.2.3、IP哈希

IP哈希（IP Hash）：指定负载均衡器按照基于客户端IP的分配方式。这个方法确保了相同的客户端的请求一直发送到相同的后端服务器，以保持会话一致性。

nginx 复制代码 
# 使用示例：
upstream backserver {  
    ip_hash;  
    server 192.168.0.14;  
    server 192.168.0.15;  
}

5.2.4、最少连接

最少连接（Least Connections）：把请求转发给连接数最少的后端服务器。轮询算法是把请求平均的转发给各个后端，使它们的负载大致相同；但是，有些请求占用的时间很长，会导致其所在的后端负载较高。使用最少连接策略可以更好地平衡负载。

nginx 复制代码 
# 使用示例：
upstream backserver {  
    least_conn;  
    server 192.168.0.14;  
    server 192.168.0.15;  
}

6、动静分离

Nginx 的动静分离，是指将动态请求和静态请求，分发到不同的后端处理。

动态请求通常需要与数据库等进行交互，处理逻辑较为复杂。而静态请求，则是指只需要直接返回静态文件或资源的请求，处理速度较快。

通过动静分离，可以将动态请求交给专门的动态服务器处理，而静态请求则可以由更高效的静态服务器处理，从而提高整体的处理性能和响应速度。

nginx 复制代码 
server {  
    listen 80;  
    server_name example.com;  
  
    # 动态请求
    location /dynamic {  
       proxy_pass http://dynamic_server;
    }
  
    location /css {  
        # root指令用于指定静态文件的根目录
        root /path/to/css;  
    }  
  
    location /js {  
         # root指令用于指定静态文件的根目录
        root /path/to/js;  
    }  
    
    # 页面访问方式一：
    location /front {
         root /data;
         index index.html;
    }
    
    # 页面访问方式二：
    location /web {
         alias /data/front;
         index index.html;
    }

    # 图片访问方式一:
    location /static {
        root /data/front; 
    }
    
    # 图片访问方式二:
    location /photo {
        alias /data/front/static;
    }
}

注意：alias和root指令都是用于指定文件路径的，但它们的使用方式和效果有所不同。

alias指令用于指定匹配的URL段对应的文件或目录的路径。当请求的URL匹配location块中配置的URL段时，NGINX会将其重定向到alias指令指定的路径下对应的文件或目录。这意味着请求的URL将会发生变化，从原来的URL变为新的URL。

例如，下面的配置将请求的URL为/images/example.jpg重定向到/var/www/html/images/example.jpg

nginx 复制代码 
location /images {  
    alias /var/www/html/images;  
}

root指令则是指定最上层目录的定义，它不会改变请求的URL。当请求的URL匹配location块中配置的URL段时，NGINX会在指定的目录下查找对应的文件。

例如，下面的配置将请求的URL为/images/example.jpg映射到/var/www/html/images/example.jpg

nginx 复制代码 
location /images {  
    root /var/www/html;  
}

7、Nginx 限流

nginx可以通过以下方式实现限流：基于IP限流、基于URL限流、基于时间限流。

7.1、基于IP限流

基于IP的限流,可以有效地控制每个IP地址的请求频率和请求数，有助于防止恶意攻击和保护服务器的性能。

需要注意的是，限流区域的配置和限流指令的应用，需要根据实际需求进行调整和优化。

示例配置：

nginx 复制代码 
# 创建限流区域one，限制每个IP的请求频率为1次/秒
# $binary_remote_addr 是用于存储限流信息的共享内存名称,使用了10MB的共享内存
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;  
# 创建限流区域two，限制每个IP的请求频率为2次/秒
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=two:10m rate=2r/s;  
  
server {  
    location / {  
        # 使用limit_req指令，指定使用one限流区域
        # 设置burst参数为1，表示允许每个IP在突发情况下最多多发送一个请求。
        limit_req zone=one burst=1;  
        ...  
    }  
}

  • 限流算法：

    • nginx的限流算法使用了漏桶算法。

    • 当请求到达时，会先检查对应的限流桶中的请求数量是否已经达到限制速率。

    • 如果未达到限制速率，则允许请求通过，并在限流桶中增加一个请求。

    • 如果达到限制速率，则需要检查是否允许突发请求。

      • 如果允许突发请求，则允许请求通过，并在限流桶中增加一个请求，同时记录突发请求数；

      • 如果不允许突发请求，则直接拒绝请求。

7.2、基于URL限流

基于URL的限流，可以有效地控制每个URL的请求频率和请求数，有助于保护服务器的性能和防止滥用。

基于URL的限流方式，适用于限制某些频繁访问的URL，或者限制对某些重要接口的请求频率，以保护服务器资源或者控制某些URL的使用。

需要注意的是，限流区域的配置和限流指令的应用，需要根据实际需求进行调整和优化。

示例配置：

nginx 复制代码 
# 实现基于URL的限流，要先配置限流区域 limit_req_zone,限流区域是一个存储URL和相关统计信息的缓存区。
# $uri 用于存储限流信息的共享内存名称，这里创建了一个名为one的限流区域，使用了10MB的共享内存。
# rate 是每个URL的请求限制速率，这里限制了每个URL的请求频率为1次/秒。
limit_req_zone $uri zone=one:10m rate=1r/s;

location /api/ {  
    # 针对/api/路径进行限流,limit_req指令来指定使用限流区域为one
    # burst参数为10，表示允许每个URL在突发情况下最多多发送10个请求。
    limit_req zone=one burst=10;  
    ...  
}
  • 限流算法：
    • nginx的限流算法使用了漏桶算法。
    • 当请求到达时，会先检查对应的限流桶中的请求数量，是否已经达到限制速率。
    • 如果未达到限制速率，则允许请求通过，并在限流桶中增加一个请求。
    • 如果达到限制速率，则需要检查是否允许突发请求。
      • 如果允许突发请求，则允许请求通过，并在限流桶中增加一个请求，同时记录突发请求数；
      • 如果不允许突发请求，则直接拒绝请求。

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