高性能Web服务器-Nginx的常用模块

flytalei2024-06-28 15:13

文章目录

Nginx安装

脚本安装

bash 复制代码 
#!/bin/bash
#
#********************************************************************
#Author:			wangxiaochun
#Date: 				2020-12-01
#FileName：			install_nginx.sh
#URL: 				http://www.wangxiaochun.com
#Description：		The test script
#Copyright (C): 	2021 All rights reserved
#********************************************************************
SRC_DIR=/usr/local/src
NGINX_URL=http://nginx.org/download/
NGINX_FILE=nginx-1.20.2
#NGINX_FILE=nginx-1.18.0
TAR=.tar.gz
NGINX_INSTALL_DIR=/apps/nginx
CPUS=`lscpu |awk '/^CPU\(s\)/{print $2}'`
. /etc/os-release

color () {
    RES_COL=60
    MOVE_TO_COL="echo -en \\033[${RES_COL}G"
    SETCOLOR_SUCCESS="echo -en \\033[1;32m"
    SETCOLOR_FAILURE="echo -en \\033[1;31m"
    SETCOLOR_WARNING="echo -en \\033[1;33m"
    SETCOLOR_NORMAL="echo -en \E[0m"
    echo -n "$1" && $MOVE_TO_COL
    echo -n "["
    if [ $2 = "success" -o $2 = "0" ] ;then
        ${SETCOLOR_SUCCESS}
        echo -n $"  OK  "    
    elif [ $2 = "failure" -o $2 = "1"  ] ;then 
        ${SETCOLOR_FAILURE}
        echo -n $"FAILED"
    else
        ${SETCOLOR_WARNING}
        echo -n $"WARNING"
    fi
    ${SETCOLOR_NORMAL}
    echo -n "]"
    echo 
}

os_type () {
   awk -F'[ "]' '/^NAME/{print $2}' /etc/os-release
}

os_version () {
   awk -F'"' '/^VERSION_ID/{print $2}' /etc/os-release
}

check () {
    [ -e ${NGINX_INSTALL_DIR} ] && { color "nginx 已安装,请卸载后再安装" 1; exit; }
    cd  ${SRC_DIR}
    if [  -e ${NGINX_FILE}${TAR} ];then
        color "相关文件已准备好" 0
    else
        color '开始下载 nginx 源码包' 0
        wget ${NGINX_URL}${NGINX_FILE}${TAR} 
        [ $? -ne 0 ] && { color "下载 ${NGINX_FILE}${TAR}文件失败" 1; exit; } 
    fi
} 

install () {
    color "开始安装 nginx" 0
    if id nginx  &> /dev/null;then
        color "nginx 用户已存在" 1 
    else
        useradd -s /sbin/nologin -r  nginx
        color "创建 nginx 用户" 0 
    fi
    color "开始安装 nginx 依赖包" 0
    if [ $ID == "centos" ] ;then
	    if [[ $VERSION_ID =~ ^7 ]];then
            yum -y -q  install make gcc pcre-devel openssl-devel zlib-devel perl-ExtUtils-Embed
		elif [[ $VERSION_ID =~ ^8 ]];then
            yum -y -q install make gcc-c++ libtool pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel perl-ExtUtils-Embed 
		else 
            color '不支持此系统!'  1
            exit
        fi
    elif [ $ID == "rocky"  ];then
	    yum -y -q install make gcc-c++ libtool pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl openssl-devel perl-ExtUtils-Embed 
	else
        apt update &> /dev/null
        apt -y install make gcc libpcre3 libpcre3-dev openssl libssl-dev zlib1g-dev &> /dev/null
    fi
    cd $SRC_DIR
    tar xf ${NGINX_FILE}${TAR}
    NGINX_DIR=`echo ${NGINX_FILE}${TAR}| sed -nr 's/^(.*[0-9]).*/\1/p'`
    cd ${NGINX_DIR}
    ./configure --prefix=${NGINX_INSTALL_DIR} --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_realip_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_realip_module 
    make -j $CPUS && make install 
    [ $? -eq 0 ] && color "nginx 编译安装成功" 0 ||  { color "nginx 编译安装失败,退出!" 1 ;exit; }
    echo "PATH=${NGINX_INSTALL_DIR}/sbin:${PATH}" > /etc/profile.d/nginx.sh
    cat > /lib/systemd/system/nginx.service <<EOF
[Unit]
Description=The nginx HTTP and reverse proxy server
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=${NGINX_INSTALL_DIR}/logs/nginx.pid
ExecStartPre=/bin/rm -f ${NGINX_INSTALL_DIR}/logs/nginx.pid
ExecStartPre=${NGINX_INSTALL_DIR}/sbin/nginx -t
ExecStart=${NGINX_INSTALL_DIR}/sbin/nginx
ExecReload=/bin/kill -s HUP \$MAINPID
KillSignal=SIGQUIT
TimeoutStopSec=5
KillMode=process
PrivateTmp=true
LimitNOFILE=100000

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF
    systemctl daemon-reload
    systemctl enable --now nginx &> /dev/null 
    systemctl is-active nginx &> /dev/null ||  { color "nginx 启动失败,退出!" 1 ; exit; }
    color "nginx 安装完成" 0
}

check
install

Nginx平滑升级与回滚

平滑升级流程

bash 复制代码 
1.将旧Nginx二进制文件换成新Nginx程序文件(注意备份)；
2.向master进程发送USR2信号；
3.master进程修改pid文件名加上后缀.oldbin,成为nginx.pid.oldbin
4.master进程用新master文件启动新master进程成为旧master的子进程，
  此时系统中将有新旧两个Nginx主进程共同提供Web服务，
  当前新的请求仍然由旧Nginx的woker进程进行处理，将新生成的master进程的PID存放至新生成的pid文件nginx.pid
5.向旧的Nginx服务进程发送WINCH信号，使旧的Nginx worker进程平滑停止；
6.向旧master进程发送QUIT信号，关闭老master，并删除Nginx.pid.oldbin文件；
7.如果升级有问题，可以回滚：向老master发送HUP,向新master发送QUIT；

相关信号

当前nginx版本是1.20.2，我们将它升级到1.22.1

第1步，下载新版本

下载新版本nginx-1.22.1.tar.gz包并解压

bash 复制代码 
wget https://nginx.org/download/nginx-1.22.1.tar.gz
bash 复制代码 
tar xvf nginx-1.22.1.tar.gz


第2步，编译

查看Nginx当前使用的版本及编译选项

开始编译

bash 复制代码 
./configure --prefix=/apps/nginx --user=nginx --group=nginx --with-http_ssl_module --with-http_v2_module --with-http_realip_module --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-pcre --with-stream --with-stream_ssl_module --with-stream_realip_module

第3步，执行make

执行make无需make install

make完之后又在objs目录下生成了nginx文件，这个文件存放就是刚编译完的二进制程序，可以查看编译的这个nginx版本

第4步，对比新旧版本

对比下新旧版本的两个文件的大小

第5步，备份旧nginx二进制文件

第6步，模拟用户正在访问nginx

bash 复制代码 
dd if=/dev/zero of=/apps/nginx/html/f1.img bs=1M count=100

模拟用户下载f1.img资源

第7步，替换旧的nginx二进制文件

检测语法

第8步，发送USR2信号

此时的进程变化如下

第9步，发送winch信号，

使新的master进程工作

以下截图可以看到旧worker进程正在关闭(shutting down)

此时新版本已经改过来了

回滚老版本

如果此时想回滚老版本，直接杀死掉当前的nginx.pid，在将我们之前备份的旧的nginx二进制文件拷贝回去即可。

第10步，平滑关掉旧版本的master进程

我停止了模拟用户的访问，此时旧master进程才彻底退出

Nginx核心配置

Nginx官方指令文档https://nginx.org/en/docs/dirindex.html

Nginx的配置文件的组成部分

bash 复制代码 
1.主配置文件 nginx.conf
2.子配置文件：include conf.d/*.conf

主配置文件结构

nginx配置文件格式说明

bash 复制代码 
1.配置文件由指令与指令块构成；
2.每条指令以;号结尾，指令与值之间以空格符号分隔；
3.指令块以{}大括号将多条指令组织在一起，且可以嵌套指令块；
4.include语句允许组合多个配置文件以提升可维护性；
5.部分指令参数支持正则表达式。

可以查看nginx.conf默认的文件结构配置有哪些

bash 复制代码 
grep -E '{|}' /apps/nginx/conf/nginx.conf
bash 复制代码 
#事件驱动相关配置
event{
    ...
}

#http/https 协议相关配置
http{
.....
}

#mail协议相关配置项
mail{
 ......
}

#stream 服务器相关配置
stream{
      ......
}

全局配置

bash 复制代码 
Main全局配置段常见的配置指令分类
  1.正常运行必备的配置
  2.优化性能相关的配置
  3.用于调试及定位问题相关的配置
  4.时间驱动相关配置
bash 复制代码 
user nginx nginx;  #启动Nginx工作进程的用户和组
worker_processes  [number |auto]; # 启动Nginx工作进程的数量，一般设为和CPU核数相同
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000; # 将Nginx工作进程绑定到指定的CPU核心，减少了nginx工作进程在不同cpu核心上来回跳转，减少了cpu对进程资源分配与回收以及内存管理，提高nginx性能。
worker_priority 0; # 工作进程优先级，-20~20(19)
worker_rlimit_nofile 65535; # 所有nginx进程能打开的文件数量上限，包括nginx的所有连接(例如与代理服务器的连接等)
daemon off; #前台运行Nginx服务用于测试，docker等环境
master_process off|on; 是否开启nginx的master-worker工作模式，

events{
   worker_connections 65535; # 设置单个工作进程的最大并发连接数
   use epoll; #使用epoll事件驱动，nginx支持总舵事件驱动，如:select、poll、 epoll，智能设置在events模块中。
   accept_mutex on; # on为同一时刻一个请求轮流由worker进程处理，而防止唤醒所有的worker；默认为off,新请求会唤醒所有worker进程，此过程也称为'惊群'，因此nginx刚安装完以后要进行适当的优化，建议设置为on
}

配置自动匹配机器的CPU核数，我的CPU是4核

bash 复制代码 
worker_cpu_affinity  
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000 | auto;
#将nginx工作进程绑定到指定的CPU核心，默认Nginx是不进行绑定的，绑定不是意味着当前nginx进程独占一个核心CPU,
#但是可以保证此进程不会运行在其他核心上，这就极大减少了nginx的工作进程在不同的cpu核心上的来回跳转，
#减少了cpu对进程的资源分配与回收以及内存管理等，因此可以有效的提升nginx服务器的性能。

指定响应报文server首部

bash 复制代码 
charset charset | off;  # 是否在响应报文中的Content-Type显示指定的字符集，默认off不显示
# charset uft-8

server_tokens on | off | build | string; # 是否在相应报文的server首部显示nginx版本

修改server字段

bash 复制代码 
如果想自定义响应报文的nginx版本信息，需要修改源码文件，重新编译
如果server_token on, 修改src/core/nginx.h 修改如下
#define NGINX_VERSION  "1.110.1"
#define NGINX_VER      "Leiginx" NGINX_VERSION

实现多虚拟主机

马哥教育有两个域名网站，一个是"马哥官网"，一个是"运维派"，但是这两个网站用的是同一个IP地址。这就是通过Nginx实现的多虚拟主机的案例。该功能通过"ngx_http_core_module"模块实现

多虚拟主机实验步骤

1.实现目标：

创建两个网站，一个PC站点，一个Mobile站点；

2.创建子配置文件

创建conf.d的目录分别存放pc和mobile的配置文件

pc.conf

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  location / {
    root /data/nginx/html/pc;
  }
}

mobile.conf

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name mobile.leiedu.org;
  location / {
    root /data/nginx/html/mobile;
  }
}


3.创建两个站点网页

pc站点和mobile站点的网页内容

通过浏览器访问这两个站点。

可以看出页面有中文乱码，所以需要配置"charset utf-8"

如此就实现了多虚拟主机的实验，

注意DNS解析我配置的是hosts文件。

思考，两个站点的访问时是怎么解析的，

bash 复制代码 
两个站点的解析主要是我们的http请求携带了host的主机头，nginx根据不同的host主机头去解析不同的配置文件。

当curl 主机的ip地址时，则访问的是nginx的默认页面

如果我们将include包含的子配置文件从nginx的主配置文件nginx.conf末尾处提前到sever模块前，则nginx会根据子配置文件的字母顺序去访问相应的站点网页。


curl命令可以携带host主机到去访问具体的域名

bash 复制代码 
-H, --header <header/@file> Pass custom header(s) to server

root和alias

root：

指定web的家目录，在定义location的时候，文件的绝对路径等于root+location

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  location / {
    root /data/nginx/html/pc;
  }

  location /about {
    root /opt/html; # 必须在html目录中创建一个名为about的目录才可以访问，否则报错。
  }
}


由此可见，root的配置访问规则是当我们访问"/about"时，就去找/apt/html的about目录下的文件。"/opt/html"是"/about"的根。当"/opt/html"这个根下没有about这个子目录时就会报错。

alias：

定义路径别名，会把访问的路径重新定义到其指定的路径，文档映射的另一中机制，仅能用于location上限文中。

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  location / {
    root /data/nginx/html/pc;
  }

  location /about {
    alias /opt/pc/aboutdir;
  }
}

浏览器访问

由此可见 alias连接过去的目录"/opt/pc/aboutdir"下并没有about这个子目录，也就是说alias的访问规则是当我们访问/about时就去找"/opt/pc/aboutdir"这个目录下的文件，"/about"就是"/opt/pc/aboutdir"的别名。

location配置

参加我的另一篇博客 location匹配规则

Nginx账户认证

bash 复制代码 
Syntax:	auth_basic string | off;
Default:	
auth_basic off;
Context:	http, server, location, limit_except

由"ngx_http_auth_basic_module"模块提供功能

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_auth_basic_module.html#auth_basic

Nginx自定义错误页面

bash 复制代码 
Syntax:	error_page code ... [=[response]] uri;
Default:	---
Context:	http, server, location, if in location

example

bash 复制代码 
error_page 404             /404.html;
error_page 500 502 503 504 /50x.html;

自定义错误页，同时也可以用指定的响应状态码进行相应，可配置在http, server, location, if in location等模块中。

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html#error_page

自定义错误日志

bash 复制代码 
Syntax:	    error_log file [level];
Default:    error_log logs/error.log error;
Context:    main, http, mail, stream, server, location

#The second parameter determines the level of logging, and can be one of the following: debug, info, notice, warn, error, crit, alert, or emerg.

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/ngx_core_module.html#error_log

检测文件是否存在

bash 复制代码 
Syntax:	try_files file ... uri;
try_files file ... =code;
Default:	---
Context:	server, location

For example

bash 复制代码 
location /images/ {
    try_files $uri /images/default.gif;
}

location = /images/default.gif {
    expires 30s;
}

try_files会按照顺序检查文件是否存在，返回第一个找到的文件和文件夹(结尾加斜线表示为文件夹)，如果所有文件和文件夹都找不到，会进行一个内部重定向到最后一个参数，只有最后一个参数可以引起一个内部重定向，之前的参数值设置内部URI的指向，最后一个参数是回退URI且必须存在，否则会出现内部500错误。

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_core_module.html#try_files

Nginx高级配置

Nginx状态页

由nginx的"ngx_http_stub_status_module"模块提供

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_stub_status_module.html#stub_status

bash 复制代码 
Syntax:	stub_status;
Default:	---
Context:	server, location
bash 复制代码 
location = /basic_status {
    stub_status;
}
bash 复制代码 
Active connections:#当前处于活动状态的客户端连接数，包括连接等待空闲连接数=reading+writing+waiting

accepts:#统计总值，Nginx自启动后已经接受的客户端请求连接的总数。

hand1ed:#统计总值，Nginx自启动后已经处理完成的客户端请求连接总数，通常等于accepts，除非有因worker_connections限制等被拒绝的连接

requests:#统计总值，Nginx自启动后客户端发来的总的请求数。

Reading:#当前状态，正在读取客户端请求报文首部的连接的连接数,数值越大,说明排队现象严重,性能不足

writing:#当前状态，正在向客户端发送响应报文过程中的连接数,数值越大,说明访问量很大

waiting:#当前状态，正在等待客户端发出请求的空闲连接数，开启 keep-alive的情况下,这个值等于active - (reading+writing)

范例：分析网站当前访问量

bash 复制代码 
[root@centos7 ~]#cur1 http: / /wang:123456@ww.wangxiaochun. com/nginx_status 2>/dev/nu11 |awk '/Reading/{print $2,$4,$6}'
0 1 15

Nginx第三方模块

第三方模块是对Nginx的功能扩展。第三方模块需要在编译安装Nginx的时候使用参数--add-module=PATH指定路径添加，有的模块是由公司的开发人员针对业务需求定制开发的，有的模块是开源爱好者开发好之后上传到github进行开源模块，nginx的第三方模块需要从源码重新编译进行支持。

实现流量监控
https://github.com/vozlt/nginx-module-vts

实现信息显示
https://github.com/openresty/echo-nginx-module

Nginx变量使用

nginx的变量可以在配置文件中引用，作为功能判断或者日志等场景使用

变量可以分为内置变量和自定义变量

内置变量是由nginx模块自带，通过变量可以获取到众多的与客户端访问相关的值。

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/varindex.html

bash 复制代码 
$remote_addr; #存放了客户端的地址，注意是客户端的公网IP

$proxy_add_x_forwarded_for 
# 此变量表示将客户端IP追加请求报文中x-Forwarded-For首部字段，多个ip之间用逗号隔开，如果请求中灭有X-Forwarded-For，就使用$remote_addr

$args; #存放了URL中的所有参数
$is_args; #如果有参数为？否则为空
 
$document_root; #保存了针对当前资源的请求的系统根目录，例如：/apps/nginx/html.
$document_uri; #保存了当前不包含参数的URI

$host; #存放了请求的host名称

limit_rate 10240;
echo $1imit_rate;
#如果nginx服务器使用limit_rate配置了显示网络速率，则会显示，如果没有设置，则显示0

$remote_port; #客户端请求Nginx服务器时随机打开的端口，这是每个客户端自己的端口
$remote_user; #已经经过Auth Basic Module验证的用户名

$request_body_file; #做反向代理时发给后端服务器的本地资源的名称
$request_method; #请求资源的方式，GET/PUT/DELETE等
$request_filename; #当前请求的资源文件的磁盘路径，由root或a7ias指令与URI请求生成的文件绝对路径，如: /apps/nginx/htm1/ main/index.html
$request_uri;
#包含请求参数的原始URI，不包含主机名，相当于:$document_uri?$args,例如:/main/index.do?id=20190221&partner=search

$scheme; #请求的协议，例如:http，https,ftp等

$server_protoco1; #保存了客户端请求资源使用的协议的版本，例如:HTTP/1.0，HTTP/1.1，HTTP/2.0等
$server_addr; #保存了服务器的IP地址
$server_name; #请求的服务器的主机名
$server_port; #请求的服务器的端口号

$http_user_agent; #客户端浏览器的详细信息
$http_cookie; #客户端的所有cookie信息

$cookie_<name> #name为任意请求报文首部字部cookie的key名
$http_<name>
#name为任意请求报文首部字段,表示记录请求报文的首部字段，ame的对应的首部字段名需要为小写，如果有横线需要替换为下划线
arbitrary request header field; the last part of a variable name is the fieldname converted to lower case with dashes replaced by underscores #用下划线代替横线
#示例:
echo $http_user_agent;echo $http_host;

$sent_http_<name>
#name为响应报文的首部字段，name的对应的首部字段名需要为小写，如果有横线需要替换为下划线,此变量有问题
echo $sent_http_server;

$arg_<name>#此变量存放了URL中的指定参数，name为请求ur1中指定的参数echo $arg_id;

Nginx自定义访问日志

访问日志是记录客户端即用户的具体请求内容的信息，而在全局配置模块中的error_log是记录nginx服务器运行时的日志保存路径和记录日志的level，因此两者是不同的，而且Nginx的错误日志一般只有一个，但是访问日志可以在不同server中定义多个，定义一个日志需要使用access_log指定日志的保存路径，使用log_format指定日志的格式，格式中定义要保存的具体日志内容。

访问日志由ngx_http_log_module模块实现

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_log_module.html

bash 复制代码 
Syntax:	access_log path [format [buffer=size] [gzip[=level]] [flush=time] [if=condition]];
        access_log off;
Default: access_log logs/access.log combined;
Context: http, server, location, if in location, limit_except

自定义默认格式日志

Nginx的默认访问日志记录内容相对比较单一，默认的格式也不方便后期做日志统计分析，生产环境中通常将nginx日志转换为json日志，然后配合使用ELK做日志收集,统计和分析。

bash 复制代码 
log_format access_json '{"@timestamp":"$time_iso8601", '
   '"host":"$server_addr",'
   '"clientip":"$remote_addr",'
   '"size":"$body_bytes_sent",'
   '"responsetime":"$request_time",'  #总的处理时间
   '"upstreamtime":"$upstream_response_time",'
   '"upstreamhost":"$upstream_addr",' #后端应用服务器处理时间
   '"http_host":"$host",'
   '"uri":"$uri",'
   '"xff":"$http_x_forwarded_for",'
   '"referer":"$http_referer",'
   '"tcp_xff":"$proxy_protoco1_addr",'
   '"http_user_agent":"$http_user_agent",'
   '"status":"$status"}';
access_log/apps/nginx/logs/access_json.logaccess_json;

Nginx压缩功能

Nginx支持对指定类型的文件进行压缩然后再传输给客户端，而且还可以设置压缩比例，压缩后的文件大小将比源文件显著变小，这样有助于降低出口带宽的利用率，降低企业的IT支出，不过会占用相应的CPU资源。

Nginx对文件的压缩功能是依赖于模块 ngx_http_gzip_module,默认是内置模块

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_gzip_module.html

bash 复制代码 
Syntax:	gzip on | off;
Default: gzip off;
Context: http, server, location, if in location
bash 复制代码 
gzip on |off;  #启用或禁用gzip压缩，默认关闭

gzip_comp_leve1 level;  #压缩比由低到高从1到9，默认为1
gzip_disab1e "MSIE [1-6]\."; #禁用IE6 gzip功能

gzip_min_length 1k ; #gzip压缩的最小文件，小于设置值的文件将不会压缩
gzip_http_version 1.0 |1.1; #启用压缩功能时，协议的最小版本，默认HTTP/1.1

gzip_buffers number size; #指定Nginx服务需要向服务器申请的缓存空间的个数和大小,平台不同,默认:324k或者16 8k;
gzip_types mime-type ...;#指明仅对哪些类型的资源执行压缩操作;默认为gzip_types text/htm1，不用显示指定，否则出错

gzip_vary on | off;#如果启用压缩，是否在响应报文首部插入"vary: Accept-Encoding"，一般建议打开

gzip_static on | off;
#预压缩，即直接从磁盘找到对应文件的gz后缀的式的压缩文件返回给用户，无需消耗服务器CPU#注意:来自于ngx_http_gzip_static_modu7e模块

Https功能

Web网站的登录页面通常都会使用https加密传输的，加密数据以保障数据的安全，HTTPS能够加密信息，以免敏感信息被第三方获取，所以很多银行网站或电子邮箱等等安全级别较高的服务都会采用HTTPS协议，HTTPS其实是有两部分组成:HTTP + SSL/TLS，也就是在HTTP上又加了一层处理加密信息的模块。服务端和客户端的信息传输都会通过TLS进行加密，所以传输的数据都是加密后的数据。

Https实现过程

bash 复制代码 
https实现过程如下:
1.客户端发起HTTPS请求:
  客户端访问某个web端的https地址，一般都是443端口

2.服务端的配置:
  采用https协议的服务器必须要有一套证书，可以通过一些组织申请，也可以自己制作，目前国内很多网站都自己做的，
  当你访问一个网站的时候提示证书不可信任就表示证书是自己做的，
  证书就是一个公钥和私钥匙，就像一把锁和钥匙，正常情况下只有你的钥匙可以打开你的锁，
  你可以把这个送给别人让他锁住一个箱子，里面放满了钱或秘密，别人不知道里面放了什么而且别人也打不开，
  只有你的钥匙是可以打开的。

3.传送证书:
  服务端给客户端传递证书，其实就是公钥，里面包含了很多信息，例如证书得到的颁发机构、过期时间等等。

4.客户端解析证书:
  这部分工作是有客户端完成的，首先会验证公钥的有效性，比如颁发机构、过期时间等等，
  如果发现异常则会弹出一个警告框提示证书可能存在问题，
  如果证书没有问题就生成一个随机值，然后用证书对该随机值进行加密，就像2步骤所说把随机值锁起来，不让别人看到。

5.传送4步骤的加密数据:
  就是将用证书加密后的随机值传递给服务器，目的就是为了让服务器得到这个随机值，
  以后客户端和服务端的通信就可以通过这个随机值进行加密解密了。
  
6.服务端解密信息:
  服务端用私钥解密5步骤加密后的随机值之后，得到了客户端传过来的随机值(私钥)，然后把内容通过该值进行对称加密，
  对称加密就是将信息和私钥通过算法混合在一起，这样除非你知道私钥，不然是无法获取其内部的内容，
  而正好客户端和服务端都知道这个私钥，所以只要机密算法够复杂就可以保证数据的安全性。

7.传输加密后的信息:
  服务端将用私钥加密后的数据传递给客户端，在客户端可以被还原出原数据内容。

8.客户端解密信息:
  客户端用之前生成的私钥获解密服务端传递过来的数据，由于数据一直是加密的，因此即使第三方获取到数据也无法知道其详细内容。

配置参数如下

nginx的https功能基于模块ngx_http_ssl_module实现，因此如果是编译安装的nginx要使用参数ngx_http_ssl_module开启ssl功能，但是作为nginx的核心功能，yum安装的nginx默认就是开启的，编译安装的nginx需要指定编译参数--with-http_ssl_module开启

官方帮助文档： https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_ssl_module.html

bash 复制代码 
ss1 on | off;
#为指定的虚拟主机配置是否启用ss1功能，此功能在1.15.0废弃，使用1isten [ssl]替代7isten 443 ssl;

ss1_certificate /path/to/file;
#指向包含当前虚拟主机和CA的两个证书信息的文件，一般是crt文件

ss1_certificate_key /path/to/file;
#当前虚拟主机使用的私钥文件，一般是key文件

ss1_protocols [SSLv2] [SSLv3] [TLSv1] [TLSv1.1] [TLSv1.2];
#支持ss1协议版本，早期为ss1现在是TLs，默认为后三个

ss1_session_cache off | none | [builtin[:size]] [shared:name:size];
#配置ss1缓存
  off: #关闭缓存
  none: #通知客户端支持ss1 session cache，但实际不支持
  builtin[:size]: #使用opensSL内建缓存，为每worker进程私有
  [shared : name:size]: #在各worker之间使用一个共享的缓存，需要定义一个缓存名称和缓存空间大小，一兆可以存储4000个会话信息，多个虚拟主机可以使用相同的缓存名称
  
ss1_session_timeout time;
#客户端连接可以复用ss1 session cache中缓存的有效时长，默认5m

https配置

bash 复制代码 
server {
    1isten 80;
    listen 443 ss1;
    ssl_certificate /apps/nginx/certs/ww.magedu.org. pem;
    ssl_certificate_key /apps/nginx/certs/www.magedu.org.key;
    ssl_session_cache shared:sslcache:20m;
    ssl_session_timeout 10m;
    root /data/nginx/htm1 ;
}

Rewrite相关功能

Rewrite应用背景

网站的老域名不使用了又不能马上就下线，于是当用户访问老域名时就将其跳转到新域名上。

bash 复制代码 
Rewrite应用背景
  1.将用户输入的URL地址进行重写，也就是Rewrite将我们输入的地址修改成了别的地址；
  2.Rewrite重写之后，我们可能会看到一个全新的地址路径；
  3.Rewrite重写过程支持正则表达式，这个正则表达式和之前的正则表达式有一些区别，它依靠PCRE；

Nginx服务器利用ngx_http_rewrite_module模块解析和处理rewrite请求，此功能依靠PCRE(perl compatible regular expression)，因此编译之前要安装PCRE库，rewrite是nginx服务器的重要功能之一，用于实现URL重写，URL重写是非常有用的功能，比如它可以在我们改变网站结构之后，不需要客户端修改原来的书签，也无需其他网站修改我们的链接就可以设置为访问，另外还可以在一定程度上提高网站的安全性。

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_rewrite_module.html

rewrite模块指令

return

return用于完成对请求的处理，并直接向客户端返回响应状态码，比如:可以指定重定向URL(对于特殊重定向状态码，301/302等)或者是指定提示文本内容(对于特殊状态码403/500等)，处于此指令后的所有配置都将不被执行，return可以在server、if 和location块进行配置

bash 复制代码 
return code ;#返回给客户端指定的HTTP状态码
return code [text];#返回给客户端的状态码及响应报文的实体内容，可以调用变量,其中text如果有空格,需要用单或双引号
return code URL;#返回给客户端的URL地址
bash 复制代码 
301  永久跳转 (浏览器会有缓存，下次再访问时可从磁盘直接读取)
302  临时跳转 (临时的，没有缓存，下次可能不会跳转)


301配置

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  location / {
    root /data/nginx/html/pc;
  }

  location /main {
     default_type text/html;
     return 301 /about;
  }

  #基于rewrite的配置实现return 301的效果，使用permanent
  location /exam {
     default_type text/html;
     rewrite .* /about permanent; # 配置301这个数字会报语法错误
  }
}

浏览器则会帮你从www.leiedu.org/main跳转到www.leiedu.org/about


302配置

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  location / {
    root /data/nginx/html/pc;
  }

  location /main {
     default_type text/html;
     return 302 /about;
  }
  
  # 基于rewrite的配置实现return 302的效果，使用redirect
  location /test {
     default_type text/html;
     rewrite .* /about redirect;  # 这里写302数字的话会报语法错误；
  }
}


我们看下淘宝和京东两个大厂的重定向策略，

rewrite案例：自动跳转https

案例: 基于通信安全考虑公司网站要求全站https，因此要求将在不影响用户请求的情况下将http请求全部自动跳转至https，另外也可以实现部分location 跳转

bash 复制代码 
server {
  listen 443 ssl;
  listen 80;
  ssl_certificate /apps/nginx/certs/www.magedu.org.crt;
  ssl_certificate_key /apps/nginx /certs/www.magedu.org.key;
  ssl_session_cache shared:ss1cache:20m;
  ssl_session_timeout 10m;
  server_name www.magedu.org;
  
  location / {  #针对全站跳转
    root /data/nginx/htm1/pc;
    index index.html ;
    if($scheme = http){  #如果没有加条件判断，会导致死循环
       rewrite / https://$host redirect;
     }
  }
   
  location /login {  #针对特定的URL进行跳转https
    if($scheme = http){  #如果没有加条件判断，会导致死循环
       rewrite / https://$host/login redirect;
    }
  }
}

动态匹配跳转

背景需求，现在sz这个子域名换成shenzhen了，但是sz下的子目录仍然保留，

www.leiedu.org/sz/时跳转到www.leiedu.org/shenzhen/

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  location / {
    root /data/nginx/html/pc;
    #return https://www.baidu.com/;
  }

  location /main {
     default_type text/html;
     return 302 /about;
  }

  location /sz {
     default_type text/html;
     rewrite ^/sz/(.*)$ /shenzhen/$1 redirect;
  }
}

break和last

bash 复制代码 
1.break只会匹配一次，相当于java中的break一样匹配一次就跳出循环；
2.last会多次匹配符合条件的表达式；
bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  root /data/nginx/html/pc;
  
  location /break {
     rewrite ^/break/(.*) /dose/$1 break;
  }

  location /last {
     rewrite ^/last/(.*) /dose/$1 last;
  }

  location /dose {
     default_type text/plain;
     return 999 "new last test";
  }
}





Nginx防盗链

什么是盗链

如果别人只链接了你网站的图片视频或某个单独的资源，而不是打开了你网站的整个页面，且挂着你网站的资源，还不让用户看到你的网站，而他还节省了这些图片视频的存储空间和网络带宽这就是盗链。

防盗链的目的是防止其他网站未经许可直接引用你网站的资源(视频，图片等)。防盗链基于客户端携带的referer实现，referer是记录打开一个页面之前是从哪个页面跳转过来的标记信息，

referer就是之前的那个网站域名，正常的referer信息有以下几种

bash 复制代码 
none:#请求报文首部没有referer首部，比如用户直接在浏览器输入域名访问web网站，就没有referer信息。
b1ocked:#请求报文有referer首部，但无有效值，比如为空。
server_names:#referer首部中包含本主机名及即nginx监听的server_name。

arbitrary_string: #自定义指定字符串，但可使用*作通配符。
                  #示例:*.magedu.org www.magedu.*regular expression:
                  #被指定的正则表达式模式匹配到的字符串,要使用~开头，例如:~。* \.magedu\.com

Referer是什么

在HTTP协议中，Referer（有时也拼写为Referrer）是一个HTTP请求头字段，用于标识从哪里来的请求。具体来说，当一个网页上的链接被点击时，浏览器会在发送HTTP请求时包含Referer头，表明请求是从哪个URL发起的。

bash 复制代码 
Referer作用
  1.来源追踪：网站可以使用Referer来追踪访问者是从哪个页面或网站跳转过来的。这对于分析网站流量来源、了解用户行为路径非常有用。
  2.安全性：某些网站通过检查Referer头来确保请求来自于预期的来源，从而防止跨站请求伪造（CSRF）等安全攻击。
  3.广告和联盟营销：广告商和联盟营销平台使用Referer头来追踪点击广告或联盟链接的来源，从而计算点击率和进行佣金结算。

相关博客参考 HTTP Referer 教程

实现盗链

我目前有两个网站www.leiedu.org和mobile.leiedu.org 在mobile.leiedu.org下有一张nginx的png图片，现在我在www.leiedu.org下创建一个referer.html页面，通过链接地址去显示mobile.leiedu.org下的图片


referer.html

html 复制代码 
<html>
   <head>
    <meta http-equiv=Content-Type content="text/html;charset=utf-8">
    <title>盗链</title>
  </head>

  <body>
    <img src="http://mobile.leiedu.org/nginx.png" >
    <h1 style="color:red">嘿嘿，我在盗链哦，欢迎大家！</h1>
    <p><a href=http://www.magedu.org>给咱马哥教育打call</a>欢迎你</p>
  </body>

</html>

查看mobile.leiedu.org的日志可以看出有一个nginx.png的get请求来自于www.leiedu.org，

查看referer日志需要打开nginx的主配置文件nginx.conf中access_log main的注释，其中$http_referer的变量就是日志中的referer信息

实现防盗链

定义有效的referer，如果是其他的referer就返回状态码403

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_referer_module.html

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name mobile.leiedu.org;
  access_log /apps/nginx/logs/m.leiedu.org-access.log main;

  valid_referers none blocked server_names   *.leiedu.com  ~\.google\. ~\.baidu\. ;
  if ($invalid_referer) {
    return 403 "Forbidden Access";
  }

  location / {
    root /data/nginx/html/mobile;
  }

}

谷歌、百度这样的搜索引擎可以是有效的referer，能从谷歌百度上搜索到你，这是你的流量，珍惜。

配置valid_referers的时候防止误杀，别连你自家的referer也被禁止了。

Nginx反向代理

正向代理代理的是客户端

反向代理代理的是服务器

实现Http反向代理

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html

我有三台服务器：192.168.10.149，192.168.10.150，192.168.10.151

在150和151的主页分别如下，151的主机域名为www.leiedu.org，现在将151的机器配置为代理服务器，让149通过151去访问150；

没配置151为代理之前，149访问www.leiedu.org时，返回结果如下

配置151为150的代理服务器

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  root /data/nginx/html/pc;
  access_log /apps/nginx/logs/pc.leiedu.org-access.log main;

  location / {
    proxy_pass http://192.168.10.150;
  }
}

配置完代理后，149使用curl命令访问www.leiedu.com时151的主页就出现了，此时浏览器也是的。

如此丝滑的Nginx代理！

此时查看150的日志可以看出，150根本不知道是使用curl和windos浏览器访问它的ip地址，它只知道代理服务器151是ip

而代理服务器151知道是谁通过它去访问150的。

Nginx和LVS的区别

LVS：客户端感知不到LVS的存在，LVS只是一个转发器。

Nginx：作为中间代理，分别与客户端和服务端建立三次握手连接。

我在150的机器上创建了一个1G的大图片，限速149去下载这个大图片，在下载的过程中使用ss命令查看151的TCP是怎么样的一个过程

bash 复制代码 
dd if=/dev/zero of=/data/nginx/html/test.img bs=1M count=1000

如下图所示，在151上执行ss -nt可以看出，151先和149建立了TCP连接，之后151又和150建立了TCP连接。

502和504的区别

bash 复制代码 
502： 服务器有响应，并明确告诉客户端你就是连不上；
504： 服务器没有反应，啥也不告诉客户端，客户端一直傻傻等待，等到最后超时了；

比如我修改了150的原来的监听端口80为8080，而此时代理服务器151并不知道修改了端口为8080了，此时访问150就报错502了，那么解决此问题就需要将151的proxy_pass也改为8080

如果后端服务器无法连接(比如：iptables -AINPUT -s nginx_ip -j REJECT或者systemctl stop httpd),关机(无后端服务器arp缓存)，会出现下面502提示

151代理服务器上的缓存

再访问就不报错了

当我在150的机器上设置iptables拒绝代理服务器151的连接之后，149再通过代理访问时就会报错，nginx默认配置是60S的超时时间

bash 复制代码 
iptables -A INPUT -s 192.168.10.151 -j DROP

默认在1分钟内后端服务器无法响应(比如：iptables -AINPUT -s nginx_ip -j DROP或关机(有后端服务器arp缓存))，会显示下面的504超时提示

动静分离请求

我的静态资源放在192.168.10.150上；动态资源放在192.168.10.149上，现在实现动静分离请求。

bash 复制代码 
server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  #root /data/nginx/html/pc;
  access_log /apps/nginx/logs/pc.leiedu.org-access.log main;

  location ~ \.(jpg|png|gif)$ {
    proxy_pass http://192.168.10.150:8080;
    proxy_connect_timeout 10s;
    #root /data/nginx/html/pc;
  }

  location /api {
    proxy_pass http://192.168.10.149;
  }
}


api服务器149上的配置如下

proxy_pass有无"/"的区别

bash 复制代码 
location /url {
   proxy_pass http://hostname;         无"/",会追加url到后端服务器后面 http://hostname/url
   proxy_pass http://hostname/url2;    有"/",/url2会置换/url http://hostname/url2
}

示例:

bash 复制代码 
location  /web {
   index index.htm1;
   proxy_pass http://10.0.0.18:8080;
   # 8080后面无uri,即无"/"符号,需要将1ocation后面url附加到proxy_pass指定的url后面,此行为类似于root
   # proxy_pass指定的uri不带斜线将访问的/web,等于访问后端服务器http://10.0.0.18:8080/web/index.htm1，即后端服务器配置的站点根目录要有web目录才可以被访问
   # http://nginx/web/index.htm1 ==> http://10.0.0.18:8080/web/index.htm1

   proxy_pass http://10.0.0.18:8080/; 
   # 8080后面有uri,即有"/"符号,相当于置换,即访问/web时实际返回proxy_pass后面uri内容.此行为类似于alias
   # proxy_pass指定的uri带斜线，等于访问后端服务器的http://10.0.0.18:8080/index.htm1内容返回给客户端
   # http://nginx/web/index.htm1 ==> http://10.0.0.18:8080
}


#如果location定义其uri时使用了正则表达式模式(包括~,~*,但不包括A~)，则proxy_pass之后必须不使用uri;即不能有/ ,用户请求时传递的uri将直接附加至后端服务器之后
server {
   server_name HOSTNAME;
   1ocation ~|~* /uri/ {
      proxy_pass  http://host:port; #proxy_pass后面的url不能加/
   }
}

Http反向代理负载均衡

上面我们通过proxy_pass的配置将客户端的请求转发至单台后端服务器，做了简单的代理转发但是却无法转发至特定的一组服务器，而且不能对后端服务器提供相应的服务器状态监控。那么此时Nginx的ngx_http_upstream_module模块就出现了，该模块提供服务器的分组转发、权重分配、状态检测、调度算法等高级功能。

官方帮助文档：https://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_upstream_module.html

bash 复制代码 
upstream webserver {
  server 192.168.10.149;
  server 192.168.10.150;
}

server{
  listen 80;
  charset utf-8;
  server_name www.leiedu.org;
  root /data/nginx/html/pc;
  access_log /apps/nginx/logs/pc.leiedu.org-access.log main;

  location /{
    proxy_pass http://webserver;
  }
}

当我使用curl命令访问www.leiedu.org时，已经在轮询显示149和150的首页

upstream配置参数

bash 复制代码 
server address [parameters] ;
#配置一个后端web服务器，配置在upstream内，至少要有一个server服务器配置。

#server支持的parameters如下:
weight=number     #设置权重，默认为1,实现类似于LVS中的WRR, WLC等
max_conns=number  #给当前后端server设置最大活动链接数，默认为0表示没有限制
max_fai1s=number  #后端服务器的下线条件,当客户端访问时,对本次调度选中的后端服务器连续进行检测多少次,如果都失败就标记为不可用,
                  #默认为1次,当客户端访问时,才会利用TCP触发对探测后端服务器健康性检查,而非周期性的探测
fail_timeout=time #后端服务器的上线条件,对已经检测到处于不可用的后端服务器,每隔此时间间隔再次进行检测是否恢复可用，
                  #如果发现可用,则将后端服务器参与调度,默认为10秒
backup  #设置为备份服务器，当所有后端服务器不可用时,才会启用此备用服务器
down    #标记为down状态,可以平滑下线后端服务器,新用户不再调度到此主机,旧用户不受影响

hash调度算法

bash 复制代码 
将用户的请求调度到哪一台服务器上,为了保持session会话的一致性，当然希望将相同的用户请求调度到同一台服务器上。
nginx可以通过$remote_addr、$http_cookie这些变量将会话保持一致也就是将相同的原始ip和cookie调度到同一台服务器上。
其实这只是解决seeion会话的一种方案，也可以通过java程序来保存session一致。
bash 复制代码 
upstream webserver {
  #hash $remote_addr;
  #hash $http_cookie;
  #hash $request_uri;
  server 192.168.10.149;
  server 192.168.10.150;
}
bash 复制代码 
hash KEY [consistent] ;
#基于指定请求报文中首部字段或者URI等key做hash计算，使用consistent参数，将使用ketama一致性hash算法，
#适用于后端是cache服务器(如varnish）时使用，consistent定义使用一致性hash运算，一致性hash基于取模运算

#示例
hash $request_uri consistent;#基于用户请求的uri做hash
hash $cookie_sessionid#基于cookie中的sessionid这个key进行hash调度,实现会话绑定
ip_hash;
#源地址hash调度方法，基于的客户端的remote_addr(源地址IPv4的前24位或整个IPv6地址)做hashit算，以实现会话保持
#hash $remote_addr则是对全部32bit的IPv4进行hash计算

负载均衡调度算法

tcp负载均衡配置由stream提供，需要配置在主配置文件main里

bash 复制代码 
stream { #定义stream相关的服务;context:main
   upstream redis-server{ #定义后端redis服务器
       server 192.168.10.150:6379;
       server 192.168.10.149:6379;
   }

   upstream mysql-server{ #定义后端mysql服务器
       server 192.168.10.150:3306;
       server 192.168.10.149:3306;
   }

   server {
      listen 6379;
      proxy_pass redis-server;
   }
   
   server {
     listen 3306;
     proxy_pass mysql-server; 
   }
}
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