Nginx 从入门到进阶：反向代理、负载均衡与高性能实战指南

Nginx 从入门到进阶：反向代理、负载均衡与高性能实战指南

面向小白的由浅入深教程：5 分钟跑起来，30 分钟玩转常见场景，进一步掌握 HTTPS、缓存压缩、限流与排错思路。

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目录

• [Nginx 从入门到进阶：反向代理、负载均衡与高性能实战指南](#Nginx 从入门到进阶：反向代理、负载均衡与高性能实战指南)
• • [一、Nginx 是什么？](#一、Nginx 是什么？)
  • 二、快速开始（本地最小可用）
  • 三、核心配置结构速览
  • 四、反向代理与动静分离
  • 五、负载均衡（轮询/权重/健康检查）
  • [六、HTTPS 与 HTTP/2](#六、HTTPS 与 HTTP/2)
  • 七、性能优化：缓存与压缩
  • 八、限流与安全基础
  • 九、日志与排错
  • 十、实践清单（建议）
  • 彩蛋：梗版总结（轻松读法）

一、Nginx 是什么？

• 一个高性能的 Web 服务器与反向代理，擅长并发连接与静态资源分发。
• 常用场景：静态托管、反向代理、负载均衡、SSL 终止、动静分离、网关限流与安全加固。

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二、快速开始（本地最小可用）

• 安装（Windows/Mac/Linux 按官方文档或包管理器）。
• 启动与验证：
  • 运行 nginx（或 brew services start nginx）
  • 访问 http://localhost 看到欢迎页即成功。
• 常见命令：nginx -t（测试配置）、nginx -s reload（热加载）、nginx -v（版本）。

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三、核心配置结构速览

Nginx 的主配置通常位于 nginx.conf，常见块：

• events：连接与并发参数
• http：Web 相关配置（包含多个 server）
• server：一个虚拟主机（域名/端口）
• location：匹配路径并定义转发/静态规则

示例：

worker_processes auto;

http {
  include       mime.types;
  sendfile      on;

  server {
    listen      80;
    server_name localhost;

    # 静态托管
    location / {
      root   html;
      index  index.html index.htm;
    }
  }
}

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四、反向代理与动静分离

http {
  upstream app_pool {
    server 127.0.0.1:3000;
  }

  server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    # 动态请求转发给后端
    location /api/ {
      proxy_pass http://app_pool/;
      proxy_set_header Host $host;
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    }

    # 静态资源本地分发
    location /assets/ {
      alias /var/www/assets/;
      access_log off;
      expires 7d;
    }
  }
}

要点：

• proxy_pass 目标要以 / 结尾时会影响路径拼接方式；保持与 location 一致更直观。
• alias 与 root 区别：alias 替换整个匹配段，root 拼接路径。

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五、负载均衡（轮询/权重/健康检查）

upstream app_pool {
  # 默认轮询
  server 10.0.0.11:3000 weight=2;
  server 10.0.0.12:3000 weight=1;
  # 可选：ip_hash; least_conn;（按需启用）
}

server {
  listen 80;
  location / {
    proxy_pass http://app_pool;
  }
}

• 策略：默认轮询、ip_hash（会话亲和）、least_conn（最少连接）。
• 健康检查：开源模块或在上游层面（如 Kubernetes/Consul）完成，更可靠。

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六、HTTPS 与 HTTP/2

server {
  listen 443 ssl http2;
  server_name example.com;

  ssl_certificate     /etc/nginx/ssl/fullchain.pem;
  ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/privkey.pem;

  add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000" always;

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

# 80 跳转到 443
server {
  listen 80;
  server_name example.com;
  return 301 https://$host$request_uri;
}

要点：

• 使用可信证书；启用 http2 获取多路复用与头部压缩收益。
• 建议加 HSTS 与安全响应头；证书自动化可用 ACME（Let's Encrypt）。

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七、性能优化：缓存与压缩

http {
  # Gzip 压缩
  gzip on;
  gzip_types text/plain text/css application/javascript application/json image/svg+xml;
  gzip_min_length 1024;

  server {
    # 静态资源强缓存
    location /assets/ {
      alias /var/www/assets/;
      expires 30d;
      add_header Cache-Control "public, max-age=2592000, immutable";
    }

    # 反向代理缓存（示例）
    proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=mycache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
    location /api/cacheable/ {
      proxy_cache mycache;
      proxy_cache_valid 200 10m;
      add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
      proxy_pass http://app_pool;
    }
  }
}

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八、限流与安全基础

http {
  # 基于 IP 的简单限流
  limit_req_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m rate=10r/s;

  server {
    location /api/ {
      limit_req zone=perip burst=20 nodelay;
      proxy_pass http://app_pool;
    }

    # 基础安全头
    add_header X-Content-Type-Options nosniff;
    add_header X-Frame-Options DENY;
    add_header Referrer-Policy no-referrer;
  }
}

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九、日志与排错

• 测试配置：nginx -t；查看错误日志 error.log 与访问日志 access.log。
• 常见问题：
  • 502/504：后端不通或超时，检查上游健康与超时设置（proxy_read_timeout）。
  • 路径拼接错：确认 location 与 proxy_pass 尾部斜杠匹配。
  • 权限问题：静态目录与证书文件的读权限。

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十、实践清单（建议）

• 搭建一个静态站点与一个后端服务，完成动静分离。
• 为 /api/ 配置负载均衡与简单限流，验证高并发下表现。
• 启用 HTTPS/HTTP2 与 Gzip，观察带宽与 TTFB 改善。
• 打开代理缓存，给可缓存的 GET 接口加速。

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彩蛋：梗版总结（轻松读法）

• 把 Nginx 当"前台小管家"：看门（监听端口）、带客（反向代理）、分座（负载均衡）、发扇子（压缩）、送冰阔落（缓存）。
• location 像"区域导览牌"，别把 alias 和 root 搞反，不然客人迷路；
• proxy_pass 末尾斜杠像"门缝"，开大开小影响你鞋是不是被卡住（路径拼接）；
• 502/504 就像后厨断电或上菜太慢，先查电闸（上游）再看计时器（超时）。
• HTTPS 像给餐厅装玻璃门：看得见更安全，还更快（HTTP/2）；
• 限流是"限量供应"，别让黄牛（恶意请求）把座位全占了。