Nginx详讲

目录

• 一、Nginx简介
• • 1、Nginx是什么
  • 2、Nginx的优势
  • 3、Nginx下载
• 二、Nginx的核心功能
• • 1、Nginx的反向代理
  • • 什么是反向代理？
    • 简单的反向代理
    • 完整的基础配置
    • 反向代理解释
  • 2、Nginx的负载均衡。。
  • • 什么是负载均衡？
    • 负载均衡算法（核心）
  • 3、Nginx的动静分离
  • • 什么是Nginx的动静分离？
    • 为什么要做动静分离？
    • 基础配置

一、Nginx简介

1、Nginx是什么

• Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器，同时也提供IMAP/POP3/SMTP服务。Nginx是由伊戈尔·赛索耶夫为俄罗斯访问量第二的Rambler.ru站点（俄文：Рамблер）开发的，第一个公开版本0.1.0发布于2004年10月4日。其将源代码以类BSD许可证的形式发布，因它的稳定性、丰富的功能集、简单的配置文件和低系统资源的消耗而闻名。2011年6月1日，nginx 1.0.4发布。
• Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器，在BSD-like 协议下发行。其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力在同类型的网页服务器中表现较好，中国大陆使用nginx网站用户有：百度、京东、新浪、网易、腾讯、淘宝等。
• Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的web服务器，处理高并发能力是十分强大的，能经受高负载的考验,有报告表明能支持高达 50,000 个并发连接数。
• Nginx支持热部署，启动简单，可以做到7*24不间断运行。几个月都不需要重新启动。

2、Nginx的优势

• 高性能 ：Nginx是一个高性能的HTTP和反向代理服务器，能够处理大量的并发连接和请求，适合高流量的网站。

• 高可靠性：Nginx使用事件驱动和异步处理方式，能够在保持高性能的同时，提供高可靠性的服务。

• 灵活性：Nginx支持多种配置方式，可以通过配置文件灵活地调整其行为，满足不同的需求。

• 扩展性：Nginx可以通过模块扩展其功能，支持负载均衡、缓存、SSL加密等多种功能。

• 低资源消耗 ：Nginx是一个轻量级的服务器，占用的系统资源较少，适合在资源有限的环境中部署。

• 跨平台 ：Nginx支持多种操作系统，包括Linux、Unix、MacOS等，具有很好的跨平台兼容性。

• 社区支持：Nginx有一个活跃的开源社区，提供了大量的文档、教程和模块，方便用户学习和使用。

• 安全性 ：Nginx提供了一些基本的安全功能，如防止DDoS攻击、防止SQL注入等，可以提高网站的安全性。

• 易于维护 ：Nginx的配置文件简单明了，易于理解和维护，降低了运维的难度。

• 支持多种协议：Nginx不仅支持HTTP和HTTPS协议，还支持其他协议如SMTP、POP3等，可以作为多种服务的代理服务器。

• 

3、Nginx下载

Nginx的下载路径：Nginx的官方网址

解压缩之后，进入Nginx的工作目录，工作目录如下：

启动

• 启动方式一 ：双击nginx.exe，双击后你能看见一个小黑窗口一闪而过。
• 启动方式二 ：打开cmd命令窗口，切换到nginx解压目录下，输入命令 nginx.exe ，回车即可

注意：如果安装目录是中文的情况，打开exe文件时会报错。
检查是否安装成功

打开浏览器：浏览器地址栏输入网址 http://localhost:80 回车，出现以下页面说明启动成功！

nginx的配置文件是conf目录下的nginx.conf，默认配置的nginx监听的端口为80，如果80端口被占用可以修改为未被占用的端口即可。

当我们修改了nginx的配置文件nginx.conf 时，不需要关闭nginx后重新启动nginx ，只需要执行命令 nginx -s reload 即可让改动生效

关闭Nginx：

如果使用cmd命令窗口启动nginx， 关闭cmd窗口是不能结束nginx进程的，可使用两种方法关闭nginx

• 方法一：(1)输入nginx命令 nginx -s stop(快速停止nginx) 或 nginx -s quit(完整有序的停止nginx)，这两个命令的区别在于nginx -s stop是快速停止Nginx，而nginx -s quit是有序的停止Nginx，前者可能会导致数据没有完全保存；
• 方法二：(2)使用taskkill taskkill /f /t /im nginx.exe
• 注意事项：方法一必须要在Nginx的安装包目录下。否则无法找到Nginx。

二、Nginx的核心功能

1、Nginx的反向代理

什么是反向代理？

正向代理：

• 客户端知道目标服务器

• 代理服务器代表客户端访问目标

• 用途：科学上网、缓存加速

  客户端 → 正向代理 → 互联网 → 目标网站

反向代理：

• 客户端不知道目标服务器

• 代理服务器代表后端服务器提供服务

• 用途：负载均衡、安全防护

  客户端 → 反向代理 → 后端服务器群
  (Nginx) (隐藏的)

简单的反向代理

http {
    server {
        listen 80;
        server_name example.com;
        
        location / {
            proxy_pass http://localhost:3000;
            # 代理到本地的3000端口（如Node.js应用）
        }
    }
}

完整的基础配置

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;
    
    location / {
        # 后端服务器地址
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        
        # 重要：传递客户端真实IP
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        
        # 连接超时设置
        proxy_connect_timeout 60s;
        proxy_send_timeout 60s;
        proxy_read_timeout 60s;
        
        # 关闭代理缓冲（适用于实时应用）
        proxy_buffering off;
    }
}

带负载均衡的方向代理

http {
    # 定义上游服务器组
    upstream backend_servers {
        # 权重负载均衡
        server 192.168.1.101:8080 weight=3;  # 30%的请求
        server 192.168.1.102:8080 weight=2;  # 20%的请求
        server 192.168.1.103:8080 weight=5;  # 50%的请求
        
        # 健康检查
        max_fails=3;      # 失败3次标记为不可用
        fail_timeout=30s; # 30秒后重试
        
        # 负载均衡算法（默认轮询）
        # least_conn;     # 最少连接
        # ip_hash;        # IP哈希（会话保持）
        # hash $request_uri consistent;  # 一致性哈希
    }
    
    server {
        listen 80;
        server_name app.example.com;
        
        location / {
            proxy_pass http://backend_servers;
            
            # 负载均衡相关
            proxy_next_upstream error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
            proxy_next_upstream_tries 3;
            
            # 保持连接
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Connection "";
        }
    }
}

带动静分离的反向代理

server {
    listen 80;
    server_name www.example.com;
    
    # 静态文件（直接由Nginx处理）
    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js|woff|woff2|ttf|svg)$ {
        root /var/www/html/static;
        expires 30d;  # 缓存30天
        access_log off;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
    }
    
    # API请求（代理到后端）
    location /api/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:3000;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
    
    # 前端SPA应用（代理到前端服务器）
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        
        # 支持WebSocket
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
    }
}

反向代理解释

正向代理 就像我个人的VPN。我想访问Google，但直接访问不了，于是我在国外租了一台服务器作为代理。我在浏览器配置这个代理后，所有请求先到这台服务器，再由它转发到Google。这个代理为我个人服务，Google看到的是代理服务器的IP，不知道我的真实IP。

反向代理 就像淘宝的网关集群。数亿用户访问淘宝，但淘宝背后不是一台服务器，而是成千上万台。他们在这些服务器前部署了Nginx反向代理集群。用户访问taobao.com，请求先到反向代理，然后代理根据：

1. 请求类型（商品、订单、支付）
2. 服务器负载情况
3. 地理位置
   智能地将请求分发到合适的后端服务器。

2、Nginx的负载均衡。。

什么是负载均衡？

负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效透明的方法扩展网络设备和服务器的带宽、增加吞吐量、加强网络数据处理能力、提高网络的灵活性和可用性。

负载均衡（Load Balance）其意思就是将客户端的请求智能地分发到多个服务器上，以避免任何单个服务器过载，从而提高系统的整体处理能力和可靠性

简单来说就是：现有的请求使服务器压力太大无法承受，所有我们需要搭建一个服务器集群，去分担原先一个服务器所承受的压力，那现在我们有ABCD等等多台服务器，我们需要把请求分给这些服务器，但是服务器可能大小也有自己的不同，所以怎么分？如何分配更好？又是一个问题。
负载均衡的基础使用方法：

http {
    # 1. 定义上游服务器组（upstream）
    upstream backend_servers {
        # 服务器列表
        server 192.168.1.101:8080;
        server 192.168.1.102:8080;
        server 192.168.1.103:8080;
    }
    
    # 2. 使用负载均衡
    server {
        listen 80;
        server_name app.example.com;
        
        location / {
            proxy_pass http://backend_servers;  # 指向upstream组
        }
    }
}

负载均衡算法（核心）

1 轮询（Round Robin） - 默认算法

upstream backend {
    # 默认就是轮询，无需额外配置
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    server 192.168.1.103:8080;
}

特点：按顺序分发请求，每个服务器轮流处理

2 权重轮询（Weighted Round Robin）

upstream backend {
    server 192.168.1.101:8080 weight=3;  # 30%的请求
    server 192.168.1.102:8080 weight=5;  # 50%的请求
    server 192.168.1.103:8080 weight=2;  # 20%的请求
}

适用场景：服务器配置不同（CPU、内存差异）

3.IP哈希（IP Hash） - 会话保持

upstream backend {
    ip_hash;  # 基于客户端IP的哈希
    
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    server 192.168.1.103:8080;
}

特点 ：同一IP的请求始终转发到同一服务器
适用场景：需要Session保持的应用

4 最少连接（Least Connections）

upstream backend {
    least_conn;  # ← 只需要这个！
    
    server 192.168.1.101:8080;  # 当前连接数：5
    server 192.168.1.102:8080;  # 当前连接数：3 ← 选择这个
    server 192.168.1.103:8080;  # 当前连接数：8
}

特点 ：将请求发给当前连接数最少的服务器
适用场景：处理时间长短不一的长连接场景

5.一致性哈希（Consistent Hash）
一致性哈希 是一种特殊的哈希算法，在服务器集群扩容或缩容时 ，最小化数据重新分布的影响。

upstream backend {
    hash $request_uri consistent;  # 基于请求URI的一致性哈希
    
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    server 192.168.1.103:8080;
}

特点：相同URI的请求始终到同一服务器，增减服务器时影响最小

3、Nginx的动静分离

什么是Nginx的动静分离？

Nginx的静态处理能力很强，但是动态处理能力不足，因此，在企业中常用动静分离技术。动静分离技术其实是采用代理的方式，在server{}段中加入带正则匹配的location来指定匹配项针对PHP的动静分离：静态页面交给Nginx处理，动态页面交给PHP-FPM模块或Apache处理。在Nginx的配置中，是通过location配置段配合正则匹配实现静态与动态页面的不同处理方式

目前，通过使用Nginx大大提高了网站的响应速度，优化了用户体验，让网站的健壮性更上一层楼！

动静分离就是将动态请求和静态请求分开处理：

• 静态资源：图片、CSS、JS、字体等文件 → 由 Nginx 直接处理
• 动态请求：API、业务逻辑、数据库操作 → 转发给后端应用服务器

为什么要做动静分离？

性能提升

优势

1. 性能提升：Nginx处理静态文件比应用服务器快10-100倍
2. 降低负载：减少应用服务器压力
3. 并发能力：Nginx可处理上万并发静态请求
4. 缓存友好：静态资源可设置长时间缓存

基础配置

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    root /var/www/html;
    
    # 静态文件处理
    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
        # Nginx直接处理，不转发到后端
        expires 30d;  # 缓存30天
        access_log off;  # 不记录访问日志
    }
    
    # 动态请求转发
    location / {
        proxy_pass http://backend_server:3000;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

http {
    # 开启高效文件传输
    sendfile on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    
    # 文件缓存配置
    open_file_cache max=10000 inactive=30s;
    open_file_cache_valid 60s;
    open_file_cache_min_uses 2;
    open_file_cache_errors on;
    
    # 压缩配置（提升传输效率）
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_min_length 1024;
    gzip_types text/plain text/css text/xml text/javascript 
               application/javascript application/xml+rss 
               application/json image/svg+xml;
    
    server {
        listen 80;
        server_name www.example.com;
        root /var/www/example.com;
        
        # ========== 静态资源配置 ==========
        
        # 图片文件
        location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|bmp|webp|svg)$ {
            expires 365d;  # 缓存1年
            access_log off;
            add_header Cache-Control "public, immutable";
            
            # 图片优化：开启图片处理模块（需要编译时包含）
            # image_filter resize 800 600;
            # image_filter_jpeg_quality 85;
            
            # 防盗链
            valid_referers none blocked server_names *.example.com;
            if ($invalid_referer) {
                return 403;
            }
        }
        
        # 样式文件
        location ~* \.(css)$ {
            expires 30d;
            access_log off;
            add_header Cache-Control "public";
        }
        
        # JavaScript文件
        location ~* \.(js)$ {
            expires 30d;
            access_log off;
            add_header Cache-Control "public";
            
            # 对JS文件进行压缩（如果有预压缩版本）
            gzip_static on;
        }
        
        # 字体文件
        location ~* \.(woff|woff2|ttf|eot|otf)$ {
            expires 365d;
            access_log off;
            add_header Cache-Control "public, immutable";
            add_header Access-Control-Allow-Origin "*";  # 跨域支持
        }
        
        # 视频/音频文件
        location ~* \.(mp4|webm|ogg|mp3|wav|flac|aac)$ {
            expires 30d;
            access_log off;
            
            # 支持视频流媒体
            mp4;
            mp4_buffer_size 4M;
            mp4_max_buffer_size 10M;
        }
        
        # PDF/文档文件
        location ~* \.(pdf|doc|docx|xls|xlsx|ppt|pptx)$ {
            expires 7d;
            add_header Cache-Control "public";
            
            # 安全设置：防止直接在浏览器打开
            add_header X-Content-Type-Options "nosniff";
            add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN";
        }
        
        # ========== 动态请求配置 ==========
        
        # API接口
        location /api/ {
            proxy_pass http://api_backend: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;
            proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
            
            # 超时设置
            proxy_connect_timeout 5s;
            proxy_send_timeout 10s;
            proxy_read_timeout 30s;
            
            # 禁用缓存
            proxy_no_cache 1;
            proxy_cache_bypass 1;
            add_header X-Cache-Status "BYPASS";
        }
        
        # WebSocket支持
        location /ws/ {
            proxy_pass http://websocket_backend:3000;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection "upgrade";
            proxy_set_header Host $host;
            
            # 长连接超时
            proxy_read_timeout 3600s;
        }
        
        # PHP动态请求（如果是PHP应用）
        location ~ \.php$ {
            fastcgi_pass php_backend:9000;
            fastcgi_index index.php;
            fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
            include fastcgi_params;
            
            # 安全设置
            fastcgi_hide_header X-Powered-By;
        }
        
        # 主应用路由（前端SPA应用）
        location / {
            # 尝试直接访问静态文件
            try_files $uri $uri/ @backend;
            
            # 如果是HTML文件，设置较短缓存
            if ($request_filename ~* ^.*?\.(html|htm)$) {
                expires 1h;
                add_header Cache-Control "public, must-revalidate";
            }
        }
        
        # 转发到后端应用（处理前端路由）
        location @backend {
            proxy_pass http://app_backend:3000;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_cache_bypass 1;
            proxy_no_cache 1;
        }
        
        # ========== 特殊配置 ==========
        
        # 禁止访问隐藏文件
        location ~ /\. {
            deny all;
            access_log off;
            log_not_found off;
        }
        
        # 禁止访问特定文件类型
        location ~* \.(log|sql|bak|conf|ini|sh)$ {
            deny all;
        }
        
        # 错误页面
        error_page 404 /404.html;
        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
        location = /50x.html {
            root /usr/share/nginx/html;
            internal;
        }
        
        # 访问日志格式
        access_log /var/log/nginx/example.com.access.log combined;
        error_log /var/log/nginx/example.com.error.log warn;
    }
}