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Nginx- 代理服务器

进击的梦清

Nginx-代理服务器

Nginx

作者 | WenasWei

一 Nginx代理服务器

1.1 Nginx简介

Nginx 是一款高性能的 HTTP 服务器/反向代理服务器及 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。由俄罗斯的程序设计师 Igor Sysoev 所开发,官方测试 Nginx 能够支支撑 5 万并发链接,并且 CPU、内存等资源消耗却非常低,运行非常稳定。

Nginx 代码完全用C语言从头写成,以事件驱动的方式编写,所以有非常好的性能,同时也是一个非常高效的反向代理、负载平衡服务器。在性能上,Nginx占用很少的系统资源,能支持更多的并发连接,达到更高的访问效率;在功能上,Nginx是优秀的代理服务器和负载均衡服务器;在安装配置上,Nginx安装简单、配置灵活。

截至2019年12月,差不多世界上每3个网站中就有1个使用 Nginx。

Nginx发展

Nginx支持热部署,启动速度特别快,还可以在不间断服务的情况下对软件版本或配置进行升级,即使运行数月也无需重新启动。

在微服务的体系之下,Nginx正在被越来越多的项目采用作为网关来使用,配合Lua做限流、熔断等控制。

代理使用

1.2 Nginx 的应用场景

  • (1)HTTP 服务器:Nginx 是一个 HTTP 服务可以独立提供 HTTP 服务。可以做网页静态服务器。
  • (2)虚拟主机:可以实现在一台服务器虚拟出多个网站。例如个人网站使用的虚拟主机。
  • (3)反向代理,负载均衡:当网站的访问量达到一定程度后,单台服务器不能满足用户的请求时,需要用多台服务器集群可以使用 Nginx 做反向代理。并且多台服务器可以平均分担负载,不会因为某台服务器负载高宕机而某台服务器闲置的情况。

二 Nginx 常用命令

2.1 Linux 下 Nginx常用命令

nginx 的使用比较简单,就是几条命令。

nginx -s stop       #快速关闭Nginx,可能不保存相关信息,并迅速终止web服务。
nginx -s quit       #平稳关闭Nginx,保存相关信息,有安排的结束web服务。
nginx -s reload     #因改变了Nginx相关配置,需要重新加载配置而重载。
nginx -s reopen     #重新打开日志文件。
nginx -c filename   #为 Nginx 指定一个配置文件,来代替缺省的。
nginx -t            #不运行,而仅仅测试配置文件。nginx将检查配置文件的语法的正确性,并尝试打开配置文件中所引用到的文件。
nginx -v            #显示 nginx 的版本。
nginx -V            #显示 nginx 的版本,编译器版本和配置参数。

在linux的sbin目录下中输入:./nginx 代替上面的 nginx

如果不想每次都敲命令,可以在 nginx 安装目录下新添一个启动批处理文件 startup.bat,双击即可运行。内容如下:

  • 验证Nginx配置文件是否正确

    nginx -t -c /conf/nginx.conf
@echo off
#rem 如果启动前已经启动nginx并记录下pid文件,会kill指定进程
nginx -s stop

#rem 测试配置文件语法正确性
nginx -t -c nginx.conf

#rem 显示版本信息
nginx -v

#rem 按照指定配置去启动nginx
nginx -c nginx.conf

2.2 windows 下 Nginx常用命令

  • windows 下其他常用命令

    nginx.exe -s stop       #快速关闭Nginx,可能不保存相关信息,并迅速终止web服务。
    nginx.exe -s quit       #平稳关闭Nginx,保存相关信息,有安排的结束web服务。
    nginx.exe -s reload     #因改变了Nginx相关配置,需要重新加载配置而重载。
    nginx.exe -s reopen     #重新打开日志文件。
    nginx.exe -c filename   #为 Nginx 指定一个配置文件,来代替缺省的。
    nginx.exe -t            #不运行,而仅仅测试配置文件。nginx将检查配置文件的语法的正确性,并尝试打开配置文件中所引用到的文件。
    nginx.exe -v            #显示 nginx 的版本。
    nginx.exe -V            #显示 nginx 的版本,编译器版本和配置参数。
  • cmd 命令窗口查看 Nginx 启动命令

    tasklist /fi "imagename eq nginx.exe"

    下图结果为启动成功

查看Nginx进程

  • 验证Nginx配置文件是否正确

    nginx.exe -t -c \conf\nginx.conf

    验证Nginx配置文件

三 Nginx 使用案例

下面将介绍 Nginx 的三种部署使用案例:

  • Windows 部署使用 Nginx
  • Linux(Ubuntu) 部署使用 Nginx
  • 基于 Linux(Ubuntu) 使用 Docker 容器化引擎技术部署使用 Nginx

3.1 Windows 部署使用 Nginx

(1)官网下载nginx

最新版本nginx-1.9.9,下载地址:

http://nginx.org/download/nginx-1.9.9.zip

下载后解压,解压后如下

nginx文件目录

(2)启动nginx

有很多种方法启动nginx

  • 直接双击 nginx.exe,双击后一个黑色的弹窗一闪而过
  • 打开 cmd 命令窗口,切换到nginx解压目录下,输入命令 nginx.exe 或者 start nginx ,回车即可

注意:

启动前可以看到Nginx默认使用启动监听端口为 80, 需要检查 80 端口是否被占用,可使用命令:

  • netstat -ano | findstr 0.0.0.0:80
  • netstat -ano | findstr "80"

默认配置端口

如若需要自定义其他端口也需要检查端口是否被占用,修改配置文件启动前也可以进行配置文件检查是否配置正常,检查命令:

nginx.exe -t -c \conf\nginx.conf

检查结果如下图所示:

Nginx检查结果

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

(3)检查nginx是否启动成功

直接在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

启动成功界面

(4)配置静态页面访问
  • 在当前目录下创建404test测试文件夹,添加测试 index.html,html内容页面代码地址:

程序猿404使用index.html页面代码地址

如下两张图所示:

  • 新增修改配置文件: \conf\nginx.conf

      server {
          listen       80;
          server_name  localhost;
          
          location / {
              root   C:/Users/wenas/Downloads/nginx-1.9.9/conf/;
              index  index.html index.htm;
          }
    
          error_page   500 502 503 504  /50x.html;
          location = /50x.html {
              root   html;
          }
    
      }
  • 重新启动成功后,再次访问页面, 访问地址: http://localhost:80

访问结果如图所示:

404

(5)配置代理地址访问
  • 添加转发百度页面地址

      server {
          listen       80;
          server_name  localhost;
          # 配置创建的 testindex.html 目录地址
          location / {
              root   C:/Users/wenas/Downloads/nginx-1.9.9/404test/;
              index  index.html index.htm;
          }
    
          location /baidu {
                  proxy_pass http://www.baidu.com/;
                  proxy_connect_timeout 10s;
          }
    
          error_page   500 502 503 504  /50x.html;
          location = /50x.html {
              root   html;
          }
      }
  • 重新启动成功后,再次访问页面, 访问地址: http://localhost:80/baidu/

访问结果如图所示:

百度代理访问

可以看到url地址为代理的百度地址,内容数据由百度的接口提供。

(6)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

  • 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)
  • 使用 taskkill : taskkill /f /t /im nginx.exe

3.2 Linux 修改数据源与切换root

1、Linux 系统版本

使用 lsb_release -a 查看到 Linux 系统为 Ubuntu 18.04.2 LTS

$ lsb_release -a
LSB Version:    core-9.20170808ubuntu1-noarch:security-9.20170808ubuntu1-noarch
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 18.04.2 LTS
Release:        18.04
Codename:       bionic
  • 注意: Codename 为 xenial,该名称为我们 Ubuntu 系统的名称,修改数据源需要用到该名称
2、编辑数据源
$ vi /etc/apt/sources.list
  • 注意:要先删除原先 sources.list 所有的文件内容,可以使用 echo > sources.lis 一键清空
3、添加阿里云的数据源
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ xenial-backports main restricted universe multiverse
4、注意一定要更新数据源才能使用
$ apt-get update
5、下面方式统一使用 root 账户操作, 避免权限问题
# 切换至root用户
$ sudo su root

3.3 Linux 部署 Nginx

Linux 部署 Nginx 目前支持两种安装方式, 一种是 apt-get 的方式, 另一种是根据包安装的方式。

3.3.1 apt-get 安装方式

1、apt-get 下载 Nginx
$ apt-get install nginx
2、查看nginx是否安装成功
$ nginx -v
nginx version: nginx/1.10.3 (Ubuntu)
3、Nginx文件目录与修改配置文件

Nginx文件安装完成之后的文件位置

  • /usr/sbin/nginx:Nginx主程序
  • /etc/nginx:存放配置文件
  • /usr/share/nginx:存放静态文件
  • /var/log/nginx:存放日志

进入到配置文件地址修改配置文件 nginx.conf:

$ cd /etc/nginx
$ ll

total 64
drwxr-xr-x  6 root root 4096 Apr 26 23:55 ./
drwxr-xr-x 94 root root 4096 Apr 25 15:40 ../
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Jan 11  2020 conf.d/
-rw-r--r--  1 root root 1077 Feb 12  2017 fastcgi.conf
-rw-r--r--  1 root root 1007 Feb 12  2017 fastcgi_params
-rw-r--r--  1 root root 2837 Feb 12  2017 koi-utf
-rw-r--r--  1 root root 2223 Feb 12  2017 koi-win
-rw-r--r--  1 root root 3957 Feb 12  2017 mime.types
-rw-r--r--  1 root root 2959 Apr 26 23:55 nginx.conf
-rw-r--r--  1 root root  180 Feb 12  2017 proxy_params
-rw-r--r--  1 root root  636 Feb 12  2017 scgi_params
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Apr 25 15:40 sites-available/
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Apr 25 15:40 sites-enabled/
drwxr-xr-x  2 root root 4096 Apr 25 15:40 snippets/
-rw-r--r--  1 root root  664 Feb 12  2017 uwsgi_params
-rw-r--r--  1 root root 3071 Feb 12  2017 win-utf

修改配置文件如下:

#user  nobody;
worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    sendfile        on;

    keepalive_timeout  65;

    server {
        listen       7070;
        server_name  localhost;

        location / {
            # 上传程序员404-index.html到该指定目录下
            root   /usr/share/nginx/html/;
            index  index.html index.htm;
        }

    }
}
4、验证Nginx配置文件

验证配置文件是否配置正确

$ nginx -t -c /etc/nginx/nginx.conf 

验证结果如下:

$ nginx -t -c /etc/nginx/nginx.conf 
nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
5、启动Nginx

启动Nginx指令:

service nginx start

查看Nginx启动进程:

$ ps -ef|grep nginx
root      1980     1  0 20:14 ?        00:00:00 nginx: master process /usr/sbin/nginx -g daemon on; master_process on;
nobody    1983  1980  0 20:14 ?        00:00:00 nginx: worker process
root      2051 11018  0 20:14 pts/0    00:00:00 grep --color=auto nginx
root     25087 25065  0 Apr25 ?        00:00:00 nginx: master process nginx -g daemon off;
systemd+ 25160 25087  0 Apr25 ?        00:00:00 nginx: worker process
6、查看Nginx配置访问界面

在浏览器面上打开URL: ip:7070

就能看到我们可爱的程序猿404了

404页面

  • 注意: 云服务器需要开放访问端口7070
7、卸载apt-get安装的nginx
# 彻底卸载nginx
$ apt-get --purge autoremove nginx

#查看nginx的版本号
$ nginx -v

卸载Nginx

3.3.2 包安装方式

1、安装依赖包
apt-get install gcc
apt-get install libpcre3 libpcre3-dev
apt-get install zlib1g zlib1g-dev

# Ubuntu14.04的仓库中没有发现openssl-dev,由下面openssl和libssl-dev替代
#apt-get install openssl openssl-dev
sudo apt-get install openssl 
sudo apt-get install libssl-dev
2、安装nginx
cd /usr/local
mkdir nginx
cd nginx
wget http://nginx.org/download/nginx-1.13.7.tar.gz
tar -xvf nginx-1.13.7.tar.gz 

Nginx安装包

3、编译nginx
# 进入nginx目录
/usr/local/nginx/nginx-1.13.7
# 执行命令
./configure
# 执行make命令
make
# 执行make install命令
make install
4、启动nginx
#进入nginx启动目录
cd /usr/local/nginx/sbin
# 启动nginx
./nginx

Nginx启动

访问nginx

网页输入ip地址: 开放端口,访问成功,到此,nginx安装完毕

3.3 基于 Docker 部署使用 Nginx

本篇部署需要使用到 Docker 容器化引擎技术部署,需要在 Linux 上安装 Docker环境与Docker-compose环境

1、检查 Docker 环境
$ docker -v
Docker version 18.09.7, build 2d0083d

$ docker-compose -v
docker-compose version 1.25.0-rc4, build 8f3c9c58
扩展知识:
2、拉取Nginx镜像
docker pull nginx
3、Docker-compose配置文件与Nginx配置文件
  • (1)操作文件目录结构

操作文件目录为: /usr/local/docker/nginx

文件目录为:

- conf/
    - nginx.conf
- docker-compose.yml
  • (1)docker-compose.yml配置文件

    version: '3.1'
    services:
    nginx:
      restart: always
      image: nginx
      container_name: nginx
      ports:
        - 8081:80
      volumes:
        - ./conf/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
        - /home/wenas/html/:/home/wenas/html/
  • (2)nginx.conf配置文件

    user  nginx;
    worker_processes  1;
    
    events {
      worker_connections  1024;
    }
    
    http {
      include       mime.types;
      default_type  application/octet-stream;
    
      sendfile        on;
    
      keepalive_timeout  65;
    
      # 配置一个虚拟主机
      server {
          listen 80;
    
          location /testhtml/ {
             alias  /home/wenas/html/;
             autoindex on;
          }
      }
          
    }
    
4、启动Nginx-Docker容器
  • 启动命令

    $ docker-compose up -d
    Starting nginx ... done
  • 查看启动的Nginx容器

    $ docker ps
    CONTAINER ID        IMAGE                    COMMAND                  CREATED             STATUS              PORTS                                            NAMES
    8141bae75054        nginx                    "nginx -g 'daemon of…"   12 days ago         Up 26 seconds       0.0.0.0:8081->80/tcp                             nginx
5、访问界面

访问URL : IP:8081/testhtml/

Docker启动界面

四 Nginx 使用案例

4.1 负载均衡配置

网站在实际运营过程中,多半都是有多台服务器运行着同样的app,这时需要使用负载均衡来分流。

nginx也可以实现简单的负载均衡功能。

假设这样一个应用场景:将应用部署在 192.168.1.11:80、192.168.1.12:80、192.168.1.13:80 三台linux环境的服务器上。网站域名叫 www.helloworld.com,公网IP为 192.168.1.11。在公网IP所在的服务器上部署 nginx,对所有请求做负载均衡处理。

nginx.conf 配置如下:

http {
     #设定mime类型,类型由mime.type文件定义
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    #设定日志格式
    access_log    /var/log/nginx/access.log;

    #设定负载均衡的服务器列表
    upstream load_balance_server {
        #weigth参数表示权值,权值越高被分配到的几率越大
        server 192.168.1.11:80   weight=5;
        server 192.168.1.12:80   weight=1;
        server 192.168.1.13:80   weight=6;
    }

   #HTTP服务器
   server {
        #侦听80端口
        listen       80;
        
        #定义使用www.xx.com访问
        server_name  www.helloworld.com;

        #对所有请求进行负载均衡请求
        location / {
            root        /root;                 #定义服务器的默认网站根目录位置
            index       index.html index.htm;  #定义首页索引文件的名称
            proxy_pass  http://load_balance_server ;#请求转向load_balance_server 定义的服务器列表

            #以下是一些反向代理的配置(可选择性配置)
            #proxy_redirect off;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            #后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP
            proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
            proxy_connect_timeout 90;          #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
            proxy_send_timeout 90;             #后端服务器数据回传时间(代理发送超时)
            proxy_read_timeout 90;             #连接成功后,后端服务器响应时间(代理接收超时)
            proxy_buffer_size 4k;              #设置代理服务器(nginx)保存用户头信息的缓冲区大小
            proxy_buffers 4 32k;               #proxy_buffers缓冲区,网页平均在32k以下的话,这样设置
            proxy_busy_buffers_size 64k;       #高负荷下缓冲大小(proxy_buffers*2)
            proxy_temp_file_write_size 64k;    #设定缓存文件夹大小,大于这个值,将从upstream服务器传
            
            client_max_body_size 10m;          #允许客户端请求的最大单文件字节数
            client_body_buffer_size 128k;      #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数
        }
    }
}

4.2 网站有多个webapp的配置

当一个网站功能越来越丰富时,往往需要将一些功能相对独立的模块剥离出来,独立维护。这样的话,通常,会有多个 webapp。

举个例子:假如 www.helloworld.com 站点有好几个webapp,finance(金融)、product(产品)、admin(用户中心)。访问这些应用的方式通过上下文(context)来进行区分:

www.helloworld.com/finance/

www.helloworld.com/product/

www.helloworld.com/admin/

我们知道,http的默认端口号是80,如果在一台服务器上同时启动这3个 webapp 应用,都用80端口,肯定是不成的。所以,这三个应用需要分别绑定不同的端口号。

那么,问题来了,用户在实际访问 www.helloworld.com 站点时,访问不同 webapp,总不会还带着对应的端口号去访问吧。所以,你再次需要用到反向代理来做处理。

配置也不难,来看看怎么做吧:

http {
    #此处省略一些基本配置    
    upstream product_server{
        server www.helloworld.com:8081;
    }    
    upstream admin_server{
        server www.helloworld.com:8082;
    }    
    upstream finance_server{
        server www.helloworld.com:8083;
    }

    server {
        #此处省略一些基本配置
        #默认指向product的server
        location / {
            proxy_pass http://product_server;
        }
        location /product/{
            proxy_pass http://product_server;
        }
        location /admin/ {
            proxy_pass http://admin_server;
        }        
        location /finance/ {
            proxy_pass http://finance_server;
        }
    }
}

4.3 https反向代理配置

一些对安全性要求比较高的站点,可能会使用 HTTPS(一种使用ssl通信标准的安全HTTP协议)。

这里不科普 HTTP 协议和 SSL 标准。但是,使用 nginx 配置 https 需要知道几点:

  • HTTPS 的固定端口号是 443,不同于 HTTP 的 80 端口
  • SSL 标准需要引入安全证书,所以在 nginx.conf 中你需要指定证书和它对应的 key
    其他和 http 反向代理基本一样,只是在 Server 部分配置有些不同。
  #HTTP服务器
  server {
      #监听443端口。443为知名端口号,主要用于HTTPS协议
      listen       443 ssl;

      #定义使用www.xx.com访问
      server_name  www.helloworld.com;

      #ssl证书文件位置(常见证书文件格式为:crt/pem)
      ssl_certificate      cert.pem;
      #ssl证书key位置
      ssl_certificate_key  cert.key;

      #ssl配置参数(选择性配置)
      ssl_session_cache    shared:SSL:1m;
      ssl_session_timeout  5m;
      #数字签名,此处使用MD5
      ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;
      ssl_prefer_server_ciphers  on;

      location / {
          root   /root;
          index  index.html index.htm;
      }
  }

4.4 静态站点配置

有时候,我们需要配置静态站点(即 html 文件和一堆静态资源)。

举例来说:如果所有的静态资源都放在了 /app/dist 目录下,我们只需要在 nginx.conf 中指定首页以及这个站点的 host 即可。

配置如下:

worker_processes  1;

events {
    worker_connections  1024;
}

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

    gzip on;
    gzip_types text/plain application/x-javascript text/css application/xml text/javascript application/javascript image/jpeg image/gif image/png;
    gzip_vary on;

    server {
        listen       80;
        server_name  static.zp.cn;

        location / {
            root /app/dist;
            index index.html;
            #转发任何请求到 index.html
        }
    }
}

然后,添加 HOST:

127.0.0.1 static.zp.cn

此时,在本地浏览器访问 static.zp.cn ,就可以访问静态站点了。

4.5 跨域解决方案

web 领域开发中,经常采用前后端分离模式。这种模式下,前端和后端分别是独立的 web 应用程序,例如:后端是 Java 程序,前端是 React 或 Vue 应用。

各自独立的 web app 在互相访问时,势必存在跨域问题。解决跨域问题一般有两种思路:

  • COR

在后端服务器设置 HTTP 响应头,把你需要运行访问的域名加入加入 Access-Control-Allow-Origin 中。

  • jsonp

把后端根据请求,构造json数据,并返回,前端用 jsonp 跨域。

这两种思路,本文不展开讨论。

需要说明的是,nginx 根据第一种思路,也提供了一种解决跨域的解决方案。

举例:www.helloworld.com 网站是由一个前端 app ,一个后端 app 组成的。前端端口号为 9000, 后端端口号为 8080。

前端和后端如果使用 http 进行交互时,请求会被拒绝,因为存在跨域问题。来看看,nginx 是怎么解决的吧:

首先,在 enable-cors.conf 文件中设置 cors :

# allow origin list
set $ACAO '*';

# set single origin
if ($http_origin ~* (www.helloworld.com)$) {
  set $ACAO $http_origin;
}

if ($cors = "trueget") {
    add_header 'Access-Control-Allow-Origin' "$http_origin";
    add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true';
    add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET, POST, OPTIONS';
    add_header 'Access-Control-Allow-Headers' 'DNT,X-Mx-ReqToken,Keep-Alive,User-Agent,X-Requested-With,If-Modified-Since,Cache-Control,Content-Type';
}

if ($request_method = 'OPTIONS') {
  set $cors "${cors}options";
}

if ($request_method = 'GET') {
  set $cors "${cors}get";
}

if ($request_method = 'POST') {
  set $cors "${cors}post";
}

接下来,在你的服务器中 include enable-cors.conf 来引入跨域配置:

# ----------------------------------------------------
# 此文件为项目 nginx 配置片段
# 可以直接在 nginx config 中 include(推荐)
# 或者 copy 到现有 nginx 中,自行配置
# www.helloworld.com 域名需配合 dns hosts 进行配置
# 其中,api 开启了 cors,需配合本目录下另一份配置文件
# ----------------------------------------------------
upstream front_server{
  server www.helloworld.com:9000;
}
upstream api_server{
  server www.helloworld.com:8080;
}

server {
  listen       80;
  server_name  www.helloworld.com;

  location ~ ^/api/ {
    include enable-cors.conf;
    proxy_pass http://api_server;
    rewrite "^/api/(.*)$" /$1 break;
  }

  location ~ ^/ {
    proxy_pass http://front_server;
  }
}

参考文档:

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