Nginx 基础知识及实例解析

一、简介

Nginx (“engine x”) 是一个高性能的 HTTP 和反向代理服务器，特点是占有内存少，并发能力强，目前使用最多的就是负载均衡。Nginx 可以作为静态页面的 web 服务器，同时还支持 CGI 协议的动态语言，比如 perl、php等。但是不支持 java。Java 程序只能通过与 tomcat 配合完成。Nginx 专为性能优化而开发，性能是其最重要的考量，实现上非常注重效率，能经受高负载的考验。

二、Nginx 安装

2.1. 下载 Nginx

官网下载地址：https://nginx.org/en/download.html

注意：同时还需安装 openssl 和 zlib 组件。

2.2. 启动 Nginx

cd /usr/local/nginx/sbin/  # 根据实际安装目录
./nginx

三、基本使用

3.1. 常用命令

cd /usr/local/nginx/sbin/  # 根据实际安装目录
nginx -t         # 检查语法
nginx            # 启动
nginx -s reload  # 重启
nginx -s stop    # 关闭进程
nginx -s quit    # 平滑关闭nginx
nginx -V         # 查看nginx的安装状态

3.2. 简单代理

location / {
  proxy_pass http://127.0.0.1:3000;
  proxy_redirect      off;
  proxy_set_header    Host $host;
}

3.3. 全局变量

变量	描述
$args	这个变量等于请求行中的参数，同 $query_string
$remote_port	客户端的端口
$content_length	请求头中的 Content-length 字段
$remote_user	已经经过 Auth Basic Module 验证的用户名
$content_type	请求头中的 Content-Type 字段
$request_filename	当前请求的文件路径，由 root 或alias指令与URI请求生成
$document_root	当前请求在 root 指令中指定的值
$scheme	HTTP方法（如http，https）
$host	请求主机头字段，否则为服务器名称
$hostname	主机名
$http_user_agent	客户端agent信息
$http_cookie	客户端cookie信息
$server_protocol	请求使用的协议，通常是HTTP/1.0或HTTP/1.1
$server_addr	服务器地址，在完成一次系统调用后可以确定这个值
$server_name	服务器名称
$server_port	请求到达服务器的端口号
$limit_rate	这个变量可以限制连接速率
$request_method	客户端请求的动作，如 GET/POST
$request_uri	包含请求参数的原始URI，不包含主机名，如：/foo/bar.php?arg=baz
$remote_addr	客户端的IP地址
$uri	不带请求参数的当前URI，$uri不包含主机名，如 /foo/bar.html
$document_uri	与 $uri 相同
$nginx_version	nginx 版本

详见：https://nginx.org/en/docs/varindex.html

3.4. 监听端口

server {
  listen 80;             # 标准 HTTP 协议
  listen 443 ssl;        # 标准 HTTPS 协议
  listen 443 ssl http2;  # 对于 http2
  listen [::]:80;        # 使用 IPv6 在 80 上收听
  # 仅监听使用 IPv6
  listen [::]:80 ipv6only=on;
}

3.5. 监听域名

server {
  # 监听 example.com
  server_name example.com;
  # 监听多个域
  server_name example.com www.example.com;
  # 监听所有子域
  server_name *.example.com;
  # 监听所有顶级域
  server_name example.*;
  # 监听未指定的主机名（监听 IP 地址本身）
  server_name "";
}

3.6. 负载均衡

upstream test {
  server 127.0.0.1:83 weight=9; # 权重
  server 127.0.0.1:83 weight=1; # 权重
  # 失败超时时间
  server 127.0.0.1:83 max_fails=3;
  server 127.0.0.1:83 weight=3 down;
}

server 可选参数：

weight：访问权重数值越高，收到请求越多
fail_timeout：指定的时间内必须提供响应
max_fails：尝试失败服务器连接的最大次数
down：标记一个服务器不再接受任何请求
backup：有服务器宕机，标记的机器接收请求

按访问url的hash结果来分配请求：

upstream backend {
  hash $request_uri;
  hash_method crc32;
  server localhost:8080;
  server localhost:8081;
}

响应时间短的优先分配：

upstream backend {
  fair;
  server localhost:8080;
  server localhost:8081;
}

按访问IP的hash结果来分配请求：

upstream test {
  ip_hash;
  server localhost:8080;
  server localhost:8081;
}

3.7. 子文件夹中的代理

location /folder/ { # / 很重要！
  proxy_pass http://127.0.0.1:3000/; # / 很重要！
  proxy_redirect      off;
  proxy_set_header    Host            $host;
  proxy_set_header    X-Real-IP       $remote_addr;
  proxy_set_header    X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

3.8. 静态资源

server {
  listen 80;
  server_name example.com;
  root /path/to/website;
  # root /www/data/ 示例，如果里面没有'root'，它将寻找 /www/data/index.html
  location / {
  }
  location /images/ { # 如果里面没有“root”，它将寻找 /www/data/images/index.html
  }
  location /videos/ { # 由于里面有“root”，它会寻找 /www/media/videos/index.html
      root /www/media;
  }
}

3.9. HTTPS 协议

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

  ssl_certificate /path/to/cert.pem;
  ssl_certificate_key /path/to/privkey.pem;

  ssl_stapling on;
  ssl_stapling_verify on;
  ssl_trusted_certificate /path/to/fullchain.pem;

  ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
  ssl_session_timeout 1d;
  ssl_session_cache shared:SSL:50m;
  add_header Strict-Transport-Security max-age=15768000;
}

3.10. 反向代理

server {
  listen 80;
  server_name example.com;
  
  location / {
    proxy_pass http://0.0.0.0:3000;
    # 其中 0.0.0.0:3000 是绑定在 
    # 0.0.0.0端口3000 列表上的 Node.js 服务器
  }
}

upstream：

upstream node_js {
  server 0.0.0.0:3000;
  # 其中 0.0.0.0:3000 是绑定在 
  # 0.0.0.0端口3000 列表上的 Node.js 服务器
}

server {
  listen 80;
  server_name example.com;
  
  location / {
    proxy_pass http://node_js;
  }
}

支持 WebSockets 的应用程序：

upstream node_js {
  server 0.0.0.0:3000;
}

server {
  listen 80;
  server_name example.com;
  
  location / {
    proxy_pass http://node_js;
    proxy_redirect off;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
    proxy_set_header Host $host;
 
  }
}

3.11. 重定向（301永久）

将 www.example.com 重定向到 example.com：

server {
  listen 80;
  server_name www.example.com;
  return 301 http://example.com$request_uri;
}

3.12. 重定向（302临时）

server {
  listen 80;
  server_name mydomain.com;
  return 302 http://otherdomain.com;
}

3.13. 将 http 重定向到 https

server {
  listen 80;
  server_name yourdomain.com;
  return 301 https://$host$request_uri;
}

3.14. HTTP 请求端真实的IP

location / {
  proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
}

3.15. 重定向参数

permanent：永久性重定向。日志中的状态码为 301。
redirect：临时重定向。日志中的状态码为 302。

四、示例

4.1. websocket 的代理 keepalive

upstream backend {
    server 127.0.0.1:3000;
    keepalive 5;
}
# HTTP Server
server {
  server_name my_hostname.com;
  error_log /var/log/nginx/mynginx.access.log;
  location / {
      proxy_pass http://backend;
      proxy_http_version 1.1;
      proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
      proxy_set_header Connection "upgrade";
      proxy_set_header Host $http_host;
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forward-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_set_header X-Forward-Proto http;
      proxy_set_header X-Nginx-Proxy true;
      proxy_redirect off;
  }
}

4.2. Apache 的反向代理

server {
  server_name domain.tld;

  access_log /log/domain.tld.access.log;
  error_log /log/domain.tld.error.log;
  root /var/www/domain.tld/htdocs;

  # 将请求传递给 Apache 后端
  location / {
      proxy_pass http://backend;
  }
  # 使用后备处理静态文件
  location ~* \.(ogg|ogv|svg|svgz|eot|otf|woff|woff2|ttf|m4a|mp4|ttf|rss|atom|jpe?g|gif|cur|heic|png|tiff|ico|zip|webm|mp3|aac|tgz|gz|rar|bz2|doc|xls|exe|ppt|tar|mid|midi|wav|bmp|rtf|swf|webp)$ {
      add_header "Access-Control-Allow-Origin" "*";
      access_log off;
      log_not_found off;
      expires max;
      try_files $uri @fallback;
  }
  # 如果找不到文件，则回退以将请求传递给 Apache
  location @fallback {
      proxy_pass http://backend;
  }
}

4.3. Gitlab 的反向代理

server {
  #侦听的80端口
  listen       80;
  server_name  git.example.cn;
  location / {
    proxy_pass   http://localhost:3000;
    # 以下是一些反向代理的配置可删除
    proxy_redirect             off;
    # 后端的Web服务器可以通过X-Forwarded-For获取用户真实IP
    proxy_set_header           Host $host;
    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
    proxy_connect_timeout      300;  # nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
    proxy_send_timeout         300;  # 后端服务器数据回传时间(代理发送超时)
    proxy_read_timeout         300;  # 连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时)
    # 设置代理服务器（nginx）保存用户头信息的缓冲区大小
    proxy_buffer_size          4k;
    # proxy_buffers缓冲区，网页平均在32k以下的话，这样设置
    proxy_buffers              4 32k;
    # 高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2）
    proxy_busy_buffers_size    64k;
  }
}

4.4. 重定向整个网站

server {
  server_name old-site.com;
  return 301 $scheme://new-site.com$request_uri;
}

4.5. 重定向单页

server {
  location = /oldpage.html {
    return 301 http://example.org/newpage.html;
  }
}

4.6. 重定向整个子路径

location /old-site {
  rewrite ^/old-site/(.*) http://example.org/new-site/$1 permanent;
}

4.7. 负载均衡

upstream example {
  ip_hash;
  # upstream的负载均衡，weight是权重，可以根据机器配置定义权重。
  # weigth参数表示权值，权值越高被分配到的几率越大。
  server 192.168.10.11:8081 ;
  server 127.0.0.1:82 weight=3;
  server 127.0.0.1:83 weight=3 down;
  server 127.0.0.1:84 weight=3; max_fails=3  fail_timeout=20s;
  server 127.0.0.1:85 weight=4;;
  keepalive 32;
}
server {
  #侦听的80端口
  listen       80;
  server_name  git.example.cn;
  location / {
    # 在这里设置一个代理，和 upstream 的名字一样
    proxy_pass   http://example;
  }
}

4.8. 内容缓存

允许浏览器基本上永久地缓存静态内容：

location /static {
    root /data;
    expires max;
}

如果要求浏览器永远不会缓存响应，请使用 -1：

location = /mynginx.png {
    mynginx_png;
    expires -1;
}

4.9. 跨域问题

server {
  listen 80;
  server_name api.xxx.com;
    
  add_header 'Access-Control-Allow-Origin' '*';
  add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true';
  add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET,POST,HEAD';

  location / {
    proxy_pass http://127.0.0.1:3000;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    proxy_set_header Host  $http_host;    
  } 
}

4.10. 代理转发

upstream server-api {
  # api 代理服务地址
  server 127.0.0.1:3110;    
}
upstream server-resource {
  # 静态资源 代理服务地址
  server 127.0.0.1:3120;
}
server {
  listen       3111;
  server_name  localhost; # 这里指定域名
  root /home/www/server-statics;
  # 匹配 api 路由的反向代理到API服务
  location ^~/api/ {
      rewrite ^/(.*)$ /$1 break;
      proxy_pass http://server-api;
  }
  # 假设这里验证码也在API服务中
  location ^~/captcha {
      rewrite ^/(.*)$ /$1 break;
      proxy_pass http://server-api;
  }
  # 假设你的图片资源全部在另外一个服务上面
  location ^~/img/ {
      rewrite ^/(.*)$ /$1 break;
      proxy_pass http://server-resource;
  }
  # 路由在前端，后端没有真实路由，
  # 路由不存在的 404 状态的页面返回 /index.html
  # 使用场景，用在 React/Vue项目没有真实路由
  location / {
    try_files $uri $uri/ /index.html =404;
    #                      空格很重要 ^
  }
}

4.11. 屏蔽 IP

include blockip.conf;
# 在 blockip.conf 里面输入内容，如：
deny 192.168.10.12;

deny IP;             # 屏蔽单个 ip 访问
allow IP;            # 允许单个 ip 访问
deny all;            # 屏蔽所有 ip 访问
allow all;           # 允许所有 ip 访问
deny 123.0.0.0/8;    # 屏蔽整个段即从 123.0.0.1 到 123.255.255.254 访问的命令
deny 124.45.0.0/16;  # 屏蔽IP段即从 123.45.0.1 到 123.45.255.254 访问的命令
deny 123.45.6.0/24;  # 屏蔽IP段即从 123.45.6.1 到 123.45.6.254 访问的命令

# 如果你想实现这样的应用，除了几个IP外，其他全部拒绝
allow 1.1.1.1; 
allow 1.1.1.2;
deny all;

4.12. 强制将 http 重定向到 https

server {
  listen       80;
  server_name  example.com;
  rewrite ^ https://$http_host$request_uri? permanent; # 强制将 http 重定向到 https
  # 在错误页面和“服务器”响应头字段中启用或禁用发射nginx版本。 防止黑客利用版本漏洞攻击
  server_tokens off;
}

4.13. 爬虫 User-Agent 过滤

location / {
  if ($http_user_agent ~* "python|curl|java|wget|httpclient|okhttp") {
      return 503;
  }
  # 正常处理
  # ...
}

4.14. 图片防盗链

location ~* \.(gif|jpg|png|swf|flv)$ {
  root html;

  valid_referers none blocked *.nginx.com;

  if ($invalid_referer) {
    rewrite ^/ www.nginx.cn;
    # return 404;
  }
}

4.15. 虚拟目录配置

location /img/ {
  alias /var/www/image/;
}
# 访问 /img/ 目录里面的文件时，
# 会自动去 /var/www/image/ 目录找文件
location /img/ {
  root /var/www/image;
}
# 访问 /img/ 目录下的文件时，
# 会去 /var/www/image/img/ 目录下找文件

4.16. 屏蔽文件目录

# 通用备份和归档文件
location ~* "\.(old|orig|original|php#|php~|php_bak|save|swo|aspx?|tpl|sh|bash|bak?|cfg|cgi|dll|exe|git|hg|ini|jsp|log|mdb|out|sql|svn|swp|tar|rdf)$" {
    deny all;
}

# 拒绝访问 .git 和 .svn 目录
location ~ (.git|.svn) {
    deny all;
}

# 拒绝访问隐藏文件和目录
location ~ /\.(?!well-known\/) {
    deny all;
}

4.17. 使网站不可索引

add_header X-Robots-Tag "noindex";

location = /robots.txt {
  return 200 "User-agent: *\nDisallow: /\n";
}

4.18. Gzip 配置

gzip  on;
gzip_buffers 16 8k;
gzip_comp_level 6;
gzip_http_version 1.1;
gzip_min_length 256;
gzip_proxied any;
gzip_vary on;
gzip_types
    text/xml application/xml application/atom+xml application/rss+xml application/xhtml+xml image/svg+xml
    text/javascript application/javascript application/x-javascript
    text/x-json application/json application/x-web-app-manifest+json
    text/css text/plain text/x-component
    font/opentype application/x-font-ttf application/vnd.ms-fontobject
    image/x-icon;
gzip_disable  "msie6";