Nginx配置及负载均衡

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nginx简易教程

 

目录

Nginx
  概述
  安装与使用
  nginx 配置实战
  参考

Nginx

本文是一个 Nginx 极简教程，目的在于帮助新手快速入门 Nginx。

我在 Github 上创建了一个 Nginx 教程项目： Nginx。

教程中提供了一些常用场景的 Nginx 示例，示例可以通过脚本一键式启动，方便新手学习。

概述

什么是 Nginx?

Nginx (engine x) 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。

什么是反向代理？

反向代理（Reverse Proxy）方式是指以代理服务器来接受 internet 上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给 internet 上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个反向代理服务器。

安装与使用

安装

nginx 官网下载地址

发布版本分为 Linux 和 windows 版本。

也可以下载源码，编译后运行。

从源代码编译 Nginx

把源码解压缩之后，在终端里运行如下命令：

$ ./configure
$ make
$ sudo make install

默认情况下，Nginx 会被安装在 /usr/local/nginx。通过设定编译选项，你可以改变这个设定。

Windows 安装

为了安装 Nginx / Win32，需先下载它。然后解压之，然后运行即可。下面以 C 盘根目录为例说明下：

cd C:
cd C:\nginx-0.8.54   start nginx

Nginx / Win32 是运行在一个控制台程序，而非 windows 服务方式的。服务器方式目前还是开发尝试中。

使用

nginx 的使用比较简单，就是几条命令。

常用到的命令如下：

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。

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：

@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.exe -s stop

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

rem 显示版本信息
nginx.exe -v

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

如果是运行在 Linux 下，写一个 shell 脚本，大同小异。

nginx 配置实战

我始终认为，各种开发工具的配置还是结合实战来讲述，会让人更易理解。

http 反向代理配置

我们先实现一个小目标：不考虑复杂的配置，仅仅是完成一个 http 反向代理。

nginx.conf 配置文件如下：
注：conf / nginx.conf 是 nginx 的默认配置文件。你也可以使用 nginx -c 指定你的配置文件

#运行用户
#user somebody;

#启动进程,通常设置成和cpu的数量相等
worker_processes  1;

#全局错误日志
error_log  D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/error.log;
error_log  D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/notice.log  notice;
error_log  D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/info.log  info;

#PID文件，记录当前启动的nginx的进程ID
pid        D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/nginx.pid;

#工作模式及连接数上限
events {
    worker_connections 1024;    #单个后台worker process进程的最大并发链接数
}

#设定http服务器，利用它的反向代理功能提供负载均衡支持
http {
    #设定mime类型(邮件支持类型),类型由mime.types文件定义
    include       D:/Tools/nginx-1.10.1/conf/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #设定日志
    log_format  main  '[$remote_addr] - [$remote_user] [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log    D:/Tools/nginx-1.10.1/logs/access.log main;
    rewrite_log     on;

    #sendfile 指令指定 nginx 是否调用 sendfile 函数（zero copy 方式）来输出文件，对于普通应用，
    #必须设为 on,如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，可设置为 off，以平衡磁盘与网络I/O处理速度，降低系统的uptime.
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #连接超时时间
    keepalive_timeout  120;
    tcp_nodelay        on;

    #gzip压缩开关
    #gzip  on;

    #设定实际的服务器列表
    upstream zp_server1{
        server 127.0.0.1:8089;
    }

    #HTTP服务器
    server {
        #监听80端口，80端口是知名端口号，用于HTTP协议
        listen       80;

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

        #首页
        index index.html

        #指向webapp的目录
        root D:\01_Workspace\Project\github\zp\SpringNotes\spring-security\spring-shiro\src\main\webapp;

        #编码格式
        charset utf-8;

        #代理配置参数
        proxy_connect_timeout 180;
        proxy_send_timeout 180;
        proxy_read_timeout 180;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Forwarder-For $remote_addr;

        #反向代理的路径（和upstream绑定），location 后面设置映射的路径
        location / {
            proxy_pass http://zp_server1;
        }

        #静态文件，nginx自己处理
        location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ {
            root D:\01_Workspace\Project\github\zp\SpringNotes\spring-security\spring-shiro\src\main\webapp\views;
            #过期30天，静态文件不怎么更新，过期可以设大一点，如果频繁更新，则可以设置得小一点。
            expires 30d;
        }

        #设定查看Nginx状态的地址
        location /NginxStatus {
            stub_status           on;
            access_log            on;
            auth_basic            "NginxStatus";
            auth_basic_user_file  conf/htpasswd;
        }

        #禁止访问 .htxxx 文件
        location ~ /\.ht {
            deny all;
        }

        #错误处理页面（可选择性配置）
        #error_page   404              /404.html;
        #error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        #location = /50x.html {
        #    root   html;
        #}
    }
}

好了，让我们来试试吧：

1. 启动 webapp，注意启动绑定的端口要和 nginx 中的 upstream 设置的端口保持一致。
2. 更改 host：在 C:\Windows\System32\drivers\etc 目录下的 host 文件中添加一条 DNS 记录

127.0.0.1 www.helloworld.com

1. 启动前文中 startup.bat 的命令
2. 在浏览器中访问 www.helloworld.com，不出意外，已经可以访问了。

负载均衡配置

上一个例子中，代理仅仅指向一个服务器。

但是，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
        }
    }
}

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;
        }
    }
}

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;
      }
  }

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。

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：

1. CORS

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。

1. 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;
  }
}

到此，就完成了。