记忆角落

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  • 一、Nginx 简介
  • 1.什么是 Nginx?
  • 2.什么是反向代理？
  • 二、Nginx 入门
  • 三、Nginx 实战
  • Http反向代理
  • Https反向代理
  • 负载均衡
  • 负载均衡策略
  • 轮询
  • 加权轮询
  • 最少连接数
  • 加权最少连接数
  • Ip Hash
  • 普通Hash（Url Hash）
  • 多个webapp的配置
  • 静态站点配置
  • 解决跨域问题
  • 1.CORS
  • 2.jsonp
  • 四、Nginx 问题集
  • Nginx 出现大量 TIME_WAIT
  • 上传文件大小限制
  • 请求时间限制
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Nginx笔记

  • 郭良俊只狗
  • 2021-03-02
  • 2

一、Nginx 简介

1.什么是 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。

img

2.什么是反向代理？

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，如下图：

图片

二、Nginx 入门

详细安装方法请参考：Nginx 运维

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，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。

三、Nginx 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

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  nginx;

#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  /var/log/nginx/error.log;
error_log  /var/log/nginx/warn.log warn;
error_log  /var/log/nginx/notice.log  notice;
error_log  /var/log/nginx/info.log  info;

#PID文件，记录当前启动的nginx的进程ID
pid        /var/run/nginx.pid;

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

#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       /etc/nginx/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  /var/log/nginx/access.log  main;

	#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，
    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

	#连接超时时间
    keepalive_timeout  65;

	#gzip压缩开关
    gzip  on;
    
    #允许客户端请求的最大单文件字节数
    client_max_body_size 50m; 
    
    #设定实际的服务器列表
    upstream demo_server1{
        server 127.0.0.1:8085;
    }
    
    #引用/etc/nginx/conf.d/下的*.conf文件
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

/etc/nginx/conf.d/下的*.conf文件：

#HTTP服务器
server {
		#监听8088端口，80端口是知名端口号，用于HTTP协议
        listen       8088;
        
        #定义使用www.xx.com访问
        server_name  localhost;
		
		#编码格式
        charset utf-8;
        #charset koi8-r;
        
        #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;
		
		#设定日志格式
		access_log    /var/log/nginx/access.log;
        #access_log  logs/host.access.log  main;

		#反向代理的路径（和upstream绑定），location 后面设置映射的路径
        location / {
        	#指向webapp的目录
            root   /usr/share/nginx/html;
            #首页
            index  index.html index.htm;
            
            #proxy_pass http://zp_server1;
        }
		
		#设定查看api的地址
		location /api/ {
			proxy_pass http://127.0.0.1:8085/api/;
		}
		
		#静态文件，nginx自己处理
        location ~ ^/(images|javascript|js|css|flash|media|static)/ {
        	root   /usr/share/nginx/html;
            #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;
        }
        
        #禁止访问 .htxxx 文件
        location ~ /\.ht {
            deny all;
        }
		
        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

        # proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    proxy_pass   http://127.0.0.1;
        #}

        # pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000
        #
        #location ~ \.php$ {
        #    root           html;
        #    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;
        #    fastcgi_index  index.php;
        #    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;
        #    include        fastcgi_params;
        #}

        # deny access to .htaccess files, if Apache's document root
        # concurs with nginx's one
        #
        #location ~ /\.ht {
        #    deny  all;
        #}
    }
Https反向代理

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  localhost;

      #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   /usr/share/nginx/html;
          index  index.html index.htm;
      }
  }
负载均衡

前面的例子中，代理仅仅指向一个服务器。

但是，网站在实际运营过程中，大部分都是以集群的方式运行，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。

微信图片_20210124225931

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.baidu.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（下面例子中使用的是加权轮询策略）。

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.baidu.com;

        #对所有请求进行负载均衡请求
        location / {
            root        /usr/share/nginx/html;                 #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
        }
    }
}
负载均衡策略

Nginx 提供了多种负载均衡策略，让我们来一一了解一下：

轮询
upstream bck_testing_01 {
  # 默认所有服务器权重为 1
  server 192.168.250.220:8080;
  server 192.168.250.221:8080;
  server 192.168.250.222:8080;
}
加权轮询
upstream bck_testing_01 {
  server 192.168.250.220:8080   weight=3;
  server 192.168.250.221:8080     ;         # default weight=1
  server 192.168.250.222:8080     ;        # default weight=1
}
最少连接数
upstream bck_testing_01 {
  least_conn;

  # with default weight for all (weight=1)
  server 192.168.250.220:8080;
  server 192.168.250.221:8080;
  server 192.168.250.222:8080;
}
加权最少连接数
upstream bck_testing_01 {
  least_conn;

  server 192.168.250.220:8080   weight=3;
  server 192.168.250.221:8080   ;           # default weight=1
  server 192.168.250.222:8080   ;           # default weight=1
}
Ip Hash

通过客户端请求ip进行hash，再通过hash值选择后端server

当你服务端的一个特定url路径会被同一个用户连续访问时，如果负载均衡策略还是轮询的话，那该用户的多次访问会被打到各台服务器上，这显然并不高效（会建立多次http链接等问题）。甚至考虑一种极端情况，用户需要分片上传文件到服务器下，然后再由服务器将分片合并，这时如果用户的请求到达了不同的服务器，那么分片将存储于不同的服务器目录中，导致无法将分片合并。所以，此类场景可以考虑采用nginx提供的ip_hash策略。既能满足每个用户请求到同一台服务器，又能满足不同用户之间负载均衡。

upstream bck_testing_01 {
  ip_hash;

  # with default weight for all (weight=1)
  server 192.168.250.220:8080;
  server 192.168.250.221:8080;
  server 192.168.250.222:8080 down;#表示下线的意思
}
普通Hash（Url Hash）

通过请求url进行hash，再通过hash值选择后端server

一般来讲，要用到urlhash，是要配合缓存命中来使用。举一个我遇到的实例：有一个服务器集群A，需要对外提供文件下载，由于文件上传量巨大，没法存储到服务器磁盘中，所以用到了第三方云存储来做文件存储。服务器集群A收到客户端请求之后，需要从云存储中下载文件然后返回，为了省去不必要的网络带宽和下载耗时，在服务器集群A上做了一层临时缓存（缓存一个月）。由于是服务器集群，所以同一个资源多次请求，可能会到达不同的服务器上，导致不必要的多次下载，缓存命中率不高，以及一些资源时间的浪费。在此类场景下，为了使得缓存命中率提高，很适合使用url_hash策略，同一个url（也就是同一个资源请求）会到达同一台机器，一旦缓存住了资源，再此收到请求，就可以从缓存中读取，既减少了带宽，也减少的下载时间。

upstream bck_testing_01 {
  hash $request_uri;

  # with default weight for all (weight=1)
  server 192.168.250.220:8080;
  server 192.168.250.221:8080;
  server 192.168.250.222:8080;
}
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.baidu.com.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.baidu.com.com/finance/
  • www.baidu.com.com/product/
  • www.baidu.com.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.baidu.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.baidu.com:8081;
    }

    upstream admin_server{
        server www.baidu.com:8082;
    }

    upstream finance_server{
        server www.baidu.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;
        }
    }
}
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 /usr/share/nginx/html 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  location;

        location / {
            root /usr/share/nginx/html;
            index index.html;
            #转发任何请求到 index.html
        }
    }
}

此时，在本地浏览器访问 location ，就可以访问静态站点了。

解决跨域问题

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，把你需要允许访问的域名加入 Access-Control-Allow-Origin 中.

2.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.baidu.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.baidu.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.baidu.com:9000;
}
upstream api_server{
  server www.baidu.com:8080;
}

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

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

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

四、Nginx 问题集

Nginx 出现大量 TIME_WAIT

检测TIME_WAIT状态语句

[root@izf8zf4p0dwlngmnn6hinkz conf.d]# netstat -n | awk '/^tcp/ {++S[$NF]} END {for(a in S) print a, S[a]}'
SYN_RECV 7
ESTABLISHED 756
FIN_WAIT1 21
SYN_SENT 3
TIME_WAIT 2000

状态解析：

  • CLOSED - 无连接是活动的或正在进行
  • LISTEN - 服务器在等待进入呼叫
  • SYN_RECV - 一个连接请求已经到达，等待确认
  • SYN_SENT - 应用已经开始，打开一个连接
  • ESTABLISHED - 正常数据传输状态
  • FIN_WAIT1 - 应用说它已经完成
  • FIN_WAIT2 - 另一边已同意释放
  • ITMED_WAIT - 等待所有分组死掉
  • CLOSING - 两边同时尝试关闭
  • TIME_WAIT - 另一边已初始化一个释放
  • LAST_ACK - 等待所有分组死掉

解决办法

执行 vim /etc/sysctl.conf，并添加下面字段：

net.ipv4.tcp_syncookies = 1
net.ipv4.tcp_tw_reuse = 1
net.ipv4.tcp_tw_recycle = 1
net.ipv4.tcp_fin_timeout = 30

执行 /sbin/sysctl -p 让修改生效。

上传文件大小限制

问题现象：

显示错误信息：413 Request Entity Too Large。

意思是请求的内容过大，浏览器不能正确显示。常见的情况是发送 POST 请求来上传大文件。

解决办法：

  • 可以在 http 模块中设置：client_max_body_size 20m;
  • 可以在 server 模块中设置：client_max_body_size 20m;
  • 可以在 location 模块中设置：client_max_body_size 20m;

三者区别是：

  • 如果文大小限制设置在 http 模块中，则对所有 Nginx 收到的请求。
  • 如果文大小限制设置在 server 模块中，则只对该 server 收到的请求生效。
  • 如果文大小限制设置在 location 模块中，则只对匹配了 location 路由规则的请求生效。
请求时间限制

问题现象：

请求时间较长，链接被重置页面刷新。常见的情况是：上传、下载大文件。

解决办法：

修改超时时间

 

参考：

https://dunwu.github.io/nginx-tutorial/#/README

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