Nginx

cccs7 Lv5
  2023-03-25 14:23 2023-03-25 14:23 Created   2023-06-29 23:13:26 2023-06-29 23:13 Updated      4.9k Words  19 Mins  

Nginx

Nginx 是高性能的 HTTP 和反向代理的服务器，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 支持高达 50000 个 并发连接数

Nginx 简介

Nginx 发行版本

  • Nginx开源版 http://nginx.org/en/

    官方原始的Nginx版本

  • Nginx plus商业版

    开箱即用，集成了大量功能

  • Open Resty https://openresty.org/cn/

    OpenResty是一个基于Nginx与 Lua 的高性能 Web 平台，其内部集成了大量精良的 Lua 库、第三方模块以及大多数的依赖项。更适用于需要大量二次开发的场景，有极强的扩展性

  • Tengine https://tengine.taobao.org/

    由淘宝网发起的Web服务器项目。它在Nginx (opens new window) 的基础上，针对大访问量网站的需求，添加了很多高级功能和特性。Tengine的性能和稳定性已经在大型的网站如淘宝网 (opens new window) ，天猫商城 (opens new window) 等得到了很好的检验。相比于Open Resty，扩展性不够强，但是能够满足绝多数使用场景

Nginx 安装

下载Nginx包

官网下载地址(opens new window)

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使用FTP工具将文件上传到虚拟机中

我直接将其放在了 /usr/local/ 下

解压 Nginx 包

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tar -zxvf  nginx-1.21.6.tar.gz #解压到当前目录

cd nginx-1.21.6 #进入解压后的文件夹
ls #文件夹中的文件：auto     CHANGES.ru  configure  html     man     src CHANGES  conf        contrib    LICENSE  README

安装依赖库

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#安装C编译器
yum install -y gcc

#安装pcre库
yum install -y pcre pcre-devel

#安装zlib
yum install -y zlib zlib-devel

安装

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./configure --prefix=/usr/local/nginx #使用prefix选项指定安装的目录
make
make install

启动

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cd /usr/local/nginx/sbin

ls # 里面是一个nginx的可执行文件

./nginx # 启动这个可执行

关闭防火墙

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systemctl stop firewalld

补充 Nginx 命令

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./nginx -s stop #快速停止
./nginx -s quit #完成已接受的请求后，停止
./nginx -s reload #重新加载配置
./nginx -t #检查nginx配置是否正确

查看 Nginx 状态

ps -ef | grep nginx

启动时

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停止后

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注册系统服务

通过系统服务的方式启动 Nginx

vim /usr/lib/systemd/system/nginx.service


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[Unit] 
Description=nginx
After=network.target remote-fs.target nss-lookup.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/usr/local/nginx/logs/nginx.pid
ExecStartPre=/usr/local/nginx/sbin/nginx -t -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
ExecStop=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop
ExecQuit=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s quit 
PrivateTmp=true
   
[Install]   
WantedBy=multi-user.target  # 多用户

Nginx 概述

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，事实上 Nginx 的并发在同类型的网页服务器中表现确实较好，国内有很多网站使用 Nginx

Nginx 作为 web 服务器

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。

正向代理

Nginx 不仅可以做反向代理，实现负载均衡。还能用作正向代理来进行上网等功能。

正向代理： 如果把局域网外的 Internet 想象成为一个巨大的资源库，则局域网中的客户端访问 Internet，则需要通过代理服务器进行访问，这种代理服务器就称为正向代理

正向代理可以理解为 【客户端】 的代理

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反向代理

反向代理，其实客户端对代理是无感知的，因为客户端不需要任何配置就可以访问，我们只需要将请求发送到反向代理服务器，由反向代理服务器去选择目标服务器获取数据后，再返回给客户端，此时反向代理服务器和目标服务器对外就是一个服务器，暴露的是代理服务器地址，隐藏了真实服务器 IP 地址

反向代理可以理解为【服务器】代理

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负载均衡

客户端发送多个请求到服务器，服务器处理请求，有一些可能要与数据库进行交互，服务器处理完毕之后，再将结果返回给客户端

这种架构模式对于早期的系统相对单一，并发请求相对较少的情况下是比较合适的，成本也低。但是随着信息数量的不断增长，访问量和数据量;de飞速增长，以及业务系统的复杂度增加，这种架构会造成服务器响应客户端的请求日益缓慢，并发量特别大的时候，还容易造成服务器直接崩溃。很明显这是由于服务器性能的瓶颈造成的问题，那么如何解决这种问题呢？

首先，我们想到的可能是升级服务器的配置，比如提高 CPU 执行的频率，加大内存等提高机器的物理性能来解决此问题。但是我们知道 摩尔定律的 日益失效，硬件的性能提升已经不能满足日益提升的需求了，那么怎么办呢？

上面的分析我们去掉了增加服务器 物理配置来解决问题的办法，也就是说 纵向解决办法不行，那么横向呢，横向增加服务器的数量，这时候 集群 的概念产生了，单个服务器解决不了，我们增加服务器的数量，然后 将请求分发到各个服务器上去，将原先请求集中到 单个服务器的请求 改为将请求分发到多个服务器上，将负载分发到不同的服务器，也就是我们所说的 负载均衡

Nginx 使用

Nginx 目录

Nginx 一般安装在 /usr/local/nginx 下， 安装时 也可 --prefix 指定安装目录

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conf #配置文件
	｜-nginx.conf # 主配置文件
	｜-其他配置文件 # 可通过那个include关键字，引入到了nginx.conf生效
	
html #静态页面

logs
	｜-access.log #访问日志(每次访问都会记录)
	｜-error.log #错误日志
	｜-nginx.pid #进程号
	
sbin
	｜-nginx #主进程文件
	
*_temp #运行时，生成临时文件

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Nginx 配置

每次 修改 Nginx 配置文件，都需要重载才能生效

systemctl reload nginx

简化版的 nginx.conf

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worker_processes  1; # 启动的worker进程数

events {
    worker_connections  1024; #每个worker进程的连接数
}


http {
    include       mime.types; #include是引入关键字，这里引入了mime.types这个配置文件（同在conf目录下，mime.types是用来定义，请求返回的content-type）
    default_type  application/octet-stream; #mime.types未定义的，使用默认格式application/octet-stream

    sendfile        on; #详情，见下文
    keepalive_timeout  65; #长链接超时时间
	
		#一个nginx可以启用多个server（虚拟服务器）
    server {
        listen       80;#监听端口80
        server_name  localhost;  #接收的域名

        location / { 
            root   html; #根目录指向html目录
            index  index.html index.htm; #域名/index 指向 index.html index.htm文件
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html; # 服务器错误码为500 502 503 504，转到"域名/50x.html"
        location = /50x.html {# 指定到html文件夹下找/50x.htm
            root   html;
        }

    }
}

根据上述文件，我们可以很明显的 将 nginx.conf 配置文件 分为三个部分

全局块

从配置文件开始 到 events 块之间的内容，主要会设置一些影响 nginx 服务器整体运行的配置指令，主要包括配置运行 Nginx 服务器的用户（组）、允许生成的 worker process 数，进程 PID 存放的路径、日志存放路径和类型以及配置文件的引入

worker_processes 1;

这是 Nginx 服务器并发处理服务的关键配置，worker_processes 越大，可以支持并发的处理量也越多，但是会受到硬件、软件等设备的制约

events 块

比如上述的配置

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events {
	worker_connections 1024;
}

vents 块涉及的指令主要影响 Nginx 服务器与用户的网络连接，常用的设置包括是否开启对多 work process下的网络连接进行序列化，是否允许同时接收多个网络连接，选取哪种事件驱动模型来处理连接请求，每个 wordprocess 可以同时支持的最大连接数等。

上述例子就表示每个 work process 支持的最大连接数为 1024.

这部分的配置对 Nginx 的性能影响较大，在实际中应该灵活配置

http 块

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 http {
 		#....其他属性
 		server {
        listen       80;
        server_name  pro.cccs7.com;

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

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
		}

 		server {
        listen       80;
        server_name  test.cccs7.com;

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

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
		}
}

这算是 Nginx 服务器配置中最频繁的部分，代理、缓存和日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置都在这里。

需要注意的是: http 块也昆虫包括 http 全局块、server 块

http 全局块

http 全局配置的指令包括文件引入、MIME-TYPE 定义、日志自定义、连接超时时间、单链接请求数上限等

server 块

这块和虚拟主机有密切的关系，虚拟主机从用户角度来看，和一台独立的硬件主机是一样的 ，该技术的产生是为了节省互联网服务器硬件成本

每个http 块可以包括多个 server 块，而 每个 server 块 就相当于一个虚拟主机

而每个 server 块也分为全局 server 块，以及可以同时包含多个 location 块

  • server

    二级域名，映射 到不同静态页面

    可以写多个 server 字段，从前向后匹配，先匹配到哪个就用哪个

    用户 访问 pro.cccs7.com ，就会走到第一个 server 配置；test.cccs7.com 走到第二个 配置

  • location 块

    一个 server 块可以配置多个 location 块

    这块的主要作用是 基于 Nginx 服务器接收到的 请求字符串（例如 server_name_uri-string）,对虚拟主机命令（也可以是 IP 别名）之外的字符串（例如前面的 /uri-string） 进行匹配，对特定的请求进行处理。地址定向、数据缓存和应答控制等功能，还有许多第三方模块的配置也在这里进行

sendlife

打开sendfile，用户请求的数据不用再加载到nginx的内存中，而是直接发送

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不同域名，映射到同一静态页面

server_name
  • 可以写多个，用空格分开
  • 使用 通配符（*）
  • 使用正则表达式
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http{ 		
 		server {
        listen       80;
        server_name  *.cccs7.com  ~^[0-9]+\.cccs7\.com$; # "\."是转译"."

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

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
		}
}

反向代理和负载均衡

反向代理

这种代理方式叫做，隧道代理。有性能瓶颈，因为所有的数据都经过 Nginx，所以 Nginx 服务器的性能至关重要

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负载均衡

把请求 按照一定算法规则，分配给多态业务服务器（即使其中一个坏了/维护升级，还有其他服务器可以继续提供服务）

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反向代理 + 负载均衡

Nginx.conf 配置文件

启动 proxy_pass，root 和 index 字段就会失效

proxy_pass 后的地址必须写完整 http://xxx,不支持 HTTPS

当 访问 localhost 时（Nginx服务器），网页打开的是 http://xxx(应用服务器)，网页地址栏写的还是 localhost

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http{ 		
 		server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / { 
        		proxy_pass http://xxx;
            #root   html/test; 
            #index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
		}
}

*定义地址别名 **

使用upstream定义一组地址【在server字段下】

访问localhost，访问都会代理到192.168.174.133:80和192.168.174.134:80这两个地址之一，每次访问这两个地址轮着切换（后面讲到，因为默认权重相等）

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http{
	upstream httpds{
		server 192.168.21.136:80; #如果是80端口，可以省略不写
		server 192.168.21.137:80;
	}
	server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        location / { 
        		proxy_pass http://httpds;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
		}
}

设置权重

访问使用哪个地址的权重

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upstream httpds{
		server 192.168.174.133:80 weight=10;
		server 192.168.174.134:80 weight=80;
}

关闭

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upstream httpds{
		server 192.168.174.133:80 weight=10 down;
		server 192.168.174.134:80 weight=80;
}

备用机

如果192.168.174.133:80出现故障，无法提供服务，就用使用backup的这个机器

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upstream httpds{
		server 192.168.174.133:80 weight=10;
		server 192.168.174.134:80 weight=80 backup;
}

动静分离

当用户请求时，动态请求分配到 Tomcat 业务服务器，静态资源放到 Nginx 服务器中


例子：

  • 如果请求的资源地址是location/，/的优先级比较低，如果下面的location没匹配到，就会走http://xxx这个地址的机器
  • 如果请求的资源地址是location/css/*，就会被匹配到nginx的html目录下的css文件夹中（我们把css静态资源放在这个位置）
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server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
				
				location / { # /的优先级比较低，如果下面的location没匹配到，就会走http://xxx这个地址的机器
        		proxy_pass http://xxx;
        }
        
        location /css {  # root指的是html，location/css指的是root下的css，所以地址就是html/css
        		root html;
            index  index.html index.htm;
        }

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}

使用正则

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location ~*/(js|css|img){
	root html;
  index  index.html index.htm;
}

URL 重写

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rewrite是URL重写的关键指令，根据regex（正则表达式）部分内容，重定向到replacement，结尼是flag标记。

rewrite    <regex>   <replacement>  [flag];
关键字				正则				替代内容     flagt标记

正则：per1森容正则表达式语句进行规则匹配
替代内容：将正则匹配的内容替换成replacement

flag标记说明：
last  #本条规则匹配完成后，继续向下匹配新的1ocation URI规则
break #本条规则匹配完成即终止，不再匹配后面的任何规则

redirect #返回302临重定向，游览器地址会显示跳转后的URL地址
permanent #返回301永久重定向，测览器地址栏会显示跳转后的URL地址

浏览器地址栏访问 xxx/123.html实际上是访问xxx/index.jsp?pageNum=123

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server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
				
				location / { 
						rewrite ^/([0-9]+).html$ /index.jsp?pageNum=$1  break;
        		proxy_pass http://xxx;
        }
      

        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}

网关服务器

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上图中，应用服务器，不能直接被外网访问到，只能通过Nginx服务器进行访问（使用proxy_pass），这时候这台Nginx服务器就成为了网关服务器（承担入口的功能）

所以，我们启动应用服务器的防火墙，设置其只能接受这台Nginx服务器的请求

添加rich规则

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firewall-cmd --permanent --add-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.174.135" port protocol="tcp" port="8080" accept" #这里的192.168.174.135是网关 服务器地址

移除rich规则

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firewall-cmd --permanent --remove-rich-rule="rule family="ipv4" source address="192.168.174.135" port port="8080" protocol="tcp" accept"

重启

移除和添加规则都要重启才能生效

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firewall-cmd --reload

查看所有规则

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firewall-cmd --list-all #所有开启的规则

防盗链

当我们请求到一个页面后，这个页面一般会再去请求其中的静态资源，这时候请求头中，会有一个refer字段，表示当前这个请求的来源，我们可以限制指定来源的请求才返回，否则就不返回，这样可以节省资源image-20220503162830153

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valid_referers none|server_name

设置有效的refer值

  • none：检测地址没有refer，则有效
  • server_name：检测主机地址，refer显示是从这个地址来的，则有效（server_name必须是完整的http://xxxx）

注意：if ($invalid_referer)中if后有个空格，不写就会报错

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nginx: [emerg] unknown directive "if($invalid_referer)" in /usr/local/nginx/conf/nginx.conf:27

例子：这里设置nginx服务器中的img目录下的图片必须refer为http:192.168.174/133才能访问

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server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
				
				location / { 
        		proxy_pass http://xxx;
        }
      
				location /img{
                valid_referers http:192.168.174/133;
                if ($invalid_referer){#无效的
                        return 403;#返回状态码403
                }
                root html;
                index  index.html index.htm;
        }
        
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
}

如果引用这张图片的页面且refer并没有被设置，图片无法加载出来

如果直接访问图片地址，因为没有refer字段指向来源，会直接显示Nginx的页面

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设置盗链图片

将提示图片放在html/img/x.png，访问设置防盗链图片时，就返回这x.png张图

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location /img{
                valid_referers http:192.168.174/133;
                if ($invalid_referer){#无效的
                     rewrite ^/  /img/x.png break;
                }
                root html;
                index  index.html index.htm;
}

高可用场景

image-20220503174125433

用户访问时，访问的是一个 虚拟 IP， Keepalived 会选定一个 主服务器使用这个虚拟 IP

每台机器上的 Keepalived 会相互通信，根据其他机器上的 Keepalived 进程是否存在，判断服务器状态，如果 默认的 Master 停止了，就会在剩下的 Backup 机器中，竞选出一台 Nginx 服务器 作为 Master

安装 Keepalived

yum -y install keppalived

  • 配置文件在 /etc/keepalived/keepalived.conf
  • vrrp_instance 、virtual_rouer_id、authentication、virtual_ipaddr 这几个一样的机器，才算是在一个组里。这个组才会选出一个作为 Master 机器

这里设置两台机器，分别下载好 Keepalived，然后进行配置

机器一

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! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id lb1 # 名字与其他配置了keepalive的机器不重复就行
}

vrrp_instance cccs7 {#vrrp实例名可以随意取
    state MASTER #只能有一个默认的Master，其他写BACKUP
    interface ens33 # ip addr查看下网卡名，默认时ens33
    virtual_router_id 51
    priority 100 # 多台安装了keepalived的机器竞争成为Master的优先级
    advert_int 1 #通信时间
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.200.16 #虚拟IP
    }
}

机器二：

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! Configuration File for keepalived

global_defs {
   router_id lb2 
}

vrrp_instance cccs7 {
    state BACKUP #只能有一个默认的Master，其他写BACKUP
    interface ens33 
    virtual_router_id 51
    priority 50
    advert_int 1 
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1111
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.200.16 #虚拟IP
    }
}

通过 命令 ip addr 查看机器一的 ip 信息，可以看到虚拟 IP

image-20230326180207525

配置证书

购买服务器——>购买域名，并解析到这个主机——>购买证书，绑定到域名上，并且把证书文件安装到服务器，并在Nginx上配置好

这时候，这个域名就可以使用https进行访问里（https://xxxx），浏览器上会有一个小锁

image-20220503191754606

这里直接写申请到证书后的Nginx配置部分

下载证书文件

image-20220503192840029

image-20220503192957256

下载后，解压压缩包，可以看到两个文件，一个是 xxx.key（私钥）和xxx.pem（证书）

配置

将两个文件上传到Nginx目录中，记得放置的位置。我这里直接放在nginx.conf配置文件所在的目录（/user/local/nginx/conf），所以写的都是相对路径

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server {
	listen 443 ss1;
	
	ss1 certificate  xxx.pem; #这里是证书路径
	ss1_ certificate_key  xxx.key  #这里是私钥路径
}
  • Title: Nginx
  • Author: cccs7
  • Created at: 2023-03-25 14:23:00
  • Updated at: 2023-06-29 23:13:26
  • Link: https://blog.cccs7.icu/2023/03/25/Nginx/
  • License: This work is licensed under CC BY-NC-SA 4.0.
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