高性能反向代理器Nginx

Liusy

修改于 2020-09-01 17:27:59

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1、简介

相信大家在平时的CURD工作中也会接触到Nginx，可以说是万年的Nginx+Tomcat搭配。

代理服务器来接受客户端的网络访问连接请求，然后服务器将请求有策略的转发给网络中实际工作的业务服务器，并将从业务服务器处理的结果，返回给网络上发起连接请求的客户端。

2、Nginx安装

1、解压安装包

tar -xvzf nginx-1.18.0.tar.gz

./configure --prefix=/usr/soft/nginx

安装过程中可能会出现缺少pcre、openssl等依赖的问题，此时需要用到yum去安装这些依赖，安装完依赖之后再次配置安装目录

yum install -y gcc pcre pcre-devel openssl openssl-devel gd gd-deve

3、编译安装

make && make install

4、启动Nginx

进入第二步配置的安装目录，-c 表示指定配置文件，也可以不带，默认使用conf下的文件

./sbin/nginx -c /usr/soft/nginx/conf/nginx.conf

启动之后就可以在浏览器上直接输入服务器ip访问。

5、关闭、重载配置

可用kill命令

kill -QUIT  进程号
kil -TERM  进程号

也可用nginx的脚本

./sbin/nginx -s stop
./sbin/nginx -s quit

重新加载配置文件：

./sbin/nginx -s reload

3、Nginx配置

主要包括三部分：Main、Event、Http

#Main
worker_processes  1; #需开启的进程数，也就是Nginx处理请求的进程
#Event，设定工作模式以及连接数上限
events {
    use epoll; #Nginx支持的工作模式有select、poll、kqueue、epoll、rtsig和/dev/poll。其中select和poll都是标准的工作模式，kqueue和epoll是高效的工作模式，不同的是epoll用在Linux平台上，而kqueue用在BSD系统中。对于Linux系统，epoll工作模式是首选。跟netty的是一样的
    worker_connections  1024; #每个进程的最大连接数
}
#Http
http {
    include       mime.types;#主模块指令，实现对配置文件所包含的文件的设定，可以减少主配置文件的复杂度
    default_type  application/octet-stream;#如果没有include的类型，则采用默认类型
    server {
        listen       80; #监听端口
        server_name  localhost; #主机名
        location / { #匹配url
            root   html; #转至html目录
            index  index.html index.htm; #目录下的文件
        }
        error_page   500 502 503 504  /50x.html; #定制错误码返回页面
        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }
}

http模块可以配置多个server。

（1）日志配置

日志配置有两个参数，分别是log_format和access_log。

log_format：用来配置日志格式

access_log：开启日志以及日志文件

例如：定义一个名为main的日志格式，然后开启日志，日志文件是logs/access.log

worker_processes  1;
events {
    use epoll;
    worker_connections  1024;
}
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        access_log logs/access_80.log main;
        location / {
                root html;
                index lsy.html;
        }
    }

}

出来的日志格式是这样的：

192.168.197.1 - - [01/Aug/2020:00:29:41 -0700] "GET / HTTP/1.1" 200 17 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/84.0.4147.105 Safari/537.36" "-"

注：access_log也可配置在server外面，这样就是配置了所有server的日志格式

编写完配置之后，可用如下命令检测配置是否正确：

./sbin/nginx -c /usr/soft/nginx/conf/nginx.conf -t

下面是一些nginx自带的变量：

$args #这个变量等于请求行中的参数。 $content_length #请求头中的Content-length字段。 $content_type #请求头中的Content-Type字段。 $document_root #当前请求在root指令中指定的值。 $host #请求主机头字段，否则为服务器名称。 $http_user_agent #客户端agent信息。 $http_cookie #客户端cookie信。 $limit_rate #这个变量可以限制连接速率。 $request_body_file #客户端请求主体信息的临时文件名。 $request_method #客户端请求的动作，通常为GET或POST。 $remote_addr #客户端的IP地址。 $remote_port #客户端的端口。 $remote_user #已经经过Auth Basic Module验证的用户名。 $request_filename #当前请求的文件路径，由root或alias指令与URI请求生成。 $query_string #与$args相同。 $scheme #HTTP方法（如http，https）。 $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。 $request_uri #包含请求参数的原始URI，不包含主机名，如：”/foo/bar.php?arg=baz”。 $uri #不带请求参数的当前URI，$uri不包含主机名，如”/foo/bar.html”。 $document_uri #与$uri相同。

（2）location配置

格式：

location [~|=|^~|~*] /uri {}

=：精准匹配，优先级最高

~：开头表示区分大小写的正则匹配

^~：开头表示uri以某个常规字符串开头，理解为匹配 url路径即可。nginx不对url做编码，因此请求为/static/20%/aa，可以被规则^~ /static/ /aa匹配到（注意是空格）。以xx开头

~*：开头表示不区分大小写的正则匹配

!~和!~*分别为区分大小写不匹配及不区分大小写不匹配的正则

（3）rewrite使用

Rewrite通过ngx_http_rewrite_module模块支持url重写、支持if判断，但不支持else

Rewrite功能就是，使用nginx提供的全局变量或自己设置的变量，结合正则表达式和标志位实现url重写以及重定向

Rewrite只能放在server{},location{},if{}中，并且只能对域名后边的除去传递的参数外的字符串起作用

常用指令

If 空格 (条件) {设定条件进行重写}条件的语法：

1.“=” 来判断相等，用于字符比较

2.“~” 用正则来匹配（表示区分大小写），“~*” 不区分大小写

3.“-f -d -e” 来判断是否为文件、目录、是否存在

return指令

语法：return code;

停止处理并返回指定状态码给客户端。

if ($request_uri ~ *\.sh ){
   return 403；
}

set指令

set variable value;

定义一个变量并复制，值可以是文本、变量或者文本变量混合体

rewrite指令

语法：rewrite regex replacement [flag]{last / break/ redirect 返回临时302/ permant 返回永久302}

last: 停止处理后续的rewrite指令集、然后对当前重写的uri在rewrite指令集上重新查找

break; 停止处理后续的rewrite指令集 ,并不会重新查找

例如：将符合/images/([a-z]{3})/(.*).(png|jpg)正则的重写到/lsy路径下，其中$2是（.*），$3是.(png|jpg)，try_files尝试在硬盘中寻找这个文件，如果有，则直接返回，如果没有，就转到/image404.html路径下。

location / {
    rewrite '^/images/([a-z]{3})/(.*)\.(png|jpg)$'  /lsy?file=$2.$3;
    set $image_file $2;
    set $image_type $3;
}
location /lsy {
    root html/images;
    try_files /$arg_file /image404.html;
}
location /image404.html {
    return 404 "image not found exception";
}

此时需要在html目录下建立images目录，我这边放进一张a.jpg图片

访问一张不存在的图片：

（4）浏览器本地缓存配置及动静分离

语法：expires 60s|m|h|d

操作步骤

· 在html目录下创建一个images文件，在该文件中放一张图片

· 修改index.html, 增加<img src=”图片”/>

·修改nginx.conf配置。配置两个location实现动静分离，并且在静态文件中增加expires的缓存期限

location / {
  root html;
  index index.html index.hml;
}
location ~ \.(jpg)$ {
  root html/images;
  expires 10s;
}

效果：

初次加载：

过期时间内再次加载：

（5）Gzip压缩策略

浏览器请求 -> 告诉服务端当前浏览器可以支持压缩类型->服务端会把内容根据浏览器所支持的压缩策略去进行压缩返回->浏览器拿到数据以后解码；

常见的压缩方式：gzip、deflate 、sdch

配置项

Gzip on|off 是否开启gzip压缩
Gzip_buffers 4 16k #设置系统获取几个单位的缓存用于存储gzip的压缩结果数据流。4 16k代表以16k为单位，安装原始数据大小以16k为单位的4倍申请内存。
Gzip_comp_level[1-9] 压缩级别， 级别越高，压缩越小，但是会占用CPU资源
Gzip_disable #正则匹配UA 表示什么样的浏览器不进行gzip
Gzip_min_length #开始压缩的最小长度（小于多少就不做压缩）
Gzip_http_version 1.0|1.1 表示开始压缩的http协议版本
Gzip_proxied  （nginx 做前端代理时启用该选项，表示无论后端服务器的headers头返回什么信息，都无条件启用压缩）
Gzip_type text/pliain,application/xml  对那些类型的文件做压缩 （conf/mime.conf）
Gzip_vary on|off  是否传输gzip压缩标识

例如：

gzip on;
gzip_buffers 4 16k;
gzip_comp_level 7;
gzip_min_length 500;
gzip_types text/css application/javascript text/xml;

注意：

1. 图片、mp3这样的二进制文件，没必要做压缩处理，因为这类文件压缩比很小，压缩过程会耗费CPU资源

2. 太小的文件没必要压缩，因为压缩以后会增加一些头信息，反而导致文件变大

3. Nginx默认只对text/html进行压缩，如果要对html之外的内容进行压缩传输，我们需要手动来配置

（6）反向代理

proxy_pass

以下就是通过反向代理将请求转发到百度

location / {
      proxy_pass http://www.baidu.com;
      #proxy_set_header $Accept-Encoding gzip;
}

也可以转发至私有服务接口中，其中proxy_set_header是设置请求头，可根据业务需要设置请求头。

（7）负载均衡

upstream是Nginx的HTTP Upstream模块，这个模块通过一个简单的调度算法来实现客户端IP到后端服务器的负载均衡。

Upstream常用参数介绍

server address [parameters]

其中关键字server必选。address也必选，可以是主机名、域名、ip或unix socket，也可以指定端口号。parameters是可选参数，可以是如下参数：

down	表示当前server已停用
backup	表示当前server是备用服务器，只有其它非backup后端服务器都挂掉了或者很忙才会分配到请求
weight	表示当前server负载权重，权重越大被请求几率越大。默认是1
max_fails	在fail_timeout时间内失败多少次，认为主机已挂掉则，踢出，默认是1
fail_timeout	超时时间，默认是10s
max_conns	允许最大连接数
slow_start	当节点恢复，不立即加入

负载均衡算法：

ip_hash	对ip进行hash计算
url_hash	对url进行hash计算
least_conn	最少连接
least_time	最小的响应时间，计算节点平均响应时间，然后取最快的，分配最高权重

例如：以ip_hash的负载均衡算法进行请求分配

http {
    upstream myserver{
        ip_hash;
        server 192.168.197.100:80;
        server 192.168.197.110:80;
    }   
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
                proxy_pass http://myserver;
        }
    }
}

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