Nginx常用功能

序言

Nginx是lgor Sysoev为俄罗斯访问量第二的rambler.ru站点设计开发的。从2004年发布至今，凭借开源的力量，已经接近成熟与完善。

Nginx功能丰富，可作为HTTP服务器，也可作为反向代理服务器，邮件服务器。支持FastCGI、SSL、Virtual Host、URL Rewrite、Gzip等功能。并且支持很多第三方的模块扩展。

Nginx的稳定性、功能集、示例配置文件和低系统资源的消耗让他后来居上，在全球活跃的网站中有12.18%的使用比率，大约为2220万个网站。

常用功能

1、Http代理

A.正向代理

比如：想访问 Google，但是因为有墙，根本上不去。经过百度，找到了一个XX浏览器插件（它可以访问google），可以当梯子，爬上去看看外面的世界。这个插件就是正向代理服务器。(fiddler也可以看做是一个正向代理服务器)

正向代理，用户是有感知的。但从google的角度，只在代理服务器来取内容的时候有一次记录，有时候并不知道是用户的请求，也隐藏了用户的资料，这取决于代理告不告诉网站。

客户端必须设置正向代理服务器，当然前提是要知道正向代理服务器的IP地址，还有代理程序的端口。

总结来说： 正向代理 是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。(fiddler就可以看做是一个正向代理服务器)

B.反向代理

比如：公司增加代理服务器，通过代理服务器，帮助内部的web服务器转发和处理请求。用户直接访问反向代理服务器就可获得目标服务器的资源。这就是反向代理。

对于用户而言，反向代理服务器就相当于目标服务器，用户并不知道自己访问的是一个代理，因为客户端不需要任何配置就可以访问。所以反向代理对用户来说是无感知的。

总结：反向代理（Reverse Proxy）实际运行方式是指，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网上的服务器，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服务器。

反向代理的作用：

（1）保证内网的安全，可以使用反向代理提供WAF功能，阻止web攻击。大型网站，通常将反向代理作为公网访问地址，Web服务器是内网。

（2）负载均衡，通过反向代理服务器来优化网站的负载。

这里我给来2张图，对正向代理与反向代理做个诠释，具体细节，大家可以翻阅下资料。

Nginx在做反向代理时，提供性能稳定，并且能够提供配置灵活的转发功能。Nginx可以根据不同的正则匹配，采取不同的转发策略，比如图片文件结尾的走文件服务器，动态页面走web服务器，只要你正则写的没问题，又有相对应的服务器解决方案，你就可以随心所欲的玩。并且Nginx对返回结果进行错误页跳转，异常判断等。如果被分发的服务器存在异常，他可以将请求重新转发给另外一台服务器，然后自动去除异常服务器。

总结 正向代理即是客户端代理, 代理客户端, 服务端不知道实际发起请求的客户端. 反向代理即是服务端代理, 代理服务端, 客户端不知道实际提供服务的服务端

2、负载均衡

Nginx提供的负载均衡策略有2种：内置策略和扩展策略。

• 内置策略为轮询、加权轮询、Ip hash。

• 扩展策略，就天马行空，只有你想不到的没有他做不到的啦；你可以参照所有的负载均衡算法，给他一一找出来做下实现。

  上3个图，理解这三种负载均衡算法的实现

Ip hash算法，对客户端请求的ip进行hash操作，然后根据hash结果将同一个客户端ip的请求分发给同一台服务器进行处理，可以解决session不共享的问题。

• 作用

A. 转发功能：按照一定的算法【权重、轮询】，将客户端请求转发到不同应用服务器上，减轻单个服务器压力，提高系统并发量。

B. 故障移除：通过心跳检测的方式，判断应用服务器当前是否可以正常工作，如果服务器期宕掉，自动将请求发送到其他应用服务器。

C. 恢复添加：如检测到发生故障的应用服务器恢复工作，自动将其添加到处理用户请求队伍中。

PS： 除了要实现网站的高可用，也就是提供n多台服务器用于发布相同的服务，添加负载均衡服务器分发请求以保证在高并发下各台服务器能相对饱和的处理请求。同样，负载均衡服务器也需要高可用，以防如果负载均衡服务器挂掉了，后面的应用服务器也紊乱无法工作。实现高可用的方案：添加冗余。添加n台nginx服务器以避免发生上述单点故障。常见方案：keepalive+nginx实现负载均衡高可用

3、web缓存

Nginx可以对不同的文件做不同的缓存处理，配置灵活，并且支持FastCGI_Cache，主要用于对FastCGI的动态程序进行缓存。配合着第三方的ngx_cache_purge，对制定的URL缓存内容可以的进行增删管理。

Nginx配置文件结构

1.docker官方镜像中配置文件

默认的config(nginx.conf里面使用incloud包含conf.d下的配置文件) nginx.conf：

##Nginx worker进程运行的用户及用户组
#语法：user username [groupname]，
#user用于设置master进程启动后，fork出的worker进程运行在那个用户和用户组下。当按照"user username;"设置时，用户组名与用户名相同
user  nginx;

##Nginx worker进程个数：其数量直接影响性能。
#每个worker进程都是单线程的进程，他们会调用各个模块以实现多种多样的功能。如果这些模块不会出现阻塞式的调用，那么，有多少CPU内核就应该配置多少个进程，反之，有可能出现阻塞式调用，那么，需要配置稍多一些的worker进程。
worker_processes  auto;

##error日志的设置
#语法： error_log /path/file level;
#默认： error_log / log/error.log error;
#当path/file 的值为 /dev/null时，这样就不会输出任何日志了，这也是关闭error日志的唯一手段；
#leve的取值范围是debug、info、notice、warn、error、crit、alert、emerg从左至右级别依次增大。
#当level的级别为error时，error、crit、alert、emerg级别的日志就都会输出。大于等于该级别会输出，小于该级别的不会输出。
#如果设定的日志级别是debug，则会输出所有的日志，这一数据量会很大，需要预先确保/path/file所在的磁盘有足够的磁盘空间。级别设定到debug，必须在configure时加入 --with-debug配置项。
error_log  /var/log/nginx/error.log notice;

##pid文件（master进程ID的pid文件存放路径）的路径
pid        /var/run/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}

##核心转储(coredump):在Linux系统中，当进程发生错误或收到信号而终止时，系统会将进程执行时的内存内容(核心映像)写入一个文件(core文件)，以作为调试时用，这就是所谓的核心转储(coredump).

http {
    ##嵌入其他配置文件 语法：include /path/file
    #参数既可以是绝对路径也可以是相对路径（相对于Nginx的配置目录，即nginx.conf 所在的目录）
    include       /etc/nginx/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"';

    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

config.d/default.conf:

server {
    ##listen监听的端口
    #语法：listen address:port [ default(deprecated in 0.8.21) | default_server | [ backlog=num | rcvbuf=size | sndbuf=size | accept_filter=filter | deferred | bind | ssl ] ]
    #default_server: 如果没有设置这个参数，那么将会以在nginx.conf中找到的第一个server块作为默认server块
    listen       80;
    listen  [::]:80;
    #主机名称：其后可以跟多个主机名称，开始处理一个HTTP请求时，nginx会取出header头中的Host，与每个server中的server_name进行匹配，以此决定到底由那一个server来处理这个请求。有可能一个Host与多个server块中的server_name都匹配，这时会根据匹配优先级来选择实际处理的server块。server_name与Host的匹配优先级见文末。
    server_name  localhost;

    #access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;

    ##location 语法： location [=|~|~*|^~] /uri/ { ... }
    # location的使用实例见文末。
    #注意：location是有顺序的，当一个请求有可能匹配多个location时，实际上这个请求会被第一个location处理。
    location / {
        root   /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.htm;
    }

    #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   /usr/share/nginx/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;
    #}
}

2.nginx文件结构

...              #全局块

events {         #events块
   ...
}

http      #http块
{
    ...   #http全局块
    server        #server块
    { 
        ...       #server全局块
        location [PATTERN]   #location块
        {
            ...
        }
        location [PATTERN] 
        {
            ...
        }
    }
    server
    {
      ...
    }
    ...     #http全局块
}

• 1、全局块：配置影响nginx全局的指令。一般有运行nginx服务器的用户组，nginx进程pid存放路径，日志存放路径，配置文件引入，允许生成worker process数等。
• 2、events块：配置影响nginx服务器或与用户的网络连接。有每个进程的最大连接数，选取哪种事件驱动模型处理连接请求，是否允许同时接受多个网路连接，开启多个网络连接序列化等。
• 3、http块：可以嵌套多个server，配置代理，缓存，日志定义等绝大多数功能和第三方模块的配置。如文件引入，mime-type定义，日志自定义，是否使用sendfile传输文件，连接超时时间，单连接请求数等。
• 4、server块：配置虚拟主机的相关参数，一个http中可以有多个server。
• 5、location块：配置请求的路由，以及各种页面的处理情况。

下面给大家上一个配置文件，作为理解，同时也配入我搭建的一台测试机中，给大家示例。

########### 每个指令必须有分号结束。#################
#user administrator administrators;  #配置用户或者组，默认为nobody nobody。
#worker_processes 2;  #允许生成的进程数，默认为1
#pid /nginx/pid/nginx.pid;   #指定nginx进程运行文件存放地址
error_log log/error.log debug;  #制定日志路径，级别。这个设置可以放入全局块，http块，server块，级别以此为：debug|info|notice|warn|error|crit|alert|emerg
events {
    accept_mutex on;   #设置网路连接序列化，防止惊群现象发生，默认为on
    multi_accept on;  #设置一个进程是否同时接受多个网络连接，默认为off
    #use epoll;      #事件驱动模型，select|poll|kqueue|epoll|resig|/dev/poll|eventport
    worker_connections  1024;    #最大连接数，默认为512
}
http {
    include       mime.types;   #文件扩展名与文件类型映射表
    default_type  application/octet-stream; #默认文件类型，默认为text/plain
    #access_log off; #取消服务日志    
    log_format myFormat '$remote_addr–$remote_user [$time_local] $request $status $body_bytes_sent $http_referer $http_user_agent $http_x_forwarded_for'; #自定义格式
    access_log log/access.log myFormat;  #combined为日志格式的默认值
    sendfile on;   #允许sendfile方式传输文件，默认为off，可以在http块，server块，location块。
    sendfile_max_chunk 100k;  #每个进程每次调用传输数量不能大于设定的值，默认为0，即不设上限。
    keepalive_timeout 65;  #连接超时时间，默认为75s，可以在http，server，location块。

    upstream mysvr {   
      server 127.0.0.1:7878;
      server 192.168.10.121:3333 backup;  #热备
    }
    error_page 404 https://www.baidu.com; #错误页
    server {
        keepalive_requests 120; #单连接请求上限次数。
        listen       4545;   #监听端口
        server_name  127.0.0.1;   #监听地址       
        location  ~*^.+$ {       #请求的url过滤，正则匹配，~为区分大小写，~*为不区分大小写。
           #root path;  #根目录
           #index vv.txt;  #设置默认页
           proxy_pass  http://mysvr;  #请求转向mysvr 定义的服务器列表
           deny 127.0.0.1;  #拒绝的ip
           allow 172.18.5.54; #允许的ip           
        } 
    }
}

上面是nginx的基本配置，需要注意的有以下几点：

1.$remote_addr 与$http_x_forwarded_for 用以记录客户端的ip地址；

2.$remote_user ：用来记录客户端用户名称；

3.$time_local ： 用来记录访问时间与时区；

4.$request ： 用来记录请求的url与http协议；

5.$status ： 用来记录请求状态；成功是200，

6.$body_bytes_s ent ：记录发送给客户端文件主体内容大小；

7.$http_referer ：用来记录从那个页面链接访问过来的；

8.$http_user_agent ：记录客户端浏览器的相关信息；

9、惊群现象：一个网路连接到来，多个睡眠的进程被同事叫醒，但只有一个进程能获得链接，这样会影响系统性能。

10、每个指令必须有分号结束。