Nginx的基本使用

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1. 介绍

Nginx主要用于分发网络流量，涉及到的最常用的三个功能分别是反向代理、负载均衡和动静分离

1.1 反向代理

1. 正向代理: 用户端配置代理服务，用户通过代理服务器访问目标网站，服务端不知道用户端的实际地址，代理服务端通常部署SS、SSR、Trojan等协议的流量转发服务，客户端则安装对应的软件进行使用

2. 反向代理: 服务端配置代理服务，服务端通过代理服务器为用户返回结果，用户端不知道服务端的实际地址，Nginx支持在 传输层（TCP/UDP）和应用层（HTTP） 的代理

我的理解是，两者的原理相同，都是通过代理服务器对流量进行转发，关键是代理服务器归谁管控。如果归请求方管控，请求方就可以隐藏自己的真实地址，即正向代理；反之则为反向代理

1.2 负载均衡

负载均衡（Load Balance）将负载（工作任务、访问请求）进行平衡、分摊到多个操作单元（服务器、组件）上进行执行, 是解决高性能、高可用（单点故障）、扩展性（水平伸缩）的终极解决方案

1.2.1 常见负载均衡算法

1. 轮询

每个请求按时间顺序逐一分配到不同的后端服务器，此外还可以为服务器添加权重来增加其访问量

# 轮询
upstream web { 
      server x.x.x.x:8080; 
      server x.x.x.x:8080;      
}

# 加权(默认1)
upstream web { 
      server x.x.x.x:8080 weight=2; 
      server x.x.x.x:8080;      
}

2. IP Hash

按访问IP的hash结果分配，同一个IP客户端固定访问一个后端服务器。可以保证来自同一ip的请求被打到固定的机器上，可以解决session问题

upstream web { 
      ip_hash;
      server x.x.x.x:8080;
      server x.x.x.x:8080;
}

3. URL Hash

按访问url的hash结果分配，使每个url定向到同一个后端服务器

upstream web {
      hash $request_uri;
      server x.x.x.x:8080; 
      server x.x.x.x:8080;      
}

4. Fair

根据后端服务器的响应时间（页面加载时间）来分配请求，响应时间短的优先分配。Nginx本身是不支持 fair的，如果需要使用这种调度算法，必须下载Nginx的upstream_fair模块

upstream web {
      fair;
      server x.x.x.x:8080;
      server x.x.x.x:8080;      
}

1.2.2 Upstream块的其他配置

upstream块支持以下配置, 均是放在server xxx:port后来使用:

down：表示当前的server暂时不参与负载均衡
backup：热备，当其他所有的非backup机器出现故障或者忙的时候，才会请求backup机器
max_fails：允许请求失败的次数，默认为1。当超过最大次数时，返回proxy_next_upstream 模块定义的错误
fail_timeout：在经历了max_fails次失败后，暂停服务的时间单位秒

1.3 动静分离

静态资源：不依赖于用户的请求动态生成，服务器直接将文件内容发送给客户端，通常由Web服务器（如Nginx、Apache）直接提供
动态资源：服务器端根据用户请求或其他数据生成的内容

动静分离就是将静态资源放在静态服务器，动态资源放在动态服务器，让专业的服务器做专业的事（比如Tomcat就不擅长解析静态资源），加快网站解析速度

2. 安装

这里给出docker-compose的内容，直接使用docker.io的镜像并将配置文件映射进去即可

services:
  nginx:
    container_name: nginx
    image: 'nginx:latest'
    restart: always
    environment:
      - TZ=Asia/Shanghai
    network_mode: host
    volumes:
      - /etc/localtime:/etc/localtime:ro
      - ./data/nginx/etc/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf

3. 使用

Nginx的配置文件包括全局块、events块、http块

全局块：影响Nginx服务器运行的配置
events块：影响Nginx服务器与用户连接的配置
http块：反向代理、负载均衡等配置，又分为http和stream块
- http块：处理http和https流量，具备http功能，但不支持非http流量
- stream块：处理通用TCP和UDP流量

下面通过一个例子看一下

# example: nginx.conf
# 全局块
user  nginx;                    # 运行用户
worker_processes  auto;         # worker 进程数
worker_cpu_affinity auto;       # 设置 worker 进程与 CPU 核心的关联性
worker_rlimit_nopaper 102400;   # 每个 worker 进程可以打开的最大文件描述符数量

error_log  /var/log/nginx/error.log notice; # 错误日志路径和 level
pid        /var/run/nginx.pid;  # 指定存储 Nginx 进程 ID 的文件路径

# events块
events {
    use epoll;                  # 事件驱动
    worker_connections 102400;  # 每个 worker 进程可以同时处理的最大连接数
}

# http块
http {
    # MIME
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    # LOG
    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;

    # 响应中不出现Nginx版本信息
    server_tokens   off;

    # 启用 sendpaper 机制，用于提高文件传输性能
    sendpaper        on;

    # 全局超时设置
    proxy_connect_timeout       600;
    proxy_send_timeout          600;
    proxy_read_timeout          600;
    send_timeout                600;
    keepalive_timeout           600;

    # 启动gzip压缩
    gzip                on;
    gzip_min_length     0;
    gzip_buffers        4 16k;
    gzip_comp_level     1;
    gzip_types          text/plain application/javascript text/css 
                        application/xml text/javascript application/x-httpd-php 
                        image/jpeg image/gif image/png;
    gzip_vary           on;

    # 导入其他配置
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    include /etc/nginx/conf.d/*/*.conf;
}

stream {
    # Log
    log_format proxy '$remote_addr [$time_local] '
                 '$protocol $status $bytes_sent $bytes_received '
                 '$session_time "$upstream_addr" '
                 '"$upstream_bytes_sent" "$upstream_bytes_received" "$upstream_connect_time"';
    access_log /var/log/nginx/tcp-access.log proxy;
    
    # 关闭日志缓存
    open_log_paper_cache off;
    
    # 导入其他配置
    include /etc/nginx/conf.d/*.stream;
    include /etc/nginx/conf.d/*/*.stream;
}