快速上手Nginx - mio的小窝

Nginx是一个高性能的HTTP和方向=代理服务器，同时也是一个IMAP/POP3/SMTP代理服务器。它以高性能、稳定性、丰富的功能集、简单的配置文件和低系统资源消耗而闻名。

1. nginx基础概念#

1.1 核心特性#

高并发处理：采用异步、事件驱动的架构，能够处理数万个并发连接，内存占用极低。
模块化设计：核心功能通过模块实现，支持动态加载模块，便于扩展功能（如第三方模块如Lua支持）。
反向代理与负载均衡：提供强大的代理功能和多种负载均衡算法，包括轮询、IP哈希、最少连接等。
静态文件服务：高效处理静态文件，支持gzip压缩、缓存控制等优化功能。
SSL/TLS支持：内置SSL支持，可配置HTTPS服务，并支持现代加密标准。
其他：支持WebSocket、gRPC、流媒体服务等。

1.2 应用场景#

Nginx广泛应用于Web服务器、反向代理、负载均衡器、API网关、静态资源服务器等场景。许多知名网站如Netflix、Airbnb、GitHub等都在生产环境中使用Nginx。它也常用于微服务架构、容器化环境（如Kubernetes的Ingress控制器）。

2. 环境配置（win环境下）#

2.1 目录结构#

1
C:\nginx\            # 主安装目录
2
├── nginx.exe        # 主可执行文件
3
├── conf\            # 配置目录
4
│   ├── nginx.conf   # 主配置文件
5
│   ├── mime.types   # MIME 类型定义
6
│   └── ...          # 其他配置文件
7
├── html\            # 默认网站根目录
8
│   ├── index.html   # 默认欢迎页面
9
│   └── 50x.html     # 默认错误页面
10
├── logs\            # 日志目录（运行后创建）
11
│   ├── access.log   # 访问日志
12
│   └── error.log    # 错误日志
13
├── temp\            # 临时文件目录（运行后创建）
14
└── contrib\         # 附加工具和脚本

3. 基础配置#

基本语法规则

指令：以分号;结束，如worker_processes auto;。

块：用{}包围，可嵌套。

注释：用#开头。

变量：用$前缀，如$remote_addr。

包含：include /etc/nginx/conf.d/*.conf; 用于模块化配置。

配置验证：nginx -t 检查语法错误。

3.1 配置文件结构#

Nginx配置文件采用了层次化结构，主要块包括：

全局块：用于设置Nginx服务器的全局参数。如进程管理、用户权限和日志设置。

1
user nginx;                  # 运行用户
2
worker_processes auto;       # 进程数（auto为CPU核数）
3
error_log /var/log/nginx/error.log warn;  # 错误日志

events块：配置 Nginx 的事件驱动模型和连接处理参数。Nginx 使用异步、非阻塞的事件机制来处理高并发连接，这个块主要优化 worker 进程的连接管理和事件处理效率。

1
events {
2
    worker_connections 1024;  # 每个进程最大连接数
3
    use epoll;                # 事件模型（Linux推荐）
4
    multi_accept on;          # 同时接受多个连接
5
}

http块：这是 HTTP 协议的核心配置块，用于设置所有 HTTP/HTTPS 相关的全局参数，如 MIME 类型、日志格式、gzip 压缩、缓存等。它是 server 块的父级容器，可以包含多个 server 块，实现虚拟主机管理。一个http块可以有多个server块。

1
http {
2
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
3
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
4
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
5
    access_log /var/log/nginx/access.log main;
6
    sendfile on;              # 高效文件传输
7
    keepalive_timeout 65;     # 连接超时
8
    gzip on;                  # 压缩启用
9
}

server块：定义一个虚拟主机（Virtual Host），用于处理特定域名、IP 或端口的请求。每个 server 块对应一个独立的网站或服务配置，包括监听端口、服务器名称、根目录等。它是 Nginx 处理 HTTP 请求的入口点，可以实现基于域名/IP/端口的区分。一个server块可以有多个location块。

1
server {
2
    listen 80;
3
    server_name www.example.com;
4
    root /var/www/example;
5
    index index.html;
6
}
7
...

location块：用于匹配具体的 URI（请求路径），并定义该路径下的处理规则，如静态文件服务、代理转发、重定向等。它是配置中最细粒度的部分，支持多种匹配模式（精确、前缀、正则等），允许针对不同路径应用不同的策略。

1
location = / { return 200 "Home"; }  # 精确
2
location ~ \.jpg$ { root /images; }   # 正则
3
location / { root /var/www; }         # 通用

示例nginx.conf：

1
# 全局块
2
user nginx;
3
worker_processes auto;
4

5
# events块
6
events {
7
    worker_connections 1024;
8
}
9

10
# http块
11
http {
12
    include /etc/nginx/mime.types;
13
    default_type application/octet-stream;
14

15
    server {
16
        listen 80;
17
        server_name example.com;
18

19
        location / {
20
            root /var/www/html;
21
            index index.html;
22
        }
23
    }
24
}

3. 核心功能#

3.1 反向代理#

反向代理是指 Nginx 作为==中间服务器==，接收来自客户端（比如浏览器）的请求，然后将这些请求转发到后端的真实服务器（上游服务器），并将后端服务器的响应返回给客户端。(客户端只看到 Nginx 的地址，而不知道后端服务器的真实 IP 或结构。)

1
http {
2
    upstream backend {
3
        server backend1.example.com:8080;  # 后端服务器
4
    }
5

6
    server {
7
        listen 80;
8
        server_name example.com;
9

10
        location / {
11
            proxy_pass http://backend;  # 转发请求到上游
12
            proxy_set_header Host $host;  # 传递头部信息
13
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
14
        }
15
    }
16
}

3.2 负载均衡#

负载均衡是将 incoming 的请求均匀分发到多个后端服务器上，以避免单一服务器过载。

1
http {
2
    upstream backend_servers {
3
        server backend1.example.com:8080 weight=1;  # 权重为1
4
        server backend2.example.com:8080 weight=2;  # 权重更高，接收更多请求
5
        server backend3.example.com:8080 backup;    # 备份服务器，只在其他宕机时使用
6
    }
7

8
    server {
9
        listen 80;
10
        server_name example.com;
11

12
        location / {
13
            proxy_pass http://backend_servers;  # 指向 upstream 组，实现负载均衡
14
            health_check;  # 可选：启用健康检查
15
        }
16
    }
17
}

3.3 静态文件服务#

1
location /static/ {
2
    root /var/www;
3
    expires 30d;  # 缓存30天
4
    gzip_static on;
5
}

3.4 目前仅做了解#

1️⃣ URL重写与重定向

1
server {
2
    if ($host ~* ^www\.(.*)) { return 301 https://$1$request_uri; }
3
    rewrite ^/old/(.*)$ /new/$1 permanent;
4
}

2️⃣缓存控制

1
proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m;
2
location /api/ {
3
    proxy_cache my_cache;
4
    proxy_cache_valid 200 10m;
5
}

3️⃣ 限速与限流

1
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
2
location /login {
3
    limit_req zone=one burst=5;
4
}

4️⃣ HTTPS与SSL配置

1
server {
2
    listen 443 ssl;
3
    ssl_certificate /etc/ssl/cert.crt;
4
    ssl_certificate_key /etc/ssl/key.key;
5
    ssl_protocols TLSv1.3;
6
}
7
server { listen 80; return 301 https://$host$request_uri; }

4. 实战案例#

1️⃣ 门户网站

配置静态页面、API代理、文件上传。

1
upstream api_backend {
2
    server 192.168.1.10:3000;
3
    server 192.168.1.11:3000;
4
    keepalive 16;
5
}
6

7
server {
8
    listen 443 ssl http2;
9
    server_name corporate.example.com;
10
    ssl_certificate /etc/ssl/corporate.crt;
11
    ssl_certificate_key /etc/ssl/corporate.key;
12

13
    location / {
14
        root /var/www/corporate;
15
        index index.html;
16
        try_files $uri $uri/ /index.html;
17
    }
18

19
    location /static/ {
20
        root /var/www/corporate;
21
        expires 1y;
22
        gzip_static on;
23
    }
24

25
    location /api/ {
26
        limit_req zone=api burst=20 nodelay;
27
        proxy_pass http://api_backend/;
28
        proxy_http_version 1.1;
29
        proxy_set_header Connection "";
30
        proxy_cache api_cache;
31
        proxy_cache_key $scheme$request_method$host$request_uri;
32
        proxy_cache_valid 200 302 10m;
33
        proxy_cache_valid 404 1m;
34
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
35
    }
36

37
    location /upload/ {
38
        client_max_body_size 100m;
39
        proxy_pass http://file_backend/;
40
    }
41
}

2️⃣ 高可用负载均衡集群

为Node.js应用构建负载均衡。

1
upstream app_servers {
2
    least_conn;
3
    server app1.example.com:3000 max_fails=3 fail_timeout=30s;
4
    server app2.example.com:3000 max_fails=3 fail_timeout=30s;
5
    server app3.example.com:3000 backup;
6
}
7

8
server {
9
    listen 80;
10
    server_name app.example.com;
11

12
    location / {
13
        proxy_pass http://app_servers;
14
        proxy_next_upstream error timeout http_502;
15
        health_check;
16
    }
17
}

3️⃣ API网关与微服务

使用Nginx作为API网关，路由到不同微服务。

1
map $request_uri $service {
2
    ~^/user/    user_service;
3
    ~^/product/ product_service;
4
    default     default_service;
5
}
6

7
upstream user_service { server user:8080; }
8
upstream product_service { server product:8081; }
9

10
server {
11
    location / {
12
        proxy_pass http://$service;
13
    }
14
}