Nginx超詳細常用功能演示，夠用啦~~~

2021 年 5 月 18 日
筆記
Nginx, 部署

前言

Nginx(“engine x”)是一款是由俄羅斯的程序設計師Igor Sysoev所開發高性能的 Web和反向代理服務器，也是一個 IMAP/POP3/SMTP 代理服務器。

Nginx在部署網站時，可以說是小夥伴們的首選，當然不能說全部項目都使用，對於一些小項目，直接IIS(.Net)、Tomcat(Java)等就搞定了，但對於大項目或微服務架構，Nginx肯定是少不了啦，一張圖看清Nginx有多火：

Nginx之所以招人喜愛，那是它本身性能好，支持並發量大，內存消耗少，配置簡單，提供功能給力，最重要是開源免費。接下來會挑重要的來說說，了解我的小夥伴都應該知道，我喜歡邊實操，邊說理論；走起來~~~

正文

關於安裝我就不一步一步來演示啦，如果需要詳細安裝步驟，點這裡，菜鳥教程很詳細了，接下來就重點說說平時用得比較多的功能。

以下演示是通過阿里雲服務器演示，系統為Centos7，nginx版本為1.18.0。用到連接雲服務器的工具為Xshell6，上傳文件為Xftp 6.

1. 配置文件解讀

Nginx和Redis一樣，只需簡單的文件配置，就能輕鬆實現吊炸天的功能，所以先來了解一下配置文件內容，不用太急着知道怎麼用，接下來在功能實操的時候還會用到。

nginx.conf文件是經常需要配置的，我這裡安裝完成之後，該配置文件的路徑見下圖：

文件主要內容如下：

#指定用戶，可以不進行設置
#user  nobody;
#Nginx進程，一般設置為和CPU核數一樣
worker_processes  1;   
#錯誤日誌存放目錄,可以根據後面的日誌級別指定到不同目錄
error_log  /var/log/nginx/error.log info;
#進程pid存放位置
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
	# 單個後台進程的最大並發數
    worker_connections  1024; 
}

http {
	#文件擴展名與類型映射表，指定為當前目錄下的 mime.types
    include       mime.types;
    #默認文件類型
    default_type  application/octet-stream;  
    #設置日誌顯示格式
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

	#nginx訪問日誌存放位置
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;   
    
    #開啟高效傳輸模式
    sendfile        on;   
    #tcp_nopush     on;    
	#保持連接的時間，也叫超時時間
    keepalive_timeout  65;  
	#開啟gzip壓縮
    #gzip  on;  
	#server的配置可以單獨為一個子配置文件,避免單個配置文件過大
    server {
    	#配置監聽端口
    	listen       80;  
        #配置域名
    	server_name  localhost;  
    	#charset koi8-r;     
    	#access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
    	location / {
    		#指定默認目錄
        	root   html;
            #默認訪問頁面
        	index  index.html index.htm;    
    	}
		# 指定http code 配置404頁面
    	#error_page  404              /404.html;   

    	# redirect server error pages to the static page /50x.html
    	#錯誤狀態碼的顯示頁面，配置後需要重啟
    	error_page   500 502 503 504  /50x.html;   
    	location = /50x.html {
        	root   html;
    	}
   }
}

在上面配置文件中，有幾個點需要注意：

http配置塊中可以配置多個server塊，而每個server塊就相當於一個虛擬主機(後續會說到)；
在server塊中可以同時包含多個location塊。
在http配置塊中可以使用 include 目錄/*.conf; 指定子配置文件的位置，然後自動加載配置內容進來，避免單文件配置過大。

2. 常用命令

這裡演示沒有配置環境變量，所以需要進入nginx的安裝目錄(/usr/local/nginx/sbin)中進行操作，進入可以執行以下命令：

開啟nginx
```
./nginx #啟動
```

停止nginx

# 方式1
./nginx -s stop # 立即停止
# 方式2
./nginx -s quit # 進程完成當前工作後在停止
# 方式3
killall nginx # 直接殺死進程

重新加載配置文件
```
./nginx -s reload
```
查看nginx的啟動情況
```
ps aux|grep nginx
```

查看端口號佔用情況

netstat -tlnp # 查看整體端口佔用情況
netstat -tlnp|grep 端口號  # 查看指定端口的佔用情況

3. 常用功能實戰

3.1 反向代理

經常有小夥伴要用google搜索資料，被無情的拒絕了，所以只能百度；如果非要用google進行搜索咋弄？翻牆(需要配置相關信息)，其實本質是本機電腦藉助代理服務器轉到對應目標服務器(小夥伴機器和代理服務器在同一個LAN內)，然後就可以間接獲取到信息啦，這種形式就叫正向代理。如下圖：

反向代理與正向代理剛好相反，反向代理和目標服務器在同一個LAN內，小夥伴直接訪問反向代理服務器地址，由反向代理將請求轉發給目標服務服務器，然後將結果返回給小夥伴。如下圖：

案例演示：

新建一個API項目，然後部署到雲服務器上，通過nginx進行反向代理，隱藏項目的真實地址，為了運行API項目，這裡需要安裝.NetCore3.1的運行環境(不是開發就不用安裝SDK啦)；

#第一步，註冊 Microsoft 密鑰和存儲庫。安裝必需的依賴項。
rpm -Uvh //packages.microsoft.com/config/centos/7/packages-microsoft-prod.rpm
#第二步，安裝 .NET Core3.1 運行時，不是開發環境，就不需要安裝sdk
yum install aspnetcore-runtime-3.1

然後執行dotnet --version 命令，如果顯示對應版本就可以繼續部署程序啦；

創建一個TestWebAPI項目，將編譯之後的項目文件通過Xftp拷貝到雲服務器上，然後將其啟動，如下：

運行之後，由於阿里云云服務器的安全組沒有對外開放5000端口，所以外網是訪問不了的，但可以在服務器內通過curl命令測試站點是否啟動，如下：

我這個服務器，80端口是對外開放的，可以訪問到的，如下：

所以現在我們通過nginx能訪問的80端口，反向代理到我們內部開啟的測試項目，即5000那個端口。nginx配置如下：

重啟nginx之後，就可以訪問啦，如下：

關鍵知識：

在Server塊中指定對外的端口和server_name(域名或IP)；
配置對應Server塊中的location塊；配置location可以進行正則匹配，語法如下：
```
location [ = | ~ | ~* |^~] uri{

} # 匹配的路徑
```
=：表示uri不包含正則表達式，要求請求字符串與uri嚴格匹配，只要匹配成功立即處理該請求，不在繼續尋求匹配的規則；

~：用於表示uri中包含正則表達式，區分大小寫；

~*：用於表示uri中包含正則表達式，不區分大小寫；

^~：表示uri不包含正則表達式，找到請求字符串與uri匹配度最高的location後，然後立即處理請求。

例：

實操如下：
在location中使用proxy_pass配置需要轉發到的目標服務器地址；

nginx反向代理好處：

屏蔽目標服務器的真實地址，相對安全性較好；
nginx的性能好，便於配置負載均衡和動靜分離功能，合理利用服務器資源。
統一入口，當做負載均衡時，不管目標服務器怎麼擴展部署，調用者只訪問代理服務器入口即可。

3.2 負載均衡

系統的高可用是比較重要的，所以站點會通常以集群的方式進行部署，但為了讓請求均勻分配到各服務器上，則就要用到負載均衡策略啦，不管是軟件的方式還是硬件的方式都可以實現(這裡就不詳細列舉啦)，大概模式如下圖：

案例演示

案例採用一個nginx做為反向代理，並通過簡單的配置實現負載均衡功能；由於設備有限，目標服務器採用端口不同的形式進行模擬，端口分別是5000和6000，然後在原來的項目中增加一個獲取端口的接口，用於便於案例演示，代碼如下：

然後將編譯完成之後的項目文件通過xFtp拷貝到雲服務器上，然後用以不同端口的形式分別在不同終端啟動，命令如下：

另外打開一個終端，如上圖一樣啟動項目，只是配置端口為5000打開，這樣項目就啟動了兩個(集群)，接下來就通過配置nginx來實現負載均衡的功能。如下圖：

nginx負載均衡策略

如上演示，默認情況下，nginx的負載均衡策略為輪詢，在實際應用場景中可以根據需要配置其他策略，如下：

輪詢：默認就是，指每個請求按照請求順序逐一分配到不同到目標服務器，如果目標服務器有宕機的，還能自動剔除。
權重(weight)：通過配置權重來實現請求分配，目標服務器配置的權重越高，被分配的請求越多。
```
# 其他不變，只是在每個目標服務器後面增加權重即可
upstream testloadbalance {
        server 127.0.0.1:5000 weight=5;
        server 127.0.0.1:6000 weight=10;
    }
```
按照上面配置重啟nginx，多次請求測試，請求會更多的轉發到6000上面。
ip_hash：每個請求有對應的ip，通過對ip進行hash計算，根據這個結果就能訪問到指定的目標服務器；這種方式可以保證對應客戶端固定訪問到對應的目標服務器；
```
# 其他不變，只是增加一個策略進行
upstream testloadbalance {
        ip_hash; # 指定策略為通過ip進行hash之後轉發
        server 127.0.0.1:5000;
        server 127.0.0.1:6000;
    }
```
fair：按目標服務器的響應時間來分配請求，響應時間短的優先被分配。

關於這種模式需要額外安裝nginx-upstream-fair，然後配置一下策略即可，安裝就不具體演示，點擊上面連接進入看說明；配置內容如下：
```
# 其他不變，只是增加一個策略進行
upstream testloadbalance {
        fair; # 指定策略為fair
        server 127.0.0.1:5000;
        server 127.0.0.1:6000;
    }
```

負載均衡的功能的配置是不是很簡單~~~，動動手感覺就是舒坦。

3.3 動靜分離

前後端分離開發的模式最近幾年是火的不行，在部署方面，為了提高系統性能和用戶體驗，也會將動靜分離部署，即將靜態資源(如html、js、css、圖片等)單獨部署一個站點，關於WebAPI獲取和處理信息單獨部署為一個站點。本質還是通過location匹配規則，將匹配的請求進行不同的處理即可。

環境準備

在nginx安裝目錄下創建一個static目錄，用於存放相關靜態資源：

結構如下：

動靜分離配置

重啟nginx(或重新加載配置文件)，然後訪問看效果：

動靜分離思想就是這樣直觀，小夥伴可以根據自己的需要，定義location的匹配規則即可。

4. 其他功能

除了以上常用的功能，可能還有一些小功能也會常用到哦，比如根據http狀態碼配置指定頁面、訪問權限控制、適配PC或移動端等，以下挑幾個平時比較常用的演示一把，如下：

根據狀態碼配置指定頁面

就拿平時常見的404舉例，默認可能就是簡單的頁面提示，如下：

但是對於很多企業都喜歡做自己個性化的頁面，還有一些用來做公益廣告等等；nginx配置很簡單，如下：

其他http狀態碼也可以通過上面的方式進行自定義頁面展示。
訪問權限控制

為了系統安全，會針對請求增加訪問權限控制，比如使用黑白名單的方式來進行控制，將訪問IP加入到白名單就可以訪問，加入到黑名單就不可以訪問啦，如下：

上圖是拒絕指定IP，如果是允許指定IP，可進行如下配置，如下：
```
location /weatherforecast/ {
   proxy_pass //testloadbalance;
   # 這個ip是百度輸入ip查看到的,也可以通過nginx日誌可以看
   allow 223.88.45.26; 
}
```
註：如果在同一location塊中同時配置deny和allow，配置在最前面的會覆蓋下面的，如下：
```
location /weatherforecast/ {
    proxy_pass //testloadbalance;
    # deny all 放在前面，就所有不能訪問，deny all 會覆蓋下面配置
    #deny all; 
    allow  223.88.45.26;
    # deny all 放在後面，被上面allow進行覆蓋
    deny all; 
}
```
適配PC或移動端

現在的移動端好多都是採用H5的形式進行開發，或者是混合模式，所以也需要針對移動端部署對應的站點，那用nginx如何自動適配PC還是移動端頁面呢？

準備環境

在nginx安裝目錄中創建pcandmobile目錄，如下：

目錄裏面內容如下：

兩個index.html中的就只有一個h1標籤，分別顯示「PC端頁面」和「移動端頁面」文字。

nginx配置
```
location / {
  root pcandmobile/pc; # 默認在pc目錄中找頁面
  # 當請求頭中User-Agent中匹配如下內容時，就去mobile目錄找頁面
  if ($http_user_agent ~* '(Android|webOS|iPhone|iPod|BlackBerry)') {
      root pcandmobile/mobile;
  }
  index index.html;
}
```
運行效果如下：

本質就是判斷請求頭中User-Agent，只要匹配到移動端，就去找指定移動頁面就行啦。