Nginx超详细常用功能演示，够用啦~~~

2021 年 5 月 18 日
笔记
Nginx, 部署

前言

Nginx(“engine x”)是一款是由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev所开发高性能的 Web和反向代理服务器，也是一个 IMAP/POP3/SMTP 代理服务器。

Nginx在部署网站时，可以说是小伙伴们的首选，当然不能说全部项目都使用，对于一些小项目，直接IIS(.Net)、Tomcat(Java)等就搞定了，但对于大项目或微服务架构，Nginx肯定是少不了啦，一张图看清Nginx有多火：

Nginx之所以招人喜爱，那是它本身性能好，支持并发量大，内存消耗少，配置简单，提供功能给力，最重要是开源免费。接下来会挑重要的来说说，了解我的小伙伴都应该知道，我喜欢边实操，边说理论；走起来~~~

正文

关于安装我就不一步一步来演示啦，如果需要详细安装步骤，点这里，菜鸟教程很详细了，接下来就重点说说平时用得比较多的功能。

以下演示是通过阿里云服务器演示，系统为Centos7，nginx版本为1.18.0。用到连接云服务器的工具为Xshell6，上传文件为Xftp 6.

1. 配置文件解读

Nginx和Redis一样，只需简单的文件配置，就能轻松实现吊炸天的功能，所以先来了解一下配置文件内容，不用太急着知道怎么用，接下来在功能实操的时候还会用到。

nginx.conf文件是经常需要配置的，我这里安装完成之后，该配置文件的路径见下图：

文件主要内容如下：

#指定用户，可以不进行设置
#user  nobody;
#Nginx进程，一般设置为和CPU核数一样
worker_processes  1;   
#错误日志存放目录,可以根据后面的日志级别指定到不同目录
error_log  /var/log/nginx/error.log info;
#进程pid存放位置
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
	# 单个后台进程的最大并发数
    worker_connections  1024; 
}

http {
	#文件扩展名与类型映射表，指定为当前目录下的 mime.types
    include       mime.types;
    #默认文件类型
    default_type  application/octet-stream;  
    #设置日志显示格式
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

	#nginx访问日志存放位置
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;   
    
    #开启高效传输模式
    sendfile        on;   
    #tcp_nopush     on;    
	#保持连接的时间，也叫超时时间
    keepalive_timeout  65;  
	#开启gzip压缩
    #gzip  on;  
	#server的配置可以单独为一个子配置文件,避免单个配置文件过大
    server {
    	#配置监听端口
    	listen       80;  
        #配置域名
    	server_name  localhost;  
    	#charset koi8-r;     
    	#access_log  /var/log/nginx/host.access.log  main;
    	location / {
    		#指定默认目录
        	root   html;
            #默认访问页面
        	index  index.html index.htm;    
    	}
		# 指定http code 配置404页面
    	#error_page  404              /404.html;   

    	# redirect server error pages to the static page /50x.html
    	#错误状态码的显示页面，配置后需要重启
    	error_page   500 502 503 504  /50x.html;   
    	location = /50x.html {
        	root   html;
    	}
   }
}

在上面配置文件中，有几个点需要注意：

http配置块中可以配置多个server块，而每个server块就相当于一个虚拟主机(后续会说到)；
在server块中可以同时包含多个location块。
在http配置块中可以使用 include 目录/*.conf; 指定子配置文件的位置，然后自动加载配置内容进来，避免单文件配置过大。

2. 常用命令

这里演示没有配置环境变量，所以需要进入nginx的安装目录(/usr/local/nginx/sbin)中进行操作，进入可以执行以下命令：

开启nginx
```
./nginx #启动
```

停止nginx

# 方式1
./nginx -s stop # 立即停止
# 方式2
./nginx -s quit # 进程完成当前工作后在停止
# 方式3
killall nginx # 直接杀死进程

重新加载配置文件
```
./nginx -s reload
```
查看nginx的启动情况
```
ps aux|grep nginx
```

查看端口号占用情况

netstat -tlnp # 查看整体端口占用情况
netstat -tlnp|grep 端口号  # 查看指定端口的占用情况

3. 常用功能实战

3.1 反向代理

经常有小伙伴要用google搜索资料，被无情的拒绝了，所以只能百度；如果非要用google进行搜索咋弄？翻墙(需要配置相关信息)，其实本质是本机电脑借助代理服务器转到对应目标服务器(小伙伴机器和代理服务器在同一个LAN内)，然后就可以间接获取到信息啦，这种形式就叫正向代理。如下图：

反向代理与正向代理刚好相反，反向代理和目标服务器在同一个LAN内，小伙伴直接访问反向代理服务器地址，由反向代理将请求转发给目标服务服务器，然后将结果返回给小伙伴。如下图：

案例演示：

新建一个API项目，然后部署到云服务器上，通过nginx进行反向代理，隐藏项目的真实地址，为了运行API项目，这里需要安装.NetCore3.1的运行环境(不是开发就不用安装SDK啦)；

#第一步，注册 Microsoft 密钥和存储库。安装必需的依赖项。
rpm -Uvh //packages.microsoft.com/config/centos/7/packages-microsoft-prod.rpm
#第二步，安装 .NET Core3.1 运行时，不是开发环境，就不需要安装sdk
yum install aspnetcore-runtime-3.1

然后执行dotnet --version 命令，如果显示对应版本就可以继续部署程序啦；

创建一个TestWebAPI项目，将编译之后的项目文件通过Xftp拷贝到云服务器上，然后将其启动，如下：

运行之后，由于阿里云云服务器的安全组没有对外开放5000端口，所以外网是访问不了的，但可以在服务器内通过curl命令测试站点是否启动，如下：

我这个服务器，80端口是对外开放的，可以访问到的，如下：

所以现在我们通过nginx能访问的80端口，反向代理到我们内部开启的测试项目，即5000那个端口。nginx配置如下：

重启nginx之后，就可以访问啦，如下：

关键知识：

在Server块中指定对外的端口和server_name(域名或IP)；
配置对应Server块中的location块；配置location可以进行正则匹配，语法如下：
```
location [ = | ~ | ~* |^~] uri{

} # 匹配的路径
```
=：表示uri不包含正则表达式，要求请求字符串与uri严格匹配，只要匹配成功立即处理该请求，不在继续寻求匹配的规则；

~：用于表示uri中包含正则表达式，区分大小写；

~*：用于表示uri中包含正则表达式，不区分大小写；

^~：表示uri不包含正则表达式，找到请求字符串与uri匹配度最高的location后，然后立即处理请求。

例：

实操如下：
在location中使用proxy_pass配置需要转发到的目标服务器地址；

nginx反向代理好处：

屏蔽目标服务器的真实地址，相对安全性较好；
nginx的性能好，便于配置负载均衡和动静分离功能，合理利用服务器资源。
统一入口，当做负载均衡时，不管目标服务器怎么扩展部署，调用者只访问代理服务器入口即可。

3.2 负载均衡

系统的高可用是比较重要的，所以站点会通常以集群的方式进行部署，但为了让请求均匀分配到各服务器上，则就要用到负载均衡策略啦，不管是软件的方式还是硬件的方式都可以实现(这里就不详细列举啦)，大概模式如下图：

案例演示

案例采用一个nginx做为反向代理，并通过简单的配置实现负载均衡功能；由于设备有限，目标服务器采用端口不同的形式进行模拟，端口分别是5000和6000，然后在原来的项目中增加一个获取端口的接口，用于便于案例演示，代码如下：

然后将编译完成之后的项目文件通过xFtp拷贝到云服务器上，然后用以不同端口的形式分别在不同终端启动，命令如下：

另外打开一个终端，如上图一样启动项目，只是配置端口为5000打开，这样项目就启动了两个(集群)，接下来就通过配置nginx来实现负载均衡的功能。如下图：

nginx负载均衡策略

如上演示，默认情况下，nginx的负载均衡策略为轮询，在实际应用场景中可以根据需要配置其他策略，如下：

轮询：默认就是，指每个请求按照请求顺序逐一分配到不同到目标服务器，如果目标服务器有宕机的，还能自动剔除。
权重(weight)：通过配置权重来实现请求分配，目标服务器配置的权重越高，被分配的请求越多。
```
# 其他不变，只是在每个目标服务器后面增加权重即可
upstream testloadbalance {
        server 127.0.0.1:5000 weight=5;
        server 127.0.0.1:6000 weight=10;
    }
```
按照上面配置重启nginx，多次请求测试，请求会更多的转发到6000上面。
ip_hash：每个请求有对应的ip，通过对ip进行hash计算，根据这个结果就能访问到指定的目标服务器；这种方式可以保证对应客户端固定访问到对应的目标服务器；
```
# 其他不变，只是增加一个策略进行
upstream testloadbalance {
        ip_hash; # 指定策略为通过ip进行hash之后转发
        server 127.0.0.1:5000;
        server 127.0.0.1:6000;
    }
```
fair：按目标服务器的响应时间来分配请求，响应时间短的优先被分配。

关于这种模式需要额外安装nginx-upstream-fair，然后配置一下策略即可，安装就不具体演示，点击上面连接进入看说明；配置内容如下：
```
# 其他不变，只是增加一个策略进行
upstream testloadbalance {
        fair; # 指定策略为fair
        server 127.0.0.1:5000;
        server 127.0.0.1:6000;
    }
```

负载均衡的功能的配置是不是很简单~~~，动动手感觉就是舒坦。

3.3 动静分离

前后端分离开发的模式最近几年是火的不行，在部署方面，为了提高系统性能和用户体验，也会将动静分离部署，即将静态资源(如html、js、css、图片等)单独部署一个站点，关于WebAPI获取和处理信息单独部署为一个站点。本质还是通过location匹配规则，将匹配的请求进行不同的处理即可。

环境准备

在nginx安装目录下创建一个static目录，用于存放相关静态资源：

结构如下：

动静分离配置

重启nginx(或重新加载配置文件)，然后访问看效果：

动静分离思想就是这样直观，小伙伴可以根据自己的需要，定义location的匹配规则即可。

4. 其他功能

除了以上常用的功能，可能还有一些小功能也会常用到哦，比如根据http状态码配置指定页面、访问权限控制、适配PC或移动端等，以下挑几个平时比较常用的演示一把，如下：

根据状态码配置指定页面

就拿平时常见的404举例，默认可能就是简单的页面提示，如下：

但是对于很多企业都喜欢做自己个性化的页面，还有一些用来做公益广告等等；nginx配置很简单，如下：

其他http状态码也可以通过上面的方式进行自定义页面展示。
访问权限控制

为了系统安全，会针对请求增加访问权限控制，比如使用黑白名单的方式来进行控制，将访问IP加入到白名单就可以访问，加入到黑名单就不可以访问啦，如下：

上图是拒绝指定IP，如果是允许指定IP，可进行如下配置，如下：
```
location /weatherforecast/ {
   proxy_pass //testloadbalance;
   # 这个ip是百度输入ip查看到的,也可以通过nginx日志可以看
   allow 223.88.45.26; 
}
```
注：如果在同一location块中同时配置deny和allow，配置在最前面的会覆盖下面的，如下：
```
location /weatherforecast/ {
    proxy_pass //testloadbalance;
    # deny all 放在前面，就所有不能访问，deny all 会覆盖下面配置
    #deny all; 
    allow  223.88.45.26;
    # deny all 放在后面，被上面allow进行覆盖
    deny all; 
}
```
适配PC或移动端

现在的移动端好多都是采用H5的形式进行开发，或者是混合模式，所以也需要针对移动端部署对应的站点，那用nginx如何自动适配PC还是移动端页面呢？

准备环境

在nginx安装目录中创建pcandmobile目录，如下：

目录里面内容如下：

两个index.html中的就只有一个h1标签，分别显示“PC端页面”和“移动端页面” 文字。

nginx配置
```
location / {
  root pcandmobile/pc; # 默认在pc目录中找页面
  # 当请求头中User-Agent中匹配如下内容时，就去mobile目录找页面
  if ($http_user_agent ~* '(Android|webOS|iPhone|iPod|BlackBerry)') {
      root pcandmobile/mobile;
  }
  index index.html;
}
```
运行效果如下：

本质就是判断请求头中User-Agent，只要匹配到移动端，就去找指定移动页面就行啦。