私有化輕量級持續集成部署方案–02-Nginx網關服務

2022 年 2 月 16 日
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這一篇中使用 Nginx 部署網關中心，用來代理伺服器中服務。網關中心有優點也有缺點，也可以不採用網關系統。

部署 Nginx網關 系統需要使用域名，沒有域名無法處理

網關概述

網關(Gateway) 是轉發其它伺服器通訊數據的伺服器，接收客戶端發送來的請求時，它就像自己擁有資源的源伺服器一樣對請求進行
處理。有時候客戶端可能都不會察覺，自己的通訊目標是一個網關。

這是 維基百科 中對 網關 的描述。

Nginx 可以利用代理機制實現 網關係統

本篇中要做的是部署一個 Nginx 服務作為網關，此 Nginx 代理轉發伺服器中其它服務：例如 Portainer
伺服器只暴露此 Nginx網關，Nginx網關 根據實際請求服務（根據域名區分）轉發到對應服務。

這種 Nginx網關 系統訪問具有一定的優點和缺點，

優點：

可以對服務提供統一管理，例如給服務統一設置 HTTPS 、壓縮等功能
對於擁有公網 IP 不足，但具有多台伺服器的場景，可以提供一種解決公網 IP 不足的方案

缺點：

因為網關服務作為所有服務入口，那麼網關承載了所有訪問壓力。
對網關服務依賴性較強，當網關一掛掉，那所有服務對於外網都處於都不可見狀態。

PS：兩個缺點可以對網關做負載均衡來解決。

網關 在系統基本上都隨處可見，只是可能利用其它方案實現 網關。
例如後端微服務系統中便會提供一個網關，根據請求和伺服器狀態處理轉發，

要根據業務場景來採用不同的解決方案。

在當前場景時，作為個人伺服器，訪問壓力和伺服器依賴性這問題都不需要考慮，而使用 Nginx網關則能更方便的提供 HTTPS和壓縮等功能，並且可以使用子域名

Nginx

Nginx 概述

Nginx 是一個高性能的網頁伺服器，也是目前使用最廣泛的網頁伺服器之一。Nginx 也可以用作反向代理和負載均衡，

本文中網關 便是使用的 Nginx 中 反向代理 功能

Nginx 是一個很強大的伺服器，我對他也僅僅會簡單使用，有興趣的朋友可以深入學習:Nginx 開發從入門到精通

Nginx 部署

Docker Compose 配置

version: '3.9'
services:
  nginx:
    image: nginx:latest
    container_name: gateway
    restart: always
    ports:
      - 80:80 #啟動埠
      - 443:443
    volumes: #數據卷映射地址
      - /volumes/gateway/conf.d:/etc/nginx/conf.d
      - /volumes/gateway/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf
      - /volumes/gateway/logs:/var/log/nginx

作為網關服務，監聽埠 80（HTTP） 和埠 443（HTTPS）。

配置中使用 Volume 對 Nginx 日誌、 conf.d 和 nginx.conf（配置文件） 掛載到宿主機

PS：Nginx 容器讀取配置文件的目錄地址為 /etc/nginx/nginx.conf

nginx.conf 為 配置文件， Docker 掛載文件時，宿主機中需要具有此文件，需要在伺服器中先創建該文件。

Nginx 文件

nginx.conf 配置文件中監聽 80 埠，

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    include mime.types;
    default_type text/html;
    sendfile on;
    keepalive_timeout 65;
    charset utf-8;
    server {
        listen 80;
        error_log  /var/log/nginx/portainer/error.log;
        access_log  /var/log/nginx/portainer/access.log;
        location / {
            proxy_pass //10.0.24.12:9000;
        }
    }

}

這是一個簡單的 nginx.conf 配置，監聽 80 埠，用於以內網連接轉發到 9000 埠(Portainer可視化客戶端)。

也就是訪問 80 埠會被轉發到 Portainer可視化客戶端

events：此模組用於處理 Nginx 連接的配置。其中 worker_connections 屬性表示最大並發數量
http：此模組用於處理 HTTP 監聽。此模組中最重要是 server 屬性，表示 虛擬伺服器（站點），在 虛擬伺服器 中可以監聽埠，代理其它伺服器或者掛載靜態文件。
serser 模組 可以設置多個。
- listen：監聽埠號
- error_log、access_log：設置日誌路徑,
- location：此屬性用於匹配 URL 請求，在這裡直接使用 proxy_pass 屬性代理 9000 埠

PS: 其它屬性不熟悉的可以自行查詢，都是些簡單的配置屬性

作為一個網關，後續要管理更多服務，為了方便查詢日誌，將每個應用日誌分開存儲，這也就是配置 error_log、access_log 的原因。

當然也可以不配置，在每一個應用中查看日誌。

日誌目錄需要預先定義。Dockerfile 中使用了 /volumes/gateway/logs 掛載了 /var/log/nginx/。

sudo mkdir -p /volumes/gateway/logs/portainer

可以使用 Portainer 進行部署，部署成功後如直接訪問 80 埠會直接訪問到 Portainer

Nginx 配置

壓縮配置

Nginx 提供了強大的性能優化功能，最常見的就是壓縮。

Nginx 中配置壓縮也特別簡單，只需要在 nginx.conf 文件中設置 gzip 相關屬性即可

gzip 屬性在 http、server、location 三個模組都可以設置。

由於此服務是網關，直接設置在 http 模組，為所有服務提供壓縮功能。

http {
    include mime.types;
    default_type text/html;
    sendfile on;
    keepalive_timeout 65;
    charset utf-8;

    # 開啟壓縮
    # 壓縮版本
    # 文件壓縮類型
    gzip_types text/plain text/css application/javascript application/json application/xml;
    #設置壓縮比率
    gzip_comp_level 5;
}

gzip：是否開啟 ZIP 壓縮，該屬性值可以設置為 on 或 off。
gzip_type: 用於對匹配到的 MIME 類型文件進行壓縮。其中 text/html 類型無論是否設置肯定會被壓縮
gzip_comp_level：設置 GZIP 壓縮比，值的範圍為：1-9，1：壓縮比最小，處理最快；9：壓縮比最大，處理最慢

在 nginx.conf 配置文件中添加 gzip 相關屬性後，需要重新載入配置文件。

Nginx 中提供了重新載入配置文件命令 (nginx -s reload) ，此命令可以實現平滑更新，不重啟服務的情況下進行更新。

docker exec -it gateway nginx -s reload

重新載入之後可以分別訪問 80 和 9000 埠，來測試文件大小和訪問速度

9000

可以看到通過 Nginx網關代理壓縮後的文件大小遠遠小於 9000 埠的，並且訪問速度大大提高。這就是通過設置網關代理的好處之一

PS：載入時注意要使用清空快取並進行刷新

PS：使用網關後，可以將伺服器 9000 防火牆關閉，只使用網關訪問

server_name

在剛才使用了 Nginx網關監聽 80 代理了 9000 埠。那麼怎麼代理多個應用呢？

server 屬性作為一個 虛擬主機 概念，可以使用多個 server 代理多個應用。

使用多個 server，需要一個前置條件，那麼判斷具體請求的應用?

解決這個問題就需要使用到 Nginx 中 server_name 屬性和域名

server 屬性中有一個 server_name 屬性，這個屬性值會匹配請求中的 host 屬性。
當請求中的 host 屬性匹配 service_name 屬性值，就執行此 server 。

通過 server_name 和不同的域名，可以決定請求的真正服務。

域名需要備案，需要時間，不過也很簡單。域名本身也不貴。我具有一個已經備過案的域名： mwjz.live 。

主域名都會部署主站，像 Portainer 這些服務則使用子域名。子域名不需要付費，在雲應用廠商中直接配置解析規則即可。

我的域名同樣在騰訊雲購買的，在騰訊雲已購買域名中配置子域名解析規則即可

在此配置了一個 portainer 子域名用來訪問 Portainer 服務。完整的子域名是 portainer.mwjz.live

PS：當配置完域名解析，會有一段時間的延遲

在 nginx.conf 可以將 portainer.mwjz.live 配置於 server_name

server {
    listen 80;
    #填寫綁定證書的域名
    server_name portainer.mwjz.live;
    #日誌
    error_log  /var/log/nginx/portainer/error.log;
    access_log  /var/log/nginx/portainer/access.log;
    location / {
        proxy_pass //10.0.24.12:9000;
    }
}

配置並重新載入網關(Nginx) 服務後，就可以使用域名訪問

docker exec -it gateway nginx -s reload

可以看到訪問 portainer.mwjz.live 就可以訪問到 Portainer 客戶端。

同理當配置多個 server 管理時，只需要配置不同的 server_name。

HTTPS 和 HTTP2

HTTPS 證書

當今時代網站基本上都已經使用 HTTPS 了。

HTTPS 需要申請證書，可以購買付費的，也可以申請免費的，甚至可以自己創建證書。

騰訊雲伺服器中有第三方提供了一年的免費證書。只需要申請就可以使用

申請成功後下載 Nginx 版本然後將證書後上傳伺服器使用。

將證書上傳到了 /volumes/gateway/conf.d/ssl/portainer/ 目錄。

因為配置 Nginx 網關時，將 /etc/nginx/conf.d 掛載到宿主機 /volumes/gatewal/conf.d 目錄，

所以也相當於將證書存放在 Nginx容器中 /etc/nginx/conf.d/ssl/portainer/ 目錄。

Nginx 配置 HTTPS

server {
    #SSL 訪問埠號為 443
    listen 443 ssl;
    #填寫綁定證書的域名
    server_name portainer.mwjz.live;
    #日誌
    error_log  /var/log/nginx/portainer/error.log;
    access_log  /var/log/nginx/portainer/access.log;
    #證書文件
    ssl_certificate /etc/nginx/conf.d/ssl/portainer/portainer.mwjz.live_bundle.crt;
    #證書密鑰文件
    ssl_certificate_key /etc/nginx/conf.d/ssl/portainer/portainer.mwjz.live.key;

    ssl_ciphers SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!3DES:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    location / {
        proxy_pass //10.0.24.12:9000;
    }
}
server {
    listen 80;
    #填寫綁定證書的域名
    server_name portainer.mwjz.live;
    #日誌
    error_log  /var/log/nginx/portainer/error.log;
    access_log  /var/log/nginx/portainer/access.log;
    location / {
        proxy_pass //10.0.24.12:9000;
    }
}

HTTPS 埠為 443

監聽埠後加上 SSL 表示開啟 HTTPS

開啟 SSL，必須提供證書文件

ssl_certificate: 提供給虛擬伺服器的 PEM 格式證書

ssl_certificate_key: 提供給虛擬伺服器的 PEM 格式證書的的密鑰
ssl_ciphers: 首選加密套件
ssl_protocols: 允許的加密協議
ssl_prefer_server_ciphers: 指定在使用 SSLv3 和 TLS 協議時，伺服器密碼應優先於客戶端密碼。

更新配置文件後進行重新載入，便可以使用 HTTPS 協議訪問

docker exec -it gateway nginx -s reload

HTTP 跳轉 HTTPS

現在各大網站使用 HTTPS 協議後，使用 HTTP 訪問時會返回 307 響應，然後切換為 HTTPS 協議訪問。

這是使用 HTTP 協議訪問 Github，可以看到返回了一個 307，隨後就跳轉 HTTPS 協議了。

這個操作其實很簡單，只需要將 80 埠返回 307 和對應的地址。


server {
    #SSL 訪問埠號為 443
    listen 443 ssl;
    #填寫綁定證書的域名
    server_name portainer.mwjz.live;
    #日誌
    error_log  /var/log/nginx/portainer/error.log;
    access_log  /var/log/nginx/portainer/access.log;
    #證書文件
    ssl_certificate /etc/nginx/conf.d/ssl/portainer/portainer.mwjz.live_bundle.crt;
    #證書密鑰文件
    ssl_certificate_key /etc/nginx/conf.d/ssl/portainer/portainer.mwjz.live.key;

    ssl_ciphers SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!3DES:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    location / {
        proxy_pass //10.0.24.12:9000;
    }
}
server {
    listen 80;
    return 307 //$host$request_uri;
}

在 80 埠的 虛擬主機 中返回 307 狀態碼和 HTTPS 協議的請求。
此時將所有的 80 請求轉成 443，在之後添加其它應用時只需要設置 443 埠即可

$host：請求的 host 地址。$request_uri：請求的路由地址

此時使用 HTTP 協議請求 Portainer 便也會返回 307，隨後使用 HTTPS 協議重新請求。

HTTP2

Nginx 配置 HTTP2 很簡單，只需要在監聽埠號後添加 http2 標識

server {
    #SSL 訪問埠號為 443
    listen 443 ssl http2;
    #填寫綁定證書的域名
    server_name portainer.mwjz.live;
    #日誌
    error_log  /var/log/nginx/portainer/error.log;
    access_log  /var/log/nginx/portainer/access.log;
    #證書文件
    ssl_certificate /etc/nginx/conf.d/ssl/portainer/portainer.mwjz.live_bundle.crt;
    #證書密鑰文件
    ssl_certificate_key /etc/nginx/conf.d/ssl/portainer/portainer.mwjz.live.key;

    ssl_ciphers SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!3DES:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    location / {
        proxy_pass //10.0.24.12:9000;
    }
}

重新載入配置文件後再訪問 Portainer 便可以看到相應為 HTTP2

docker exec -it gateway nginx -s reload

PS：如果沒有協議選項，使用右鍵打開

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