nginx反向代理端口映射转发分布式服务器基础

情景

内网有多台服务器的http服务要映射到公司外网静态IP，如果用路由的端口映射来做，就只能一台内网服务器的80端口映射到外网80端口，其他服务器的80端口只能映射到外网的非80端口。非80端口的映射在访问的时候要域名加上端口，比较麻烦。入口路由做端口映射数量有限。太多肯定以后不够用。
其实可以在内网搭建个nginx反向代理服务器，将nginx反向代理服务器的80映射到外网IP的80，这样指向到公司外网IP的域名的HTTP请求就会发送到nginx反向代理服务器，利用nginx反向代理将不同域名的请求转发给内网不同机器的端口，就起到了“根据域名自动转发到相应服务器的特定端口”的效果，而路由器的端口映射做到的只是“根据不同端口自动转发到相应服务器的特定端口”。

涉及的知识：nginx编译安装，nginx反向代理基本配置，路由端口映射知识，还有网络域名等常识。

本次实验目标是做到：在浏览器中输入xxx123.tk能访问到内网机器192.168.10.38的3000端口，输入xxx456.tk能访问到内网机器192.168.10.40的80端口。

一、【简单配置】 nginx实现请求转发

反向代理适用于很多场合，负载均衡是最普遍的用法。nginx 作为目前最流行的web服务器之一，可以很方便地实现反向代理。nginx 反向代理官方文档: NGINX REVERSE PROXY

假设服务器域名为example.com，则对应的 nginx http配置如下：

http {
    server {
            server_name example.com;
            location /mail/ {
                    proxy_pass http://example.com:protmail/;
            }
            location /com/ {
                    proxy_pass http://example.com:portcom/main/;
            }
            location / {
                    proxy_pass http://example.com:portdefault;
            }
    }
}

以上的配置会按以下规则转发请求( GET 和 POST 请求都会转发):

• 将 http://example.com/mail/ 下的请求转发到 http://example.com:portmail/
• 将 http://example.com/com/ 下的请求转发到 http://example.com:portcom/main/
• 将其它所有请求转发到 http://example.com:portdefault/

需要注意的是，在以上的配置中，webdefault 的代理服务器设置是没有指定URI的，而 webmail 和 webcom 的代理服务器设置是指定了URI的(分别为 / 和 /main/)。
如果代理服务器地址中是带有URI的，此URI会替换掉 location 所匹配的URI部分。
而如果代理服务器地址中是不带有URI的，则会用完整的请求URL来转发到代理服务器。

以上配置的转发示例：

• http://example.com/mail/index.html -> http://example.com:portmail/index.html
• http://example.com/com/index.html -> http://example.com:portcom/main/index.html
• http://example.com/mail/static/a.jpg -> http://example.com:portmail/static/a.jpg
• http://example.com/com/static/b.css -> http://example.com:portcom/main/static/b.css
• http://example.com/other/index.htm -> http://example.com:portdefault/other/index.htm

二、详细配置

给文件夹授权

chown -R www:www /usr/local/nginx
chown -R www:www /usr/local/nginx

修改配置文件

vim nginx.conf

user www www;
worker_processes 1;
error_log logs/error.log;
pid logs/nginx.pid;
worker_rlimit_nofile 65535;
events {
    use epoll;
    worker_connections 65535;
}
http {
    include mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    include /usr/local/nginx/conf/reverse-proxy.conf;
    sendfile on;
    keepalive_timeout 65;
    gzip on;
    client_max_body_size 50m; #缓冲区代理缓冲用户端请求的最大字节数,可以理解为保存到本地再传给用户
    client_body_buffer_size 256k;
    client_header_timeout 3m;
    client_body_timeout 3m;
    send_timeout 3m;
    proxy_connect_timeout 300s; #nginx跟后端服务器连接超时时间(代理连接超时)
    proxy_read_timeout 300s; #连接成功后，后端服务器响应时间(代理接收超时)
    proxy_send_timeout 300s;
    proxy_buffer_size 64k; #设置代理服务器（nginx）保存用户头信息的缓冲区大小
    proxy_buffers 4 32k; #proxy_buffers缓冲区，网页平均在32k以下的话，这样设置
    proxy_busy_buffers_size 64k; #高负荷下缓冲大小（proxy_buffers*2）
    proxy_temp_file_write_size 64k; #设定缓存文件夹大小，大于这个值，将从upstream服务器传递请求，而不缓冲到磁盘
    proxy_ignore_client_abort on; #不允许代理端主动关闭连接
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location / {
            root html;
            index index.html index.htm;
        }
        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
        location = /50x.html {
            root html;
        }
    }
}

编辑反向代理服务器配置文件：

vim /usr/local/nginx/conf/reverse-proxy.conf

server
{
    listen 80;
    server_name xxx123.tk;
    location / {
        proxy_redirect off;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_pass http://192.168.10.38:3000;
    }
    access_log logs/xxx123.tk_access.log;
}
server
{
    listen 80;
    server_name xxx456.tk;
    location / {
        proxy_redirect off;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_pass http://192.168.10.40:80;
    }
    access_log logs/xxx456.tk_access.log;
}

然后重新加载nginx配置文件，使之修改生效，再把xxx123.tk域名指向公司静态IP，这样就成功的做到了在浏览器中输入xxx123.tk的时候访问的内网服务器192.168.10.38的3000端口,输入xxx456.tk访问192.168.10.40的80端口的作用。
如果想对后端机器做负载均衡，像下面这配置就可以把对nagios.xxx123.tk的请求分发给内网的131和132这两台机器做负载均衡了。

upstream monitor_server {
    server 192.168.0.131:80;
        server 192.168.0.132:80;
}

server
{
    listen 80;
    server_name nagios.xxx123.tk;
    location / {
        proxy_redirect off;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; 
        proxy_pass http://monitor_server;
    }
    access_log logs/nagios.xxx123.tk_access.log;
}

额，关于负载均衡和缓存就不多说了，这里只是要起到一个简单的“域名转发”功能。
另外，由于http请求最后都是由反向代理服务器传递给后段的机器，所以后端的机器原来的访问日志记录的访问IP都是反向代理服务器的IP。
要想能记录真实IP，需要修改后端机器的日志格式，这里假设后端也是一台nginx：
在后端配置文件里面加入这一段即可：

log_format access '$HTTP_X_REAL_IP - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" $HTTP_X_Forwarded_For';

access_log logs/access.log access;

遇到的问题

之前没配置下面这段，访问时候偶尔会出现504 gateway timeout，由于偶尔出现，所以不太好排查

 proxy_connect_timeout 300s;
    proxy_read_timeout 300s;
    proxy_send_timeout 300s;
    proxy_buffer_size 64k;
    proxy_buffers 4 32k;
    proxy_busy_buffers_size 64k;
    proxy_temp_file_write_size 64k;
    proxy_ignore_client_abort on;

可能出现的报错

.upstream timed out (110: Connection timed out) while reading response header from upstream, client: ...(后面的省略）

从日志看来是连接超时了，网上一通乱查之后估计可能是后端服务器响应超时了，本着大胆假设，小心求证的原则，既然假设了错误原因就要做实验重现错误：那就调整代理超时参数，反过来把代理超时阀值设小（比如1ms）看会不会次次出现504。后来发现把proxy_read_timeout 这个参数设置成1ms的时候，每次访问都出现504。于是把这个参数调大，加入上面那段配置，解决问题了。