nginx详解（概念、Linux安装、配置、应用）

1.nginx是什么

百度百科

看百度百科的解释，第一句话就是错的。“Nginx (engine x) 是一个高性能的HTTP和反向代理web服务器”，从语法来看，去掉形容词就是：Nginx是服务器，nginx怎么会是服务器呢，nginx只是一个工具，一个中间件，可以用来做反向代理，做什么反向代理？做web服务器的反向代理。这句话是有语病的，典型的句式杂糅（两个句子塞在一句话中表达，导致表述不清），会误导初学者。后面的解释也不准确（“Nginx是一款轻量级的Web 服务器/反向代理服务器及电子邮件（IMAP/POP3）代理服务器”），起码不够通俗，绕来绕去
基于此做一点补充：

Nginx是一个中间件。由一个俄罗斯人开发（2004年），开发背景是解决C10k问题（10000并发量），随着nginx的不断迭代，现在主要用来做反向代理和负载均衡，由于nginx配置简单、占用内存少、并发能力强等优点广受欢迎，据统计，世界范围内的web网站，平均2个就有一个使用了nginx，充分证明了nginx的优秀和重要。

2.概念

2.1.什么是正向代理？

理解反向代理不得不说正向代理，正向代理：通过代理服务器屏蔽用户信息的过程。其特点是：目标服务器不知道请求用户的信息，比如请求IP。
总结发现，通过简单分类，这里面涉及到三种类型的机器，分别是：用户机器、代理机器、目标服务机器

我们上网的一般过程是，客户端发出请求，服务器接收、处理请求并做出响应，客户端接收响应展示给用户。仿佛不需要代理了，这个理解是对的，那么什么场景会用到正向代理？

比如国内用户需要访问google，但是由于政策原因没有开通防火墙，国内用户访问不了google，这时还需要访问google的资源，怎样实现？可以通过在用户和google之间增加一台服务器，这台服务器开通google的防火墙，用它来接收用户的请求，并将请求转发给google，goolge接收请求响应给代理服务器，代理服务器再响应给用户。

这个过程中google不知道真实的用户信息，只知道代理服务器的请求信息（比如ip等），通过代理服务器屏蔽用户信息的过程就是正向代理

2.3.什么是反向代理？

理解了正向代理后，就好理解反向代理了。反向代理：通过代理屏蔽目标服务的过程。其特点是：用户不知道真实的目标服务。
反向代理的场景：

一个tomcat处理500个并发，这时并发量有5000，需要搭建10个tomcat集群。这10个集群就代表10个服务，用户通过访问代理服务器，代理服务器再把请求转发给10个服务中的某一个。

对用户来说，请求的是代理服务器，用户不知道代理服务器会将请求下发给集群中谁。通过代理服务器屏蔽服务的过程就是反向代理。

2.4.什么是负载均衡？

通过nginx反向代理了10个服务，高并发的用户请求按什么策略下发给这10服务。使每一台机器都能饱和工作的过程就是负载均衡。

nginx 负载均衡默认的策略是：轮询+权重
nginx除了默认的轮询策略，还有一种hash策略，使用hash的优点是可以保存用户请求session（实际应用中使用较少）
配置负载均衡一定会用到反向代理，用到反向代理不一定使用负载均衡

3.nginx的使用

3.1 安装nginx

直接下载nginx tar包，地址：https://nginx.org/en/download.html

tar -xvzf nginx-1.16.1.tar.gz
#重命名
mv nginx-1.16.1 nginx
cd nginx
#安装
make install
#查看安装目录
whereis nginx
#配置ssl模块，用于Https服务（可选），进入nginx下载后的解压目录（不是安装目录）
./configure --prefix=/usr/local/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module
启动、停止nginx
cd /usr/local/nginx/sbin/     #进入nginx解压目录
./nginx   #启动
./nginx -s stop    #停止（先查出nginx进程id再使用kill命令强制杀掉进程）
./nginx -s quit    #停止（待nginx进程处理任务完毕进行停止）
./nginx -s reload  #重新加载配置文件
./nginx -V #查看版本
./nginx -t #检查配置文件

3.2.Nginx配置

Nginx配置，在/usr/local/nginx/conf（nginx安装目录）下的nginx.conf

#Nginx用户及组：用户 组。window下不指定
#user nobody;
#工作进程：数目。根据硬件调整，通常等于CPU数量或者2倍于CPU。
worker_processes 1;
#错误日志：存放路径。
#error_log logs/error.log;
#error_log logs/error.log notice;
#error_log logs/error.log info;
#pid（进程标识符）：存放路径。
#pid logs/nginx.pid;

events {
	#每个工作进程的最大连接数量。根据硬件调整，和前面工作进程配合起来用，尽量大，但
	是别把cpu跑到100%就行。每个进程允许的最多连接数，理论上每台nginx服务器的最大连  	 		接数为。worker_processes*worker_connections
	worker_connections 1024;
	#keepalive超时时间。
	keepalive_timeout 60;
}
#设定http服务器
http {
#文件扩展名与文件类型映射表
include mime.types;
#默认文件类型
default_type application/octet-stream;
#默认编码
#charset utf-8;
#log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
# '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
# '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
#access_log logs/access.log main;
#开启高效文件传输模式，sendfile指令指定nginx是否调用sendfile函数来输出文件，对于普通应用设为 on
sendfile on;
#开启目录列表访问，合适下载服务器，默认关闭。
autoindex on;
#该指令必须在sendfile打开的状态下才会生效，主要是用来提升网络包的传输'效率'
#tcp_nopush on;
#长连接超时时间，单位是秒
keepalive_timeout 65;
#开启gzip压缩输出
#gzip on;
#虚拟主机的配置，可配置多个
server {
	listen 80;
	#域名可以有多个，用空格隔开
	server_name localhost;
	location / {
		#可配置在 server与location中，基于ROOT路径+URL中路径去寻找指定文件。
		root html;
		index index.html index.htm;
	}
	error_page 500 502 503 504 /50x.html;
	location = /50x.html {
		root html;
	}
}

# server {
	# listen 8080;
	# 域名可以有多个，用空格隔开
	# server_name localhost;
	# location /tomcat {
		# root html;
		# index index.html index.htm;
		# }
	# }
}

上述配置中的events、http、server、location、upstream等属于配置项块。而
worker_processes 、worker_connections、include、listen 属于配置项块中的属性。其中server块嵌套于http块，其可以直接继承访问Http块当中的参数。

配置块	名称开头用大口号包裹其对应属性
属性	基于空格切分属性名与属性值，属性值可能有多个项，都以空格进行切分，如：access_log logs/host.access.log main
参数	其配置在块名称与大括号间，其值如果有多个也是通过空格进行拆

注：如果配置项值中包括语法符号，比如空格符，那么需要使用单引号或双引号括住配置项值，否则Nginx会报语法错误。eg：

log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

4.ngin的应用

4.1.配置一个静态WEB服务

创建一个站点目录：mkdir -p /home/zyz/soft/web/app1
放入一个静态文件：index.html
配置nginx.conf

#添加一个server 或原有修改
server {
	listen 8081;
	server_name localhost;
	location /project1 {
		#alias 指定站点别名，基于alias 路径+ URL移除location前缀后的路径来寻找文件。
		alias /home/zyz/soft/web/app1;
		index index.html index.htm;
	}
	error_page 500 502 503 504 /50x.html;
	location = /50x.html {
		root html;
	}
}

访问规则如下：

URL：http://192.168.2.50:8081/project1/index.html
最终寻址：/home/zyz/soft/web/app1/index.html

or

server {
	listen 8081;
	server_name localhost;
	location /project1 {
		#可配置在 server与location中，基于ROOT路径+URL中路径去寻找指定文件。
		root /home/zyz/soft/web/app1;
		index index.html index.htm;
	}
	error_page 500 502 503 504 /50x.html;
	location = /50x.html {
		root html;
	}
}

防问规则如下：

URL：http://192.168.2.50:8081/project1/index.html
最终寻址：/home/zyz/soft/web/app1/project1/index.html

4.2.下载限速

location /download {
	limit_rate 1m; #限制每S下载速度
	limit_conn addr 1;#连接数量
	limit_rate_after 30m; #对30m上的数据限制
}

4.3 IP黑白名单

在配置文件目录下如：/usr/local/nginx/conf下创建黑名单文件ip.black
touch /usr/local/nginx/conf/ip.black
#在其中输入黑名单ip

eg:

allow 192.168.2.9;
deny 192.168.2.51;
#开放指定IP 段
allow 192.168.0.0/24;

在http模块中引入配置文件： include ip.black;

4.4 nginx配置负载均衡

通过proxy_pass 可以把请求代理至后端服务，但是为了实现更高的负载及性能， 我们的后端服务通常是多个， 这个是时候可以通过upstream 模块实现负载均衡。

upstream backend {
	server 192.168.2.9:9990;
	server 192.168.2.9:9991;
}
server {
	listen 8083;
	#超过下述时间无响应自动转发到其他服务器
	proxy_connect_timeout 1;
	#后端服务器数据回传时间_就是在规定时间之内后端服务器必须传完所有的数据
	proxy_send_timeout 1;
	#连接成功后_等候后端服务器响应时间_其实已经进入后端的排队之中等候处理（也可
	以说是后端服务器处理请求的时间）
	proxy_read_timeout 1;
	server_name localhost;
	location / {
		proxy_pass http://backend;
	}
}

upstream 相关参数:
server 反向服务地址加端口
weight 权重
max_fails 失败多少次 认为主机已挂掉则，踢出
fail_timeout 踢出后重新探测时间,在单位周期为fail_timeout设置的时间，中达到max_fails次数，这个周期次数内，如果后端同一个节点不可用，那么接将把节点标记为不可用，并等待下一个周期（同样时常为fail_timeout）再一次去请求，判断是否连接是否成功。如果成功，将恢复之前的轮询方式，如果不可用将在下一个周期(fail_timeout)再试一次。
backup 备用服务，Nginx默认判断失败节点状态以connect refuse和timeout状态为准，不以HTTP错误状态进行判断失败，所有非备机都宕机或者不可用的情况下，就只能使用带backup标准的备机。
max_conns 允许最大连接数
ll+weight： 轮询加权重 (默认)
ip_hash : 基于Hash 计算 ,用于保持session 一至性,不与backup一起使用
url_hash: 静态资源缓存,节约存储，加快速度（第三方）
least_conn ：最少链接（第三方）
least_time ：最小的响应时间,计算节点平均响应时间，然后取响应最快的那个，分配更高权重（第三方）

eg:

upstream backend {
	server 192.168.2.9:9990 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=5;
	server 192.168.2.9:9991 weight=2;
	server 192.168.2.9:9992 weight=1 backup;
}