Nginx配置WebSocket反向代理

1、WebSocket协议

​ WebSocket协议相比较于HTTP协议成功握手后可以多次进行通讯，直到连接被关闭。但是WebSocket中的握手和HTTP中的握手兼容，它使用HTTP中的Upgrade协议头将连接从HTTP升级到WebSocket。这使得WebSocket程序可以更容易的使用现已存在的基础设施。

2、Nginx配置WebSocket反向代理

$ vim /usr/local/nginx/conf/nginx.conf (nginx配置文件)

# 在http上下文中增加如下配置，确保Nginx能处理正常http请求。

http {
    
  # 根据请求头中的"Upgrade"字段来确定是否升级连接。如果请求头中的"Upgrade"字段的值为"default"，则将其升级为"upgrade"。
    如果请求头中的"Upgrade"字段的值为空字符串（即没有"Upgrade"字段），则将连接关闭。
    对于其他情况，默认将"Upgrade"字段的值设为"upgrade"。
  map $http_upgrade $connection_upgrade {
    default upgrade;
    ''   close;
  }
    
  # 定义了一个名为"websocket"的负载均衡集群。
  upstream websocket {
    #ip_hash; # 这是一个负载均衡算法的注释，表示使用IP哈希算法进行负载均衡。
    server localhost:8010;  # 制定一个后端服务器地址
    server localhost:8011;
  }

  # 以下配置是在server上下文中添加，location指用于websocket连接的path。
  server {
    listen       80;
    server_name localhost;
    access_log /var/log/nginx/yourdomain.log;

    location / {
      proxy_pass http://websocket;
      proxy_http_version 1.1; # 指定使用HTTP/1.1协议进行代理
      proxy_set_header Upgrade $http_upgrade; # 将请求头中的"Upgrade"字段的值传递给后端服务器。
      proxy_set_header Connection $connection_upgrade; # 请求头中的"Connection"字段的值设为"upgrade"，表示要升级连接。
	  proxy_connect_timeout 4s; # 设置与后端服务器建立连接的超时时间为4秒。
	  proxy_read_timeout 7200s; # 置从后端服务器读取响应的超时时间为7200秒。
	  proxy_send_timeout 12s; # 设置向后端服务器发送请求的超时时间为12秒。
	  proxy_set_header Host $host; # 将请求头中的"Host"字段的值设为当前请求的主机名。
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # 将请求头中的"X-Real-IP"字段的值设为客户端的真实IP地址。
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; # 将请求头中的"X-Forwarded-For"字段的值设为客户端IP地址的列表，这样后端服务器就可以知道请求的真实来源IP。
	  proxy_set_header HTTP_X_FORWARDED_FOR $remote_addr; # 将请求头中的"HTTP_X_FORWARDED_FOR"字段的值设为客户端的真实IP地址。
	  proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; # 将请求头中的"X-Forwarded-Proto"字段的值设为请求的协议类型（HTTP或HTTPS）。
	  proxy_redirect   default; # 默认启用代理重定向。
    }
  }
}

核心是下面的配置 其他和普通反向代理没区别, 表示请求服务器升级协议为WebSocket

proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection $connection_upgrade;

这里面的关键部分在于HTTP的请求中多了如下头部：

Upgrade: websocket
Connection: Upgrade

这两个字段表示请求服务器升级协议为WebSocket。服务器处理完请求后，响应如下报文：

# 状态码为101
HTTP/1.1 101 Switching Protocols
Upgrade: websocket
Connection: upgrade

​ 告诉客户端已成功切换协议，升级为Websocket协议。握手成功之后，服务器端和客户端便角色对等，就像普通的Socket一样，能够双向通信。不再进行HTTP的交互，而是开始WebSocket的数据帧协议实现数据交换。

3、配置反向代理常见问题

3.1 为什么要配置Host参数？

WebSocket反向代理需要配置host参数的原因是WebSocket协议的特性。在WebSocket协议中，客户端在建立与服务端的WebSocket连接时，会发送一个Origin头部字段，用于标识请求的来源。这个Origin字段的值通常是客户端的域名。

当使用反向代理来代理WebSocket请求时，代理服务器会接收到客户端的WebSocket连接请求。如果没有配置host参数，代理服务器会将自己的主机名作为Origin字段的值发送给服务端。而服务端在验证WebSocket连接时会比较Origin字段的值与其预期的值是否一致，如果不一致，则会拒绝连接。

为了解决这个问题，需要在反向代理配置中明确指定host参数，将客户端的原始域名作为host参数的值发送给服务端。这样服务端就能正确验证WebSocket连接的来源，从而确保连接的安全性和正确性。

3.2 WebSocket反向代理为什么要设置http协议为1.1版本

当使用WebSocket反向代理时，将HTTP协议版本设置为1.1是为了确保与WebSocket协议的兼容性和正常工作。

WebSocket协议是在HTTP协议基础上进行升级的，它的握手过程与HTTP握手类似。在进行WebSocket握手时，客户端会发送一个类似HTTP请求的握手请求，然后服务器进行响应，最终建立WebSocket连接。在这个过程中，需要使用HTTP的一些特性和头部字段。

将HTTP协议版本设置为1.1是因为WebSocket握手过程使用了HTTP/1.1的一些新特性，包括Upgrade头部字段和Connection头部字段的值设置为Upgrade。当HTTP协议版本为1.1时，代理服务器能够正确理解并处理这些头部字段，从而正确地转发WebSocket握手请求和响应。

如果将HTTP协议版本设置为较低的版本，如HTTP/1.0，代理服务器可能无法正确处理WebSocket握手请求，导致握手失败或连接无法建立。因此，为了保证WebSocket反向代理的正常工作，一般会将HTTP协议版本设置为1.1版本。

需要注意的是，虽然WebSocket握手过程使用了HTTP协议，但WebSocket连接建立后，实际上是通过WebSocket协议进行数据传输的，而不是HTTP协议。所以，一旦建立了WebSocket连接，HTTP协议版本的设置对后续的数据传输没有影响。

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