Nginx 反向代理、负载均衡、页面缓存、URL重写及读写分离详解(2)

1.URL重写模块（Rewrite）

摘要

这 个模块允许使用正则表达式重写URI（需PCRE库），并且可以根据相关变量重定向和选择不同的配置。如果这个指令在server字段中指定，那么将在被 请求的location确定之前执行，如果在指令执行后所选择的location中有其他的重写规则，那么它们也被执行。如果在location中执行这 个指令产生了新的URI，那么location又一次确定了新的URI。这样的循环可以最多执行10次，超过以后nginx将返回500错误。

指令break

语法：break  
默认值：none  
使用字段：server, location, if  
完成当前设置的规则，停止执行其他的重写指令。  
示例：

if ($slow) {

  limit_rate  10k;

  break;

}

if

语法：if (condition) { … }  
默认值：none  
使用字段：server, location  
注意：在使用if指令之前请查看if is evil page并且尽量考虑用try_files代替。  
判断一个条件，如果条件成立，则后面的大括号内的语句将执行，相关配置从上级继承。  
可以在判断语句中指定下列值：

• 一个变量的名称；不成立的值为：空字符传”“或者一些用“0”开始的字符串。

• 一个使用=或者!=运算符的比较语句。

• 使用符号~*和~模式匹配的正则表达式：

• ~为区分大小写的匹配。

• ~*不区分大小写的匹配（firefox匹配FireFox）。

• !~和!~*意为“不匹配的”。

• 使用-f和!-f检查一个文件是否存在。

• 使用-d和!-d检查一个目录是否存在。

• 使用-e和!-e检查一个文件，目录或者软链接是否存在。

• 使用-x和!-x检查一个文件是否为可执行文件。

正则表达式的一部分可以用圆括号，方便之后按照顺序用$1-$9来引用。  
示例配置：

if ($http_user_agent ~ MSIE) {

  rewrite  ^(.*)$  /msie/$1  break;

}

                                                                                                                                                        

if ($http_cookie ~* "id=([^;] +)(?:;|$)" ) {

  set  $id  $1;

}

                                                                                                                                                        

if ($request_method = POST ) {

  return 405;

}

                                                                                                                                                        

if (!-f $request_filename) {

  break;

  proxy_pass  http://127.0.0.1;

}

                                                                                                                                                        

if ($slow) {

  limit_rate  10k;

}

                                                                                                                                                        

if ($invalid_referer) {

  return   403;

}

                                                                                                                                                        

if ($args ~ post=140){

  rewrite ^ http://example.com/ permanent;

}

内置变量$invalid_referer用指令valid_referers指定。

return

语法：return code  
默认值：none  
使用字段：server, location, if  
这个指令结束执行配置语句并为客户端返回状态代码，可以使用下列的值：204，400，402-406，408，410, 411, 413, 416与500-504。此外，非标准代码444将关闭连接并且不发送任何的头部。

rewrite

语法：rewrite regex replacement flag  
默认值：none  
使用字段：server, location, if  
按照相关的正则表达式与字符串修改URI，指令按照在配置文件中出现的顺序执行。  
可以在重写指令后面添加标记。  
如果替换的字符串以http://开头，请求将被重定向，并且不再执行多余的rewrite指令。  
尾部的标记(flag)可以是以下的值：

• last - 完成重写指令，之后搜索相应的URI或location。

• break - 完成重写指令。

• redirect - 返回302临时重定向，如果替换字段用http://开头则被使用。

• permanent - 返回301永久重定向。

注 意如果一个重定向是相对的（没有主机名部分），nginx将在重定向的过程中使用匹配server_name指令的“Host”头或者 server_name指令指定的第一个名称，如果头不匹配或不存在，如果没有设置server_name，将使用本地主机名，如果你总是想让nginx 使用“Host”头，可以在server_name使用“*”通配符（查看http核心模块中的server_name）。例如：

rewrite  ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$  $1/mp3/$2.mp3  last;

rewrite  ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$  $1/mp3/$2.ra   last;

return   403;

但是如果我们将其放入一个名为/download/的location中，则需要将last标记改为break，否则nginx将执行10次循环并返回500错误。

location /download/ {

  rewrite  ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$  $1/mp3/$2.mp3  break;

  rewrite  ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$  $1/mp3/$2.ra   break;

  return   403;

}

如果替换字段中包含参数，那么其余的请求参数将附加到后面，为了防止附加，可以在最后一个字符后面跟一个问号：

rewrite  ^/users/(.*)$  /show?user=$1?  last;

注意：大括号（{和}），可以同时用在正则表达式和配置块中，为了防止冲突，正则表达式使用大括号需要用双引号（或者单引号）。例如要重写以下的URL：

/photos/123456

为:

/path/to/photos/12/1234/123456.png

则使用以下正则表达式（注意引号）：

rewrite  "/photos/([0-9] {2})([0-9] {2})([0-9] {2})" /path/to/photos/$1/$1$2/$1$2$3.png;

如果指定一个“？”在重写的结尾，Nginx将丢弃请求中的参数，即变量$args，当使用$request_uri或$uri&$args时可以在rewrite结尾使用“？”以避免nginx处理两次参数串。  
在rewrite中使用$request_uri将www.example.com重写到example.com：

server {

   server_name www.example.com;

   rewrite ^ http://example.com$request_uri? permanent;

}

同样，重写只对路径进行操作，而不是参数，如果要重写一个带参数的URL，可以使用以下代替：

if ($args ^~ post=100){

  rewrite ^ http://example.com/new-address.html? permanent;

}

注意$args变量不会被编译，与location过程中的URI不同（参考http核心模块中的location）。

rewrite_log

语法：rewrite_log on | off  
默认值：rewrite_log off  
使用字段：server, location, if  
变量：无  
启用时将在error log中记录notice 标记的重写日志。

set

语法：set variable value  
默认值：none  
使用字段：server, location, if  
指令设置一个变量并为其赋值，其值可以是文本，变量和它们的组合。  
你可以使用set定义一个新的变量，但是不能使用set设置$http_xxx头部变量的值。

uninitialized_variable_warn

语法：uninitialized_variable_warn on|off  
默认值：uninitialized_variable_warn on  
使用字段：http, server, location, if  
开启或关闭在未初始化变量中记录警告日志。  
事实上，rewrite指令在配置文件加载时已经编译到内部代码中，在解释器产生请求时使用。  
这个解释器是一个简单的堆栈虚拟机，如下列指令：

location /download/ {

  if ($forbidden) {

    return   403;

  }

  if ($slow) {

    limit_rate  10k;

  }

  rewrite  ^/(download/.*)/media/(.*)\..*$  /$1/mp3/$2.mp3  break;

将被编译成以下顺序：

variable $forbidden

checking to zero

recovery 403

completion of entire code

variable $slow

checking to zero

checkings of regular excodession

copying "/"

copying $1

copying "/mp3/"

copying $2

copying ".mp3"

completion of regular excodession

completion of entire sequence

注意并没有关于limit_rate的代码，因为它没有提及ngx_http_rewrite_module模块，“if”块可以类似”location”指令在配置文件的相同部分同时存在。  
如果$slow为真，对应的if块将生效，在这个配置中limit_rate的值为10k。  
指令：

rewrite  ^/(download/.*)/media/(.*)\..*$  /$1/mp3/$2.mp3  break;

如果我们将第一个斜杠括入圆括号，则可以减少执行顺序：

1

rewrite  ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$  $1/mp3/$2.mp3  break;

之后的顺序类似如下：

checking regular excodession

copying $1

copying "/mp3/"

copying $2

copying ".mp3"

completion of regular excodession

completion of entire code

2.简单案例

注，由于配置文件内容较多，为了让大家看着方便，我们备份一下配置文件，打开一个新的配置文件。

[root@nginx ~]# cd /etc/nginx/

[root@nginx nginx]# mv nginx.conf nginx.conf.proxy

[root@nginx nginx]# cp nginx.conf.bak nginx.conf

[root@nginx nginx]# vim /etc/nginx/nginx.conf

server {

      listen       80;

      server_name  localhost;

      #charset koi8-r;

      #access_log  logs/host.access.log  main;

      location / {

          root   html;

          index  index.html index.htm;

          rewrite ^/bbs/(.*)$ http://192.168.18.201/forum/$1;

      }

}

准备forum目录与测试文件

[root@web1 ~]# cd /var/www/html/

[root@web1 html]# ls

index.html

[root@web1 html]# mkdir forum

[root@web1 html]# cd forum/

[root@web1 forum]# vim index.html

<h1>forum page!</h1>

测试一下

好了，下面我们来测试一下rewrite重写。

3.重新加载一下配置文件

[root@nginx 63]# service nginx reload

nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok

nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

重新载入 nginx：                                           [确定]

4.测试一下

注， 大家可以从图中看出，status code 302指的是临时重定向，那就说明我们rewrite重写配置成功。大家知道302是临时重定向而301是永久重定向，那么怎么实现永久重定向呢。一般服 务器与服务器之间是临时重定向，服务器内部是永久重定向。下面我们来演示一下永久重定向。

5.配置永久重定向

[root@nginx nginx]# vim /etc/nginx/nginx.conf

server {

        listen       80;

        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {

            root   html;

            index  index.html index.htm;

            rewrite ^/bbs/(.*)$ /forum/$1;

        }

}

准备forum目录与测试文件

[root@nginx ~]# cd /usr/html/

[root@nginx html]# ls

50x.html  index.html

[root@nginx html]# mkdir forum

[root@nginx html]# cd forum/

[root@nginx forum]# vim index.html

<h1>192.168.18.208 forum page</h1>

6.重新加载一下配置文件

[root@nginx ~]# service nginx reload

nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok

nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

重新载入 nginx：                                           [确定]

7.测试一下

注，大家从图中可以看到，我们访问bbs/是直接帮我们跳转到forum/下，这种本机的跳转就是永久重定向也叫隐式重定向。好了，rewrite重定向我们就说到这里了，想要查询更多关于重定向的指令请参考官方文档。最后，我们来说一下读写分离。

八、Nginx之读写分离

1.实验拓扑

       需求分析，前端一台nginx做负载均衡反向代理，后面两台httpd服务器。整个架构是提供BBS(论坛)服务，有一需求得实现读写分离，就是上传附 件的功能，我们上传的附件只能上传到Web1，然后在Web1上利用rsync+inotify实现附件同步，大家都知道rsync+inotify只能 是主向从同步，不能双向同步。所以Web1可进行写操作，而Web2只能进行读操作，这就带来读写分离的需求，下面我们就来说一下，读写分离怎么实现。

2.WebDAV功能说明

       WebDAV （Web-based Distributed Authoring and Versioning） 一种基于 HTTP 1.1协议的通信协议。它扩展了HTTP 1.1，在GET、POST、HEAD等几个HTTP标准方法以外添加了一些新的方法，使应用程序可直接对Web Server直接读写，并支持写文件锁定(Locking)及解锁(Unlock)，还可以支持文件的版本控制。这样我们就能配置读写分离功能了，下面我 们来具体配置一下。

3.修改配置文件

[root@nginx nginx]# vim /etc/nginx/nginx.conf

server {

        listen       80;

        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {

                proxy_pass http://192.168.18.202;

                if ($request_method = "PUT"){

                        proxy_pass http://192.168.18.201;

                }

        }

}

4.重新加载一下配置文件

[root@nginx ~]# service nginx reload

nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok

nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful

重新载入 nginx：                                           [确定]

5.配置httpd的WebDAV功能

[root@web1 ~]# vim /etc/httpd/conf/httpd.conf

注，在<Directory "/var/www/html">下启用就行。

6.重新启动一下httpd

[root@web1 ~]# service httpd restart

停止 httpd：                                               [确定]

正在启动 httpd：                                           [确定]

7.测试一下

[root@nginx ~]# curl http://192.168.18.201

<h1>web1.test.com</h1>

[root@nginx ~]# curl http://192.168.18.202

<h1>web2.test.com</h1>

注，web1与web2访问都没问题。

[root@nginx ~]# curl -T /etc/issue  http://192.168.18.202

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//IETF//DTD HTML 2.0//EN">

<html><head>

<title>405 Method Not Allowed</title>

</head><body>

<h1>Method Not Allowed</h1>

The requested method PUT is not allowed for the URL /issue.

<hr>

<address>Apache/2.2.15 (CentOS) Server at 192.168.18.202 Port 80</address>

</body></html>

注，我们上传文件到，web2上时，因为web2只人读功能，所以没有开户WebDAV功能，所以显示是405 Method Not Allowed。  

[root@nginx ~]# curl -T /etc/issue  http://192.168.18.201

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//IETF//DTD HTML 2.0//EN">

<html><head>

<title>403 Forbidden</title>

</head><body>

<h1>Forbidden</h1>

You don't have permission to access /issue

on this server.

<hr>

<address>Apache/2.2.15 (CentOS) Server at 192.168.18.201 Port 80</address>

</body></html>

注，我们在Web1开启了WebDAV功能，但我们目录是root目录是不允许apache用户上传的，所以显示的是403 Forbidden。下面我们给apache授权，允许上传。

[root@web1 ~]# setfacl -m u:apache:rwx /var/www/html/

下面我们再来测试一下，

[root@nginx ~]# curl -T /etc/issue  http://192.168.18.201

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//IETF//DTD HTML 2.0//EN">

<html><head>

<title>201 Created</title>

</head><body>

<h1>Created</h1>

Resource /issue has been created.

<hr />

<address>Apache/2.2.15 (CentOS) Server at 192.168.18.201 Port 80</address>

</body></html>

注，大家可以看到我们成功的上传了文件，说明nginx读写分离功能配置完成。最后，我们来查看一下上传的文件。

[root@web1 ~]# cd /var/www/html/

[root@web1 html]# ll

总用量 12

drwxr-xr-x 2 root   root   4096 9月   4 13:16 forum

-rw-r--r-- 1 root   root     23 9月   3 23:37 index.html

-rw-r--r-- 1 apache apache   47 9月   4 14:06 issue

好了，到这里nginx的反向代理、负载均衡、页面缓存、URL重写及读写分离就全部讲解完成。希望大家有所收获，^_^……