玩转 Nginx 服务器配置

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Nginx的代码是由一个核心和一系列的模块组成, 核心主要用于提供Web Server的基本功能,以及Web和Mail反向代理的功能;还用于启用网络协议,创建必要的运行时环境以及确保不同的模块之间平滑地进行交互。不过,大多跟协议相关的功能和某应用特有的功能都是由nginx的模块实现的。这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出过滤器、变量处理器、协议、upstream和负载均衡几个类别,这些共同组成了nginx的http功能。事件模块主要用于提供OS独立的(不同操作系统的事件机制有所不同)事件通知机制如kqueue或epoll等。协议模块则负责实现nginx通过http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap与对应的客户端建立会话。

Nginx的核心模块为Main和Events,此外还包括标准HTTP模块、可选HTTP模块和邮件模块,其还可以支持诸多第三方模块。Main用于配置错误日志、进程及权限等相关的参数,Events用于配置IO模型,如epoll、kqueue、select或poll等,它们是必备模块。

Nginx的主配置文件由几个段组成,这个段通常也被称为nginx的上下文,每个段的定义格式如下所示。需要注意的是,其每一个指令都必须使用分号(;)结束,否则为语法错误。

<section> {
	<directive> <parameters>;
}

一,全局块的配置

user username [groupname];   指定运行worker进程的用户和组  

worker_processes  4;     worker进程的个数;通常其数值应该为CPU的物理核心数减1,默认为4

error_log /path/to/error_log level [ debug | info | notice | warn | error | crit | alert | emerg ];   错误日志文件及其级别,默认为error级别,错误日志在全局级别,访问日志在虚拟主机级别,调试时可以使用debug级别,但要求在编译时必须使用–with-debug启用debug功能;

pid /path/to/pidfile_name;   指定nginx的pid文件

nginx安装完成后,全局块默认只有这几个配置。

二,events块的配置

events {
          use  epoll; 定义使用的事件驱动模型,建议让nginx自动选择,默认使用epoll
         worker_connections  1024;每个worker能够并发响应最大请求数,默认为1024
}

nginx 在events只配置此两个选项;

下面介绍 http 块的配置,http块的配置比较多,用法也比较灵活,以下是比较常用的配置。

http {
       .....
       server    {
               ......
               location {
               ......
               }

       }
       server    {
               ......
               location {
               ......
               }
       }
}

三,nginx虚拟主机使用

nginx和httpd虚拟主机使用的实现一样,都有基于端口,IP,域名的虚拟机主机。要为nginx配置虚拟主机,只需在http块中额外定义一个server块。

1,配置基于端口的虚拟主机时,只需修改listen中的端口号。

http{
    server {
        listen  80;
        server_name  a.com;
        。。。。。。
    }
   server {
        listen  8080;
        server_name b.org;
        。。。。。。
    } 
}   

2,配置基于域名的虚拟主机

http{
    server {
        listen  80;
        server_name  a.com;
        。。。。。。
    }
   server {
        listen  80;
        server_name b.org;
        。。。。。。
    } 
}   

3,配置基于IP的虚拟主机

http{
    server {
        listen  192.168.1.110:80;
        server_name  a.com;
        。。。。。。
    }
   server {
        listen  192.168.1.111:80;
        server_name b.org;
        。。。。。。
    } 
}   

四、访问控制access模块(基于IP)

自上而下进行检查,可以在 http, server, location, limit_except 中配置,与httpd中的配置类似。

语法:     allow|deny  address | CIDR | unix: | all;

location /{
   root  /usr/html  ;
   index  index.html index.htm;
   allow  172.16.100.8;
   allow 192.168.0.0/16;
   allow 10.1.1.0/16;
   deny  all;
}

五,用户认证示例

此配置是为了禁止外人访问特定页面时进行的限制,需要借助于httpd的htpasswd创建密码文件。

语法:     auth_basic string | off;
             auth_basic_user_file file;
例:

    location /server {
        root  /usr/html  ;      
        access_log off;                      #访问日志
        auth_basic "amdin area";      #认证时的说明
        auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd;     #密码文件所在位置

}

六、建立下载站点autoindex模块

此模块为了便于用户下载站的文件等,类似于ftp的功能,本站的ftp依是如此。

        location / { 
         root html/ftp;
         allow all; 
         autoindex on;           #激活/关闭自动索引
         autoindex_exact_size on;    #设定索引时文件大小的单位(B,KB, MB 或 GB)
         autoindex_localtime on;     #开启以本地时间来显示文件时间的功能。默认为关(GMT时间)
    } 

七、防盗链

防盗链是为了防止别的网站盗用自己网站的图片视频等资源,并给自己网站的服务器造成额外的负担。nginx使用valid_referers 指令进行配置防盗链规则。

(1) 定义合规的引用


valid_referers none | blocked | server_names | string …;

none : 检测referer头域不存在的情况

blocked:检测referer头域的值被防火墙或者代理服务器删除或者伪装的情况。这种情况下该头域的值不以http或者https开头。

server_names : 设置一个或多个URL,可以使用统配符 * 。


(2) 拒绝不合规的引用

    if  ($invalid_referer) {
        rewrite ^/.*$ http://www.b.org/403.html 
    } 

示例:

        
        location  ~* \.(gif|jpg|png|swf|flv|rar|zip)$
        {   
                root /usr/html/htdocs;
                valid_referers none blocked server_names *.tianfeiyu.com;
                if ($invalid_referer){
                        rewrite ^/  http://www.tianfeiyu.com/wp-content/uploads/2016/01/QQ图片20160131111643.png;
                }   
        }   

八、URL rewrite

rewrite用于实现URI的重写,需要pcre的支持。


rewrite指令执行顺序:

1.执行server块的rewrite指令(这里的块指的是server关键字后{}包围的区域,其它xx块类似)

2.执行location匹配

3.执行选定的location中的rewrite指令

如果其中某步URI被重写,则重新循环执行1-3,直到找到真实存在的文件

如果循环超过10次,则返回500 Internal Server Error错误.

     
    rewrite regex replacement [flag];
     
        location / {
            root /www/b.org;                          #每次被rewrite匹配并结束后,都要重新发送请求并再次到location中进行匹配,若有break则直接响应,不再发送新请求
            rewrite ^/images/(.*)$ /imgs/$1 last; 
        }

请求顺序:http://www.b.org/images/a.jpg –> http://www.b.org/imgs/a.jpg

last: 一旦被当前规则匹配并重写后立即停止检查后续的其它rewrite的规则,而后通过重写后的规则重新发起请求;

break: 一旦被当前规则匹配并重写后立即停止后续的其它rewrite的规则,而后继续由nginx进行后续操作;

redirect: 返回302临时重定向;

permanent: 返回301永久重定向;

location /download/ {

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

}

此处若为last,则nginx最多循环10次,超出之后会返回500错误;

注意:一般将rewrite写在location中时都使用break标志,或者将rewrite写在if上下文中;

rewrite_log on|off; 是否把重写过程记录在错误日志中;默认为notice级别;默认为off;

return code;用于结束rewrite规则,并且为客户返回状态码;可以使用的状态码有204, 400, 402-406, 500-504等;

九,启用server_status

server_status是nginx内建的一个状态页,用以了解nginx的状态。

     
    location /status {
        stub_status on; 
        access_log off;
        auth_basic "amdin area";
        auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd;
        allow 192.168.0.0/16;
        deny all;
    }  

Active connections: 2

server accepts handled requests

237811 172308 244762

Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 1

其意义分别为:

active connections – 活跃的连接数量

accepts:接受连接数;handled:已经建立的连接数;requests :通过建立的连接处理的请求的总数;

Reading:正在接受的新连接数;Writing:响应数据到客户端的数量;Waiting:长连接中处于活动状态的个数

十,压缩功能

nginx 将响应报文发送至客户端之前可以启用压缩功能,这能够有效地节约带宽,并提高响应至客户端的速度。通常编译nginx默认会附带gzip压缩的功能,因此,可以直接启用之。

http {
    gzip on;
    gzip_min_length 1024;   #响应也数据上限
    gzip_buffers 4 16k;   #缓存空间大小
    gzip_comp_level 2;    #定义压缩等级,默认为6,压缩比越大,效率越低
    gzip_types text/plain application/x-javascript application/xml text/css;    #压缩文件类型
    gzip_vary on;      #启用压缩标识
    gzip_static on;    #静态压缩

}

gzip_proxied指令可以定义对客户端请求哪类对象启用压缩功能,如“expired”表示对由于使用了expire首部定义而无法缓存的对象启用压缩功能,其它可接受的值还有“no-cache”、“no-store”、“private”、“no_last_modified”、“no_etag”和“auth”等,而“off”则表示关闭压缩功能。

十一,配置反向代理

Nginx通过proxy模块实现反向代理功能。在作为web反向代理服务器时,nginx负责接收客户请求,并能够根据URI、客户端参数或其它的处理逻辑将用户请求调度至上游服务器上(upstream server)。nginx在实现反向代理功能时的最重要指令为proxy_pass,它能够将location定义的某URI代理至指定的上游服务器(组)上。如下面的示例中,location的/uri将被替换为上游服务器上的/newuri。

	location /uri {
		proxy_pass http://www.feiyu.com:8080/newuri;
	}

不过,这种处理机制中有两个例外。一个是如果location的URI是通过模式匹配定义的,其URI将直接被传递至上游服务器,而不能为其指定转换的另一个URI。例如下面示例中的/forum将被代理为http://www.feiyu.com/forum。

	location ~ ^/forum {
		proxy_pass http://www.feiyu.com;
                proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
	}

将URI传递给后端服务器后,后端服务器日志中记录的访问IP为代理服务器的IP,要在后端服务器中记录真实IP,需要修改日志记录格式,将%h改为 %{X-Real-IP}i ,i表示引用某个参数的值

#LogFormat "%h %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined
LogFormat "%{X-Real-IP}i %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined

第二个例外是,如果在loation中使用的URL重定向,那么nginx将使用重定向后的URI处理请求,而不再考虑上游服务器上定义的URI。如下面所示的例子中,传送给上游服务器的URI为/index.php?page=,而不是/index。

	location / {
		rewrite /(.*)$ /index.php?page=$1  break;
		proxy_pass http://localhost:8080/index;
	}

proxy模块的指令

proxy模块的可用配置指令非常多,它们分别用于定义proxy模块工作时的诸多属性,如连接超时时长、代理时使用http协议版本等。下面对常用的指令做一个简单说明。

proxy_connect_timeout:nginx将一个请求发送至upstream server之前等待的最大时长;

proxy_cookie_domain:将upstream server通过Set-Cookie首部设定的domain属性修改为指定的值,其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量;

proxy_cookie_path: 将upstream server通过Set-Cookie首部设定的path属性修改为指定的值,其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量;

proxy_hide_header:设定发送给客户端的报文中需要隐藏的首部;

proxy_pass:指定将请求代理至upstream server的URL路径;

proxy_set_header:将发送至upsream server的报文的某首部进行重写;

proxy_redirect:重写location并刷新从upstream server收到的报文的首部;

proxy_send_timeout:在连接断开之前两次发送至upstream server的写操作的最大间隔时长;

proxy_read_timeout:在连接断开之前两次从接收upstream server接收读操作的最大间隔时长;

实例1:

server{
......
      location /server/ {
              .......
              proxy_pass http://192.168.1.111;
      }
}
server{
......
      location /server/ {
              .......
              proxy_pass http://192.168.1.111/loc/;
      }
}

对于这两个配置,当客户端请求http://www.feiyu.com/server/时,第一个由于proxy_pass的URL中不包含uri,所以请求被转发到http://192.168.1.111/server/;但是第二个proxy_pass的URL中包含了uri “/loc/”,所以请求会被转发到http://192.168.1.111/loc/。所以,在使用proxy_pass指令时,如果不想改变原地址中的URI,就不要再URL中配置URI。

实例2:

server{
......
      location /server/ {
              .......
     #配置1         proxy_pass http://192.168.1.111;
     #配置2         proxy_pass http://192.168.1.111/;
      }
}

当客户端清求URL为http://www.feiyu.com/server/时,由于配置的URL未包含URI,nginx服务器不会改变原地址URI;当使用配置2时,由于配置的URL包含URI“/”,nginx服务器会将原地址的URI替换为“/”。

十二,upstream模块

与proxy模块结合使用的模块中,最常用的当属upstream模块。upstream模块可定义一个新的上下文,它包含了一组upstream服务器,这些服务器可能被赋予了不同的权重、不同的类型甚至可以基于维护等原因被标记为down。


upstream模块的负载均衡算法主要有三种,轮调(round-robin)、ip哈希(ip_hash)和最少连接(least_conn)三种。

ip_hash:基于客户端IP地址完成请求的分发,它可以保证来自于同一个客户端的请求始终被转发至同一个upstream服务器;

keepalive:每个worker进程为发送到upstream服务器的连接所缓存的个数;

least_conn:最少连接调度算法;

server:定义一个upstream服务器的地址,还可包括一系列可选参数,如:

    weight:权重;

    max_fails:最大失败连接次数,失败连接的超时时长由fail_timeout指定;

    fail_timeout:等待请求的目标服务器发送响应的时长;

    backup:用于fallback的目的,所有服务均故障时才启动此服务器;

    down:手动标记其不再处理任何请求;


例,使用upstream并定义error页面,当upstream中的后端服务器都fail时,则返回到127.0.0.1:8080下。

upstream webservs{
        server 192.168.1.116 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.109 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 127.0.0.1:8080 backup;    
}
server {
        listen 8080;
        server_name localhost;
        location /{
            root /web/errorpage;
            index index.html;
        }
}    

为了保持session信息让同一客户端定向到同一服务器,使用ip_hash算法,在ip_hash情况下不让使用backup,也不能定义weight。但是使用ip_hash会破坏负载均衡的效果。

 upstream webservs{
        ip_hash;
        server 192.168.1.116 max_fails=2 fail_timeout=2;
        server 192.168.1.109 max_fails=2 fail_timeout=2;
        #server 127.0.0.1:8080 backup;
}   

此外,upstream模块也能为非http类的应用实现负载均衡,如下面的示例定义了nginx为memcached服务实现负载均衡之目的。

	upstream memcachesrvs {
		server 172.16.100.6:11211;
		server 172.16.100.7:11211;
	}
	
	server {
		location / {
		set $memcached_key "$uri?$args";
		memcached_pass memcachesrvs;
		error_page 404 = @fallback;
		}
	
		location @fallback {
	   		 proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
		}
	}

十三,if判断语句

在location中使用if语句可以实现条件判断,其通常有一个return语句,且一般与有着last或break标记的rewrite规则一同使用。但其也可以按需要使用在多种场景下,需要注意的是,不当的使用可能会导致不可预料的后果。

location / {
	if ($request_method == “PUT”) {
		proxy_pass http://upload.feiyu.com:8080;
	} 

	if ($request_uri ~ "\.(jpg|gif|jpeg|png)$") {
		proxy_pass http://imageservers;
		break;
	}
}
upstream imageservers {
	server 172.16.100.8:80 weight 2;
	server 172.16.100.9:80 weight 3;
}

if语句中的判断条件

正则表达式匹配:

    ==: 等值比较;

    ~:与指定正则表达式模式匹配时返回“真”,判断匹配与否时区分字符大小写;

    ~*:与指定正则表达式模式匹配时返回“真”,判断匹配与否时不区分字符大小写;

    !~:与指定正则表达式模式不匹配时返回“真”,判断匹配与否时区分字符大小写;

    !~*:与指定正则表达式模式不匹配时返回“真”,判断匹配与否时不区分字符大小写;

文件及目录匹配判断:

    -f, !-f:判断指定的路径是否为存在且为文件;

    -d, !-d:判断指定的路径是否为存在且为目录;

    -e, !-e:判断指定的路径是否存在,文件或目录均可;

    -x, !-x:判断指定路径的文件是否存在且可执行;

十四,启用缓存

1, 缓冲区设定

nginx在默认情况下在将其响应给客户端之前会尽可能地接收来upstream服务器的响应报文,它会将这些响应报文存暂存于本地并尽量一次性地响应给客户端。然而,在来自于客户端的请求或来自upsteam服务器的响应过多时,nginx会试图将之存储于本地磁盘中,这将大大降低nginx的性能。因此,在有着更多可用内存的场景中,应该将用于暂存这些报文的缓冲区调大至一个合理的值。

proxy_buffer_size size:设定用于暂存来自于upsteam服务器的第一个响应报文的缓冲区大小;

proxy_buffering on|off:启用缓冲upstream服务器的响应报文,否则,如果proxy_max_temp_file_size指令的值为0,来自upstream服务器的响应报文在接收到的那一刻将同步发送至客户端;一般情况下,启用proxy_buffering并将proxy_max_temp_file_size设定为0能够启用缓存响应报文的功能,并能够避免将其缓存至磁盘中;

proxy_buffers 8 4k|8k:用于缓冲来自upstream服务器的响应报文的缓冲区大小;

2 ,缓存

nginx做为反向代理时,能够将来自upstream的响应缓存至本地,并在后续的客户端请求同样内容时直接从本地构造响应报文。

proxy_cache zone|off:定义一个用于缓存的共享内存区域,其可被多个地方调用;缓存将遵从upstream服务器的响应报文首部中关于缓存的设定,如 “Expires”、”Cache-Control: no-cache”、 “Cache-Control: max-age=XXX”、”private”和”no-store” 等,但nginx在缓存时不会考虑响应报文的”Vary”首部。为了确保私有信息不被缓存,所有关于用户的私有信息可以upstream上通过”no-cache” or “max-age=0″来实现,也可在nginx设定

proxy_cache_key:设定在存储及检索缓存时用于“键”的字符串,可以使用变量为其值,但使用不当时有可能会为同一个内容缓存多次;另外,将用户私有信息用于键可以避免将用户的私有信息返回给其它用户;

proxy_cache_lock:启用此项,可在缓存未命令中阻止多个相同的请求同时发往upstream,其生效范围为worker级别;

proxy_cache_lock_timeout:proxy_cache_lock功能的锁定时长;

proxy_cache_min_uses:某响应报文被缓存之前至少应该被请求的次数;

proxy_cache_path:定义一个用于保存缓存响应报文的目录,及一个保存缓存对象的键及响应元数据的共享内存区域(keys_zone=name:size),其可选参数有:

      levels:每级子目录名称的长度,有效值为1或2,每级之间使用冒号分隔,最多为3级;

      inactive:非活动缓存项从缓存中剔除之前的最大缓存时长;

      max_size:缓存空间大小的上限,当需要缓存的对象超出此空间限定时,缓存管理器将基于LRU算法对其进行清理;

      loader_files:缓存加载器(cache_loader)的每次工作过程最多为多少个文件加载元数据;

      loader_sleep:缓存加载器的每次迭代工作之后的睡眠时长;

      loader_threashold:缓存加载器的最大睡眠时长;

          例如: proxy_cache_path /data/nginx/cache/one levels=1 keys_zone=one:10m;

proxy_cache_use_stale:在无法联系到upstream服务器时的哪种情形下(如error、timeout或http_500等)让nginx使用本地缓存的过期的缓存对象直接响应客户端请求;其格式为:

      proxy_cache_use_stale error | timeout | invalid_header | updating | http_500 | http_502 | http_503 | http_504 | http_404 | off

proxy_cache_valid [ code …] time:用于为不同的响应设定不同时长的有效缓存时长,例如:proxy_cache_valid 200 302 10m;

proxy_cache_methods [GET HEAD POST]:为哪些请求方法启用缓存功能;

proxy_cache_bypass string:设定在哪种情形下,nginx将不从缓存中取数据;例如:

      proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;

      proxy_cache_bypass $http_pragma $http_authorization;


例:

http{
              。。。。。。

              upstream websrvs {
                  server 172.16.100.11 weight=1;
	          server 172.16.100.12 weight=1;
	          server 127.0.0.1:8080 backup;
             }

             proxy_cache_path /nginx/cache/first levels=1:2 keys_zone=first:20m max_size=1G;
             add_header X-Cache "$upstream_cache_status from $server_addr";  #显示缓存从哪个服务器命中
             location / {
                       proxy_pass http://webservs;
                       proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
                       proxy_cache first;
                       proxy_cache_valid 200 10m;
                       proxy_cache_valid any 1m;
             }
}

十五,nginx限速配置

nginx的限速功能通过limit_zone、limit_conn和limit_rate指令进行配置。首先需要在http上下文配置一个limit_zone,然后在需要的地方使用limit_conn和limit_rate 进行限速设置。下面是一个简单的例子。

http {

  limit_conn_zone  $binary_remote_addr  zone=perip:10m;

  server {
    location /downloads/ {
      limit_conn   perip  1;
      limit_rate 50k;
    }
  }
}

说明:

limit_zone:语法格式“limit_req_zone $variable zone=name:size rate=rate;”,实现针对每个IP定义一个存储session状态的容器。这个示例中定义了一个名叫first的10m大小的容器,这个名字会在后面的limit_conn中使用。

limit_conn first 1; 限制在first中记录状态的每个IP只能发起一个并发连接。

limit_rate 50k; 对每个连接限速50k. 注意,这里是对连接限速,而不是对IP限速。如果一个IP允许三个并发连接,那么这个IP就是限速为limit_rate×3,在设置的时候要根据自己的需要做设置调整,要不然会达不到自己希望的目的。

限制连接数的配置如下所示。

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;

server {
    ...
    limit_conn perip 10;
    limit_conn perserver 100;
}

十六,nginx实现读写分离

使用nginx实现读写分离时,nginx作为代理服务器,将文件上传至upstream中特定的服务器,upstream 端的服务器使用httpd,并且需要启用dav功能。

配置nginx端:

http{
    ......
    location / {
        proxy_pass http://webservs;
        if($request_method = "PUT" ){
                proxy_pass http://192.168.1.109;
        }
    }
}    

在允许上传的服务器的Directory中启用上传功能:

LoadModule dav_module modules/mod_dav.so

LoadModule dav_fs_module modules/mod_dav_fs.so   #这两个模块需要启用,默认为启用

<Directory "/var/www/html">
Dav on                      #启用上传
......
</Directory>
[root@localhost html]# service httpd reload
[root@localhost html]# chown -R apache.apache /var/www/html/ 
[root@localhost html]# curl -T /etc/issue 192.168.1.117      #上传文件
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
  0    47    0     0    0     0      0      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--     0<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//IETF//DTD HTML 2.0//EN">
<html><head>
<title>201 Created</title>
</head><body>
<h1>Created</h1>
<p>Resource /issue has been created.</p>
<hr />
<address>Apache/2.2.15 (CentOS) Server at webservs Port 80</address>
</body></html>
100   301  127   254    0    47   4527    837 --:--:-- --:--:-- --:--:--  4618

然后使用rsync+inotify或者sersync+inotify同步upstream中的其他服务器。
 


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