前端工程師不可不知的Nginx知識(shí)
「觀感度：?????」
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Githubgithub.com/Geekhyt，歡迎光臨食堂，如果覺(jué)得酒菜還算可口，賞個(gè) Star 對(duì)食堂老板來(lái)說(shuō)是莫大的鼓勵(lì)。
歷史背景
互聯(lián)網(wǎng)的全球化導(dǎo)致了互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)量快速增長(zhǎng)，加上在本世紀(jì)初摩爾定律在單核 CPU 上的失效，CPU 朝著多核方向發(fā)展，而 Apache 顯然并沒(méi)有做好多核架構(gòu)的準(zhǔn)備，它的一個(gè)進(jìn)程同一時(shí)間只能處理一個(gè)連接，處理完一個(gè)請(qǐng)求后才能處理下一個(gè)，這無(wú)疑不能應(yīng)對(duì)如今互聯(lián)網(wǎng)上海量的用戶。況且進(jìn)程間切換的成本是非常高的。在這種背景下，Nginx 應(yīng)運(yùn)而生，可以輕松處理數(shù)百萬(wàn)、上千萬(wàn)的連接。
Nginx 優(yōu)勢(shì)
高并發(fā)高性能 可擴(kuò)展性好 高可靠性 熱部署 開(kāi)源許可證
Nginx 主要應(yīng)用場(chǎng)景
靜態(tài)資源服務(wù)，通過(guò)本地文件系統(tǒng)提供服務(wù) 反向代理服務(wù)、負(fù)載均衡 API服務(wù)、權(quán)限控制，減少應(yīng)用服務(wù)器壓力
Nginx 配置文件和目錄
通過(guò) rpm -ql nginx 可以查看 Nginx 安裝的配置文件和目錄。
如圖是我在某某云上安裝的最新穩(wěn)定版本的Nginx的配置文件及目錄。
/etc/nginx/nginx.conf 核心配置文件 /etc/nginx/conf.d/default.conf 默認(rèn)http服務(wù)器配置文件 /etc/nginx/fastcgi_params fastcgi配置 /etc/nginx/scgi_params scgi配置 /etc/nginx/uwsgi_params uwsgi配置 /etc/nginx/koi-utf /etc/nginx/koi-win /etc/nginx/win-utf 這三個(gè)文件是編碼映射文件，因?yàn)樽髡呤嵌韲?guó)人 /etc/nginx/mime.types 設(shè)置HTTP協(xié)議的Content-Type與擴(kuò)展名對(duì)應(yīng)關(guān)系的文件 /usr/lib/systemd/system/nginx-debug.service /usr/lib/systemd/system/nginx.service /etc/sysconfig/nginx /etc/sysconfig/nginx-debug 這四個(gè)文件是用來(lái)配置守護(hù)進(jìn)程管理的 /etc/nginx/modules 基本共享庫(kù)和內(nèi)核模塊 /usr/share/doc/nginx-1.18.0 幫助文檔 /usr/share/doc/nginx-1.18.0/COPYRIGHT 版權(quán)聲明 /usr/share/man/man8/nginx.8.gz 手冊(cè) /var/cache/nginx Nginx的緩存目錄 /var/log/nginx Nginx的日志目錄 /usr/sbin/nginx 可執(zhí)行命令 /usr/sbin/nginx-debug 調(diào)試執(zhí)行可執(zhí)行命令
關(guān)于 Nginx 的常用命令以及配置文件語(yǔ)法很容易就可以搜到，本文不作贅述，下面從 Nginx 的功能以及實(shí)際場(chǎng)景出發(fā)看一看各個(gè)場(chǎng)景下 Nginx 可以提供給我們哪些配置項(xiàng)。在此之前，我們先來(lái)明確兩個(gè)概念：
正向代理 Forward proxy
一句話解釋正向代理，正向代理的對(duì)象是客戶端，服務(wù)器端看不到真正的客戶端。
resolver?8.8.8.8?#?谷歌的域名解析地址
server?{
?location?/?{
??????#?當(dāng)客戶端請(qǐng)求我的時(shí)候，我會(huì)把請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給它
??????#?$http_host?要訪問(wèn)的主機(jī)名?$request_uri?請(qǐng)求路徑
??????proxy_pass?http://$http_host$request_uri;
?}
}
反向代理 Reverse proxy
一句話解釋反向代理，反向代理的對(duì)象是服務(wù)端，客戶端看不到真正的服務(wù)端。
跨域
跨域是前端工程師都會(huì)面臨的場(chǎng)景，跨域的解決方案有很多。不過(guò)要知道在生產(chǎn)中，要么使用 CORS 、要么使用 Nginx 反向代理來(lái)解決跨域。在 Nginx 的配置文件中進(jìn)行如下配置即可：
server?{
????listen???80;
????server_name???localhost;?#?用戶訪問(wèn)?localhost，反向代理到?http://webcanteen.com
????location?/?{
????????proxy_pass?http://webcanteen.com
????}
}
Gzip
Gzip 是互聯(lián)網(wǎng)上非常普遍的一種數(shù)據(jù)壓縮格式，對(duì)于純文本來(lái)說(shuō)可以壓縮到原大小的 40%，可以節(jié)省大量的帶寬。不過(guò)需要注意的是，啟用 Gzip 所需的 HTTP 最低版本是 1.1。
location?~?.*\.?(jpg|png|gif)$?{
????gzip?off;?#關(guān)閉壓縮
????root?/data/www/images;
}
location?~?.*\.?(html|js|css)$?{
????gzip?on;?#啟用壓縮
????gzip_min_length?1k;?#?超過(guò)1K的文件才壓縮
????gzip_http_version?1.1;?#?啟用gzip壓縮所需的HTTP最低版本
????gzip_comp_level?9;?#?壓縮級(jí)別，壓縮比率越高，文件被壓縮的體積越小
????gzip_types?text/css?application/javascript;?#?進(jìn)行壓縮的文件類(lèi)型
????root?/data/www/html;
}
請(qǐng)求限制
對(duì)于大流量惡意的訪問(wèn)，會(huì)造成帶寬的浪費(fèi)，給服務(wù)器增加壓力。往往對(duì)于同一 IP 的連接數(shù)以及并發(fā)數(shù)進(jìn)行限制。
關(guān)于請(qǐng)求限制主要有兩種類(lèi)型：
limit_conn_module 連接頻率限制 limit_req_module 請(qǐng)求頻率限制
#?$binary_remote_addr?遠(yuǎn)程IP地址?zone?區(qū)域名稱?10m內(nèi)存區(qū)域大小
limit_conn_zone?$binary_remote_addr?zone=coon_zone:10m;
server?{
????#?conn_zone?設(shè)置對(duì)應(yīng)的共享內(nèi)存區(qū)域?1是限制的數(shù)量
?limit_conn?conn_zone?1;
}
#?$binary_remote_addr?遠(yuǎn)程IP地址?zone?區(qū)域名稱?10m內(nèi)存區(qū)域大小?rate?為請(qǐng)求頻率?1s?一次
limit_req_zone?$binary_remote_addr?zone=req_zone:10m?rate=1r/s;
server?{
????location?/?{
????????#?設(shè)置對(duì)應(yīng)的共享內(nèi)存區(qū)域?burst最大請(qǐng)求數(shù)閾值?nodelay不希望超過(guò)的請(qǐng)求被延遲
????????limit_req?zone=req_zone?burst=5?nodelay;
????}
}
訪問(wèn)控制
關(guān)于訪問(wèn)控制主要有兩種類(lèi)型：
-http_access_module 基于 IP 的訪問(wèn)控制 -http_auth_basic_module 基于用戶的信任登陸
(基于用戶的信任登陸不是很安全，本文不做配置介紹)
以下是基于 IP 的訪問(wèn)控制：
server?{
?location?~?^/index.html?{
??#?匹配?index.html?頁(yè)面?除了?127.0.0.1?以外都可以訪問(wèn)
??deny?127.0.0.1;
??allow?all;
?}
}
ab命令
ab命令全稱為：Apache bench，是 Apache 自帶的壓力測(cè)試工具，也可以測(cè)試 Nginx、IIS 等其他 Web 服務(wù)器。
-n 總共的請(qǐng)求數(shù) -c 并發(fā)的請(qǐng)求數(shù)
ab?-n?1000?-c?5000?http://127.0.0.1/
防盜鏈
防盜鏈的原理就是根據(jù)請(qǐng)求頭中 referer 得到網(wǎng)頁(yè)來(lái)源，從而實(shí)現(xiàn)訪問(wèn)控制。這樣可以防止網(wǎng)站資源被非法盜用，從而保證信息安全，減少帶寬損耗，減輕服務(wù)器壓力。
location?~?.*\.(jpg|png|gif)$?{?#?匹配防盜鏈資源的文件類(lèi)型
????#?通過(guò)?valid_referers?定義合法的地址白名單?$invalid_referer?不合法的返回403??
????valid_referers?none?blocked?127.0.0.1;
????if?($invalid_referer)?{
????????return?403;
????}
}
負(fù)載均衡 Load Balance
當(dāng)我們的網(wǎng)站需要解決高并發(fā)、海量數(shù)據(jù)問(wèn)題時(shí)，就需要使用負(fù)載均衡來(lái)調(diào)度服務(wù)器。將請(qǐng)求合理的分發(fā)到應(yīng)用服務(wù)器集群中的一臺(tái)臺(tái)服務(wù)器上。
Nginx 可以為我們提供負(fù)載均衡的能力，具體配置如下：
#?upstream?指定后端服務(wù)器地址
#?weight?設(shè)置權(quán)重
#?server?中會(huì)將?http://webcanteen?的請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到?upstream?池中
upstream?webcanteen?{
????server?127.0.0.1:66?weight=10;
????server?127.0.0.1:77?weight=1;
????server?127.0.0.1:88?weight=1;
}
server?{
????location?/?{
????????proxy_pass?http://webcanteen
????}
}
后端服務(wù)器狀態(tài)
后端服務(wù)器支持以下的狀態(tài)配置：
down：當(dāng)前服務(wù)器不參與負(fù)載均衡 backup：當(dāng)其他節(jié)點(diǎn)都無(wú)法使用時(shí)的備用服務(wù)器 max_fails：允許請(qǐng)求失敗的次數(shù)，若到達(dá)就會(huì)休眠 fail_timeout：經(jīng)過(guò)max_fails次失敗后，服務(wù)器的暫停時(shí)間，默認(rèn)為10s max_conns：限制每個(gè)服務(wù)器的最大接收連接數(shù)
upstream?webcanteen?{
?server?127.0.0.1:66?down;
?server?127.0.0.1:77?backup;
?server?127.0.0.1:88??max_fails=3?fail_timeout=10s;
?server?127.0.0.1:99?max_conns=1000;
}
分配方式
輪詢(默認(rèn)），每個(gè)請(qǐng)求按照時(shí)間順序輪流分配到不同的后端服務(wù)器，如果某臺(tái)后端服務(wù)器宕機(jī)，Nginx 輪詢列表會(huì)自動(dòng)將它去除掉。 weight(加權(quán)輪詢)，輪詢的加強(qiáng)版，weight 和訪問(wèn)幾率成正比，主要用于后端服務(wù)器性能不均的場(chǎng)景。 ip_hash，每個(gè)請(qǐng)求按照訪問(wèn) IP 的 hash 結(jié)果分配，這樣每個(gè)訪問(wèn)可以固定訪問(wèn)一個(gè)后端服務(wù)器。 url_hash，按照訪問(wèn) URL 的 hash 結(jié)果來(lái)分配請(qǐng)求，使得每個(gè)URL定向到同一個(gè)后端服務(wù)器上，主要應(yīng)用于后端服務(wù)器為緩存時(shí)的場(chǎng)景。 自定義hash，基于任意關(guān)鍵字作為 hash key 實(shí)現(xiàn) hash 算法的負(fù)載均衡 fair，按照后端服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間來(lái)分配請(qǐng)求，響應(yīng)時(shí)間短則優(yōu)先分配。
? 在看和轉(zhuǎn)發(fā)是莫大鼓勵(lì)??