工程实践：Nginx了解与入门

Nginx是一个Http服务器，常常被用在高并发，反向代理和负载均衡的场景下。这块内容一直没时间研究，刚好周末刷一下，恶补一下知识。

我用Docker启动了Nginx容器，以下内容均在容器内实现。

在启动了容器后，首先使用nginx -v查看版本。并用service nginx status来检查运行状态：

1
2
3
4
# nginx -v
nginx version: nginx/1.26.0
# service nginx status
nginx is running.

如果已经正确运行，这时候访问localhost，就能看到Welcome to nginx的页面。这意味着人们已经可以通过网址来访问我们的Web服务器了。

Nginx配置文件

Nginx的配置文件在Linux系统下位于/etc/nginx，名为nginx.conf。我们进去看一下，这是默认的配置：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56

#user  nobody;
worker_processes  1;

#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;

#pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    #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;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    #keepalive_timeout  0;
    keepalive_timeout  65;

    #gzip  on;

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;

        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        }

        #error_page  404              /404.html;

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
        error_page   500 502 503 504  /50x.html;
        location = /50x.html {
            root   html;
        }

看着云里雾里，为了学习配置文件，我们备份一下，再写个新的配置。

1
2
mv nginx.conf nginx.conf.bak
touch nginx.conf

通常修改配置文件后，需要使用nginx -t来进行检查，查看是否能正确执行。不过现在是空的配置文件，会报错。

报错信息提示：no "events" section in configuration。events字段代表nginx如何处理连接。

我们可以修改一下内容：

1
events {}

这时候nginx -t不报错了。

检查完文件后，就需要重新加载，指令是nginx -s reload。启动完之后，发现之前的localhost无法访问了，意料之中。

好吧，并不是意料之中。我在Windows上依然访问到了localhost。很神奇，哪怕我把nginx容器关闭，依然能访问。这说明Windows上有其他进程调用了nginx，最后发现是Docker Desktop。应该是WSL里有配置nginx。

解决了这个小插曲，后面我就不用Docker启动了。我在官网下了nginx的压缩包，解压后在路径下执行命令行：start nginx，即可启动服务。

Web服务器

同样备份清空，现在无法访问了。这就是http字段需要配置的内容：我们需要在这个字段内配置server，也就是http服务。例如如果服务器需要监听80端口，就这么写：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
events {
   
}

http {
	server {
		listen 80;
		server_name localhost; # IP地址或域名
	}
}

完成这一步，reload一下发现又可以访问localhost了，因为这次我们准确提供了IP和端口，用户可以直接访问了。Perfecto！

这里其实还有一点问题。配置文件里是需要配置资源的，正常来说未配置资源时，会报错403 Forbidden。这就是nginx未找到资源。而它在未设置字段时默认读取html路径下的index.html。因此，当我修改了它的名字时，页面成功报错。

在server字段，我们不一定需要设置资源地址，还可以返回状态码和对应字段。例如：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
events {
   
}

http {
	server {
		listen 80;
		server_name localhost; # IP地址或域名
		
		return 200 'egg old wet.\n';
	}
}

这时候访问localhost，就会返回这句话。也可以通过curl localhost从命令行访问到这句话。

配置文件中还可以设置资源根目录，我们进行如下修改，此时nginx就会从指定路径访问默认的index.html，而如果路径下没有这个文件，则会报错：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
events {
   
}

http {
	server {
		listen 80;
		server_name localhost; # IP地址或域名
		
		root C:/nginx-1.26.0/html;
	}
}

如果要指定文件，则需要给index字段进行赋值。这里我新建了一个自己页面，路径为C:\nginx-1.26.0\html，页面名为test.html。那么，配置文件这边需要改为：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
events {
   
}

http {
	server {
		listen 80;
		server_name localhost; # IP地址或域名
		
		root C:/nginx-1.26.0/html;
		index test.html;
	}
}

这时访问localhost，就可以正确显示了。

有的时候，需要在页面文件内引入各种其他文件。在配置文件的相同路径下，有一个mime.types的文件，这是对于各种文件类型的解析。我们需要对它进行引入，才能让web服务器正确解析文件。因此，我们需要在配置文件中加上include字段：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
events {
   
}

http {
	include mime.types; # 由于是同路径，按照相对路径导入
	server {
		listen 80;
		server_name localhost; # IP地址或域名
		
		root C:/nginx-1.26.0/html;
		index test.html;
	}
}

这里的配置是全局配置，所以被放在了单个的server块外部。

除了这个配置，nginx自身的配置在conf.d中的default.conf中定义，如果需要修改就要在那里进行改动，例如一开始默认的index.html就在那里设置。

同样的，我们也可以把上面写的这些配置也通过一个文件进行导入。我们在conf.d路径下新建default.conf，并把内容复制其中：

1
2
3
4
5
6
7
server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	root C:/nginx-1.26.0/html;
	index test.html;
}

然后我们回到nginx.conf文件，导入这个配置：

1
2
3
4
5
6
7
8
events {
   
}

http {
	include mime.types; # 由于是同路径，按照相对路径导入
	include C:/nginx-1.26.0/conf.d/*.conf # 导入路径下所有conf文件
}

reload一下，就实现了将配置文件分开执行的效果，有点像编程语言的导入库。这让config文件更加简洁。

现在，我想在default.conf中设定在访问localhost的时候，能够直接访问根目录。那么我需要在default.conf如下设置：

1
2
3
4
5
6
7
8
server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	location / {
		root C:/nginx-1.26.0/html;
	}
}

用这种方式可以更方便的定义路径。

现在，我想在访问localhost/app的时候能够访问到这个路径下的index文件，因此我们需要在location字段加上app路径，即：

1
2
3
4
5
6
7
8
server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	location /app {
		root C:/nginx-1.26.0/html/app; # 对应的还需要新建一个app的文件夹来存放资源
	}
}

这里需要注意，location后面的字段需要在root里找到一样的字段，否则nginx会找不到。现在，通过访问localhost/app/或localhost/app/index.html都可以访问到index页面。

当我们输入location /app时，它就会在root路径寻找app为前缀的文件或URI（例如文件夹：localhost/apple/）。如果找不到就会报错。

为了安全隐患，防止用户可以访问到路径下其他文件，我们可以指定location：

1
2
3
4
5
6
7
8
server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	location = /app/index.html {
		root C:/nginx-1.26.0/html/app; # 对应的还需要新建一个app的文件夹来存放资源
	}
}

这时，URI和文件路径必须完全匹配才能访问，即只有访问localhost/app/index.html才能访问资源。

此外，还可以使用正则来进行模糊匹配，例如我们的路径下有视频文件0-9.avi共九个文件，我们只想开放6-9这三个文件，就需要在location中设置正则表达式，只有访问指定名字的文件，才能访问到路径下的视频文件。

1
2
3
4
5
6
7
8
server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	location ~ /app/video[6-9].avi {
		root C:/nginx-1.26.0/html/app; # 对应的还需要新建一个app的文件夹来存放资源
	}
}

有时候，我们想要隐藏真实地址，来避免用户直接访问资源，这时可以用rewrite的字段来进行重定向。

1
2
3
4
5
6
7
8
server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	root C:/nginx-1.26.0/html/app; 
	
	rewrite /temp /app/index.html; # temp是临时设定的路径
}

此时访问localhost/temp即可访问到资源，而且用户也不会察觉到文件在服务器的真实路径。

反向代理

反向代理区别于正向代理，是为服务器上的资源和服务代理出去，访客通过访问服务器代理的多台子服务器，就能访问到网站，这样做能够进行负载均衡，减少主服务器的负担。

什么是正向代理，简单来说就是VPN，我们通过访问一个代理服务器，这个服务器代表我们去访问我们无法直连的服务器。正反代理代表的角色正好相反。

下面就用nginx来实现一下反向代理。假如我们创建了两个服务app/app1，分别监听3000和3001端口。此时我们需要修改配置文件：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	root C:/nginx-1.26.0/html/app; 
	error_page 404 /404.html;
	index index.html;
	
	location /app1 {
		proxy_pass http://localhost:3000; # 对3000端口的服务进行反向代理
	}
	
	location /app2 {
		proxy_pass http://localhost:3001;
	}	
}

这样，访问指定的路径，就可以访问到对应端口运行的项目的资源。例如，访问localhost/app1就能访问到3000端口。实战中，可以通过修改server_name来设置不同后端。例如改为zerolovesea.com

负载均衡

使用nginx来设置负载均衡，需要在http块内设置upstream块，即上游服务器。我们修改配置文件：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
upstream backend-servers {
	server localhost:3000; # 负载均衡的两个服务器
	server localhost:3001; # 负载均衡的两个服务器
}

server {
	listen 80;
	server_name localhost; # IP地址或域名
	
	root C:/nginx-1.26.0/html/app; 
	error_page 404 /404.html;
	index index.html;
	
	location / {
		proxy_pass http://backend-servers; # 将流量引导指定服务器
	}
}

这样访问localhost时，通过不断刷新，可以看到我们在3000和3001的服务中来回变化，这时因为服务器默认使用轮询的方式来进行负载均衡。我们可以使用weight字段来分配不同服务的权重占比，例如：

1
2
3
4
upstream backend-servers {
	server localhost:3000 weight=2;# 负载均衡的两个服务器
	server localhost:3001 weight=6; # 负载均衡的两个服务器
}

2024/4/27 于苏州