nginx基本应用(二)

当前浏览器不支持播放音乐或语音，请在微信或其他浏览器中播放 影子 音乐： 面孔乐队 - 火的本能

我总是惊讶地发现，我不假思索地上路，因为出发的感觉太好了。世界突然充满了可能性。

杰克 凯鲁亚克

反向代理

正向代理与反向代理

正向代理是一个位于客户端和目标服务器之间的代理服务器(中间服务器)。为了从原始服务器取得内容，客户端向代理服务器发送一个请求，并且指定目标服务器，之后代理向目标服务器转交并且将获得的内容返回给客户端。
反向代理实际运行方式是指以代理服务器来接受internet上的连接请求，然后将请求转发给内部网络上的服务器，并将从服务器上得到的结果返回给internet上请求连接的客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。
反向代理工作在服务期的前端，作为前端服务器，正向代理工作在客户端的前端，为客户端做代理。

反向代理的作用

1. 保证内网的安全，大型网站，通常将反向代理作为公网访问地址，Web服务器是内网。

2. 可以通过反向代理来实现负载均衡，通过反向代理服务器来优化网站的负载

反向代理示例

环境

192.168.0.168  代理服务器(nginx)
192.168.0.52   后端服务器(httpd)

修改nginx代理配置

location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
            proxy_set_header   Host             $host;
            proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
            proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;
        }

添加后端192.168.0.52/wanger首页

mkdir /var/www/html/wanger
echo 192.168.0.52 > /var/www/html/wanger/index.html

在前端服务器进行访问测试

当客户端访问192.168.0.168/wanger/时，会将请求转发给后端192.168.0.52/wanger/index.html

[root@192.168.0.168]# curl 127.0.0.1/wanger/
192.168.0.52

可以看到反向代理测试成功

proxy_set_header指令解释

proxy_set_header指令设置nginx发送到后端服务器的标头
上述配置中，将请求标头的Host字段设置为$ host变量。
将X-Real-IP字段设置proxy_add_x_forwarded_for变量，$proxy_add_x_forwarded_for是ngx_http_proxy_module内置变量

proxy_add_x_forwarded_for变量

proxy_add_x_forwarded_for变量包含了X-Forward-For字段和remote_addr变量，并用逗号分隔，当X-Forwarded-For字段不存在时，那么$proxy_add_x_forwarded_for变量等于$remote_addr变量，当一个web应用被两台nginx代理服务器转发的时候，第一台的nginx代理的X-Forwarded-For字段为真实的客户端ip，第二台nginx代理的X-Forwarded-For字段为客户端ip,第一台代理的ip地址，也就是说，只有当代理服务器的数量大于1的时候，proxy_add_x_forwarded_for才有效果

修改后端web日志格式

首先查看访问后端的日志，可以看到访问ip显示的还是nginx代理的ip

修改httpd日志格式，将日志中的ip修改为客户端ip

vim /etc/httpd/conf/httpd.conf
LogFormat "%{X-Real-IP}i %{Host}i %l %u %t \"%r\" %>s %b \"%{Referer}i\" \"%{User-Agent}i\"" combined

修改后的日志格式如下：

这样就会在后端服务器中显示真实的客户端ip了

proxy_pass加不加/的区别

当proxy_pass在后面的url加上了/，相当于是绝对根路径，则nginx不会把location中匹配的路径部分代理走;如果没有/，则会把匹配的路径部分也给代理走

示例

location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
        }

此时后端的url为192.168.0.52/wanger/index.html

location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
        }

此时后端的url为192.168.0.52/index.html

负载均衡

负载均衡可以将请求前端的请求分担到后端多个节点上，提升系统的响应和处理能力。

环境

192.168.0.168   负载均衡服务器
192.168.0.52  上游节点1
192.168.0.84   上游节点2

负载均衡调度策略

weight轮询（默认）

将请求按时间顺序分配到后端服务器，通过weight可以定义轮询权重，权重越高，访问几率越高

upstream read{
        server 192.168.0.52 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=20s;
        server 192.168.0.84:8080 weight=1 max_fails=3 fail_timeout=20s;
        server 192.168.0.96 down;
        server 192.168.0.168  backup;
}

1. max_fails，允许fail_timeout时间内请求失败的最大次数，否则后端服务器将被标记为不可用

2. fail_timeout，表示错误次数的超时时间；

   当被标记为不可用后，暂停服务的时间。

3. down，将当前的server标记为不可用，即不参与负载均衡。

4. backup，标记为备用服务器，当所有非backup服务器不可用或者忙时，会请求该服务器。

请求结果如下：

ip_hash

将请求按照访问ip的hash结果分配到后端服务器，这样同一ip每次请求都能够访问到同一台后端服务器，可以解决动态网页的session问题

upstream read{
        ip_hash
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}

请求结果如下：

最少连接(least_conn)

根据后端服务器当前的连接情况，将请求分配给当前连接数最少的一台后端服务器上

upstream read{
        least_conn;
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}

请求结果如下：

fair

将请求分配给响应时间短的后端服务器

upstream read{
        fair;
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}

url_hash

根据访问url的hash结果来分配请求，使每个url定向到同一个后端服务器，可以进一步提高后端缓存服务器的效率

upstream read{
        hash $request_uri;
        server 192.168.0.52;
        server 192.168.0.84:8080;
}

动静分离

为什么要做动静分离

Nginx的静态处理能力很强，但是动态处理能力不足，动静分离之后，方便对静态资源做缓存操作，并且提高了网站的响应速度

动静分离配置

upstream static{
        server 192.168.0.52 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=20s;     
}
upstream dynamic{
        server 192.168.0.168:9200  weight=2 max_fails=3 fail_timeout=20s;
}
server {
     listen 80;
     server_name localhost;
    location ~* \.php$ {              
                fastcgi_pass http://dynamic;
                fastcgi_index index.php;  
                fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /usr/share/nginx/html$fastcgi_script_name;
                include fastcgi_params;
        }
    location ~* \.(jpg|gif|png|css|html|htm|js)$ {  
                proxy_pass http://static; 
                expires 12h;   
}

nginx代理缓存

nginx的ngx_http_proxy_module自带了缓存功能,下面介绍几个常用的指令以及如何配置。

proxy_cache_path

nginx缓存的内容是放在磁盘中的，所以我们需要定义存放缓存的载体，proxy_cache_path设置缓存的路径和其他参数。缓存中的文件名为proxy_cache_key定义的字符串的hash结果

proxy_cache_path语法

参数解释：

• path：

  定义缓存文件的路径，目录不存在会自动创建

• levels：

  定义缓存目录的级别，最多为3级，每级目录名长度字符只能为1或者2个字节。

• use_temp_path：

  当参数为on时，会使用proxy_temp_path定义的目录，否则临时文件将直接放在缓存目录里

• keys_zone：

  定义共享内存名字和共享内存大小，name表示共享内存名称，size表示共享内存大小

• inactive：

  在inactive参数指定的时间内未被访问的缓存数据 将从缓存中删除，默认为十分钟

• max_size：

  定义缓存文件最大空间，超过将会被cache manager进程删除掉最近最少使用的缓存

• manager_files：

  定义cache manager进程执行一次所要删除的文件数，默认为100

• manager_sleep：

  执行一次cache manager进程后的休眠时间，默认为50毫秒

• manager_threshold：

  执行一次cache manager删除循环的最大耗时，默认为200毫秒。

• loader_files：

  cache loader进程用于将磁盘中原有的缓存数据加载到共享内存中，也是通过循环来完成的，用于定义每次载入的最大文件数，默认为100

• loader_sleep：

  执行一次载入缓存进程的休眠时间，默认为50毫秒

• loader_threshold：

  执行一次载入缓存进程所需的时间，默认为50毫秒

proxy_cache

用来指定使用哪个共享内存，使用proxy_cache_path中的name来引用

proxy_cache语法

proxy_cache_key

定义缓存的key，将以key的hash值作为缓存文件名

proxy_cache_key语法

proxy_cache_valid

用于设置不同响应代码的缓存时间

proxy_cache_valid语法

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid 5m;
proxy_cache_valid any 1m;

以上代码表示状态码为200和302的缓存有效期为10分钟，状态码为404的缓存有效期为1分钟，如果不指定状态码，那么只有缓存状态码200,301和302各五分钟，any表示缓存任何响应

在响应头中设置缓存时长

• 当X-Accel-Expires为0时，禁止缓存内容，使用@可以设置一天中的某一时刻

• 当请求头中包含“Set-Cookie”字段时，则不会缓存此类响应

• 当”Vary”字段的值为”*”时，则不会缓存此类响应

proxy_no_cache

定义不将响应保存到缓存的条件。当字符串参数为真时，则响应不会保存到缓存

proxy_no_cache语法

proxy_cache_bypass

定义不从缓存中获取响应的条件，当字符串参数为真时，则不会从缓存中获取响应

proxy_cache_bypass语法

$upstream_cache_status变量

$upstream_cache_status是一个位于ngx_http_upstream_module模块来显示缓存状态的变量，可以在配置中添加一个http头来显示此变量的值

变量的值

• MISS：

  未命中的缓存

• HIT：

  命中缓存

• EXPIRED：

  缓存已经过期，请求将被传递到后端

• STALE：

  后端将得到过期的应答

• UPDATING：

  正在更新缓存，将使用旧的应答

• REVALIDATED：

  nginx验证了旧的缓存依然有效

• BYPASS：

  缓存被绕过了，应答是从原始服务器获得的

代理缓存配置示例

为验证缓存，这里我将缓存超时时间设为1分钟

proxy_cache_path /data/cache levels=1:2 keys_zone=cache:10m max_size=100m inactive=1m use_temp_path=off;
    server {
        listen       80;
        server_name  wanger.com;
        include /etc/nginx/default.d/*.conf;
        location /wanger {
            proxy_pass http://192.168.0.52;
            proxy_cache cache;
            proxy_cache_valid 200 301 1m;
            add_header X-Cache $upstream_cache_status;
            proxy_cache_key $host$uri;
        }
   }

可以看到第一次访问并没有命中缓存，而第二次访问的时候已经建立好缓存了

查看缓存目录，可以看到缓存文件已经存在，并且前两级的目录名是缓存文件名的后三个字符

进入后端服务器，添加响应头字段X-Accel-Expires，并将值设置为3

server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        add_header X-Accel-Expires 3;
location / {
                root    html;
                index   index.html;
        }
    }

再次进行测试，可以看到第一次请求显示缓存已经过期

再次进入后端服务器，添加响应头字段Vary，并将其值设置为”*”，并进行测试

server {
        listen       80;
        server_name  localhost;
        add_header X-Accel-Expires 3;
        add_header Vary *;
location / {
                root    html;
                index   index.html;
        }
    }

可以看到index.htm文件一直没有被缓存

代理缓存清理

nginx提供了一个第三方模块ngx_cache_purge，GitHub地址：https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge
安装ngx_cache_purge模块需要重新编译nginx，并使用—add-module=模块位置参数添加模块到nginx里

proxy_cache_purge语法

这里需要用到proxy_cache_purge指令

配置示例

location ~ /purge(/.*) {    proxy_cache_purge cache $host$1;}location /wanger {    proxy_pass http://192.168.0.52;    proxy_cache cache;    proxy_cache_valid 200 301 1m;    add_header X-Cache $upstream_cache_status;    proxy_cache_key $host$uri;}

代理缓存清理测试

由于我缓存过期时间设置的是1分钟，当我命中缓存之后，就开始进行缓存清理测试，之后在一分钟内再次访问同一个URL，就发现缓存命中失败了

gzip压缩

gzip压缩模块提供了压缩文件内容的功能，通过压缩可以使服务器与浏览器之间传输的数据量更小，提高了客户端的响应速度，但压缩也会消耗nginx性能

指令解释

• gzip on|off：

  是否开启gzip，默认为off

• gzip_buffers number size：

  number指服务器向系统申请缓存空间的个数，size指每个缓存空间的大小

• gzip_comp_level [1-9]：

  设置压缩级别，默认为1(级别越高,压的越小,越浪费CPU计算资源)

• gzip_disable regex：

  使用正则匹配某种浏览器类型不进行压缩

• gzip_min_length length：

  设置将被压缩的响应的最小长度，默认为20

• gzip_types text/plain application/xml：

  对哪些类型的文件启用压缩，文件类型可以在nginx/mime.types文件里查看

• gzip_vary on|off：

  启用或禁用插入“Vary：

  Accept-Encoding”响应头字段

配置示例

server {
        listen       80;
        server_name  192.168.0.168;  
        gzip        on;
        gzip_types  image/jpeg;
        gzip_buffers 32 4K;
        gzip_min_length 100;
        gzip_comp_level 6;
        gzip_vary on;
}

测试压缩配置

浏览器要禁用浏览器缓存，可以看到压缩之后图片大小是75.9KB，响应头中也会多一个字段Content-Encoding: gzip

将gzip参数修改为off，重载nginx，再来看图片大小为76.4KB

欢迎各位一起交流，提出建议