一个比 Nginx 功能更强大的 Web 服务器

Posted 2021-03-31 民工哥技术之路

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Caddy 简介

Caddy 是一个 Go 编写的 Web 服务器，类似于 nginx，Caddy 提供了更加强大的功能，随着 v2 版本发布 Caddy 已经可以作为中小型站点 Web 服务器的另一个选择；相较于 Nginx 来说使用 Caddy 的优势如下:

• 自动的 HTTPS 证书申请(ACME HTTP/DNS 挑战)
• 自动证书续期以及 OCSP stapling 等
• 更高的安全性包括但不限于 TLS 配置以及内存安全等
• 友好且强大的配置文件支持
• 支持 API 动态调整配置(有木有人可以搞个 Dashboard)
• 支持 HTTP3(QUIC)
• 支持动态后端，例如连接 Consul、作为 k8s ingress 等
• 后端多种负载策略以及健康检测等
• 本身 Go 编写，高度模块化的系统方便扩展(CoreDNS 基于 Caddy1 开发)
• ……

就目前来说，Caddy 对于我个人印象唯一的缺点就是性能没有 Nginx 高，但是这是个仁者见仁智者见智的问题；相较于提供的这些便利性，在性能可接受的情况下完全有理由切换到 Caddy。

编译 Caddy2

注意: 在 Caddy1 时代，Caddy 官方发布的预编译二进制文件是不允许进行商业使用的，Caddy2 以后已经全部切换到 Apache 2.0 License。

在默认情况下 Caddy2 官方提供了预编译的二进制文件，以及自定义 build 下载页面，不过对于需要集成一些第三方插件时，我们仍需采用官方提供的 xcaddy 来进行自行编译；以下为具体的编译过程:

Golang 环境安装

本部分编译环境默认为 Ubuntu 20.04 系统，同时使用 root 用户，其他环境请自行调整相关目录以及配置；编译时自行处理好科学上网相关配置，也可以直接用国外 VPS 服务器编译。

首先下载 go 语言的 SDK 压缩包，其他平台可以从 https://golang.org/dl/ 下载对应的压缩包:

wget https://golang.org/dl/go1.15.6.linux-amd64.tar.gz

下载完成后解压并配置相关变量:

# 解压
tar -zxvf go1.15.6.linux-amd64.tar.gz

# 移动到任意目录
mkdir -p /opt/devtools
mv go /opt/devtools/go

# 创建 go 相关目录
mkdir -p ${HOME}/gopath/{src,bin,pkg}

# 调整变量配置，将以下变量加入到 shell 初始化配置中
# bash 用户请编辑 ~/.bashrc
# zsh 用户请编辑 ~/.zshrc
export GOROOT='/opt/devtools/go'
export GOPATH="${HOME}/gopath"
export GOPROXY='https://goproxy.cn' # 如果已经解决了科学上网问题，GOPROXY 变量可以删除，否则可能会起反作用
export PATH="${GOROOT}/bin:${GOPATH}/bin:${PATH}"

# 让配置生效
# bash 用户替换成 ~/.basrc
# 重新退出登录也可以
source ~/.zshrc

配置完成后，应该在命令行执行 go version 并有以下成功返回:

bleem ➜ ~ go version
go version go1.15.6 linux/amd64

安装 xcaddy

按照官方文档直接命令行执行 go get -u github.com/caddyserver/xcaddy/cmd/xcaddy 安装即可:

bleem ➜ ~ go get -u github.com/caddyserver/xcaddy/cmd/xcaddy
go: downloading github.com/caddyserver/xcaddy v0.1.7
go: found github.com/caddyserver/xcaddy/cmd/xcaddy in github.com/caddyserver/xcaddy v0.1.7
go: downloading github.com/Masterminds/semver/v3 v3.1.0
go: github.com/Masterminds/semver/v3 upgrade => v3.1.1
go: downloading github.com/Masterminds/semver/v3 v3.1.1
.....

安装完成后应当在命令行可以直接执行 xcaddy 命令:

# xcaddy 并没有提供完善的命令行支持，所以 `--help` 报错很正常
bleem ➜  ~ xcaddy --help
go: cannot match "all": working directory is not part of a module
2021/01/07 12:15:56 [ERROR] exec [go list -m -f={{if .Replace}}{{.Path}} => {{.Replace}}{{end}} all]: exit status 1:

编译 Caddy2

编译之前系统需要安装 jq、curl、git 命令，没有的请使用

apt install -y curl git jq 

命令安装；

自行编译的目的是增加第三方插件方便使用，其中官方列出的插件可以从 Download 页面获取到:

其他插件可以从 GitHub 上寻找或者自行编写，整理好这些插件列表以后只需要使用 xcaddy 编译即可:

# 获取最新版本号，其实直接去 GitHub realse 页复制一下就行
# 这里转化为脚本是为了方便自动化
export version=$(curl -s "https://api.github.com/repos/caddyserver/caddy/releases/latest" | jq -r .tag_name)

# 使用 xcaddy 编译
xcaddy build ${version} --output ./caddy_${version} 
        --with github.com/abiosoft/caddy-exec 
        --with github.com/caddy-dns/cloudflare 
        --with github.com/caddy-dns/dnspod 
        --with github.com/caddy-dns/duckdns 
        --with github.com/caddy-dns/gandi 
        --with github.com/caddy-dns/route53 
        --with github.com/greenpau/caddy-auth-jwt 
        --with github.com/greenpau/caddy-auth-portal 
        --with github.com/greenpau/caddy-trace 
        --with github.com/hairyhenderson/caddy-teapot-module 
        --with github.com/kirsch33/realip 
        --with github.com/porech/caddy-maxmind-geolocation 
        --with github.com/caddyserver/format-encoder 
        --with github.com/mholt/caddy-webdav

编译过程日志如下所示，稍等片刻后将会生成编译好的二进制文件:

编译成功后可以通过 list-modules 子命令查看被添加的插件是否成功编译到了 caddy 中:

bleem ➜  ~ ./caddy_v2.3.0 list-modules
admin.api.load
admin.api.metrics
caddy.adapters.caddyfile
caddy.listeners.tls
caddy.logging.encoders.console
caddy.logging.encoders.filter
caddy.logging.encoders.filter.delete
caddy.logging.encoders.filter.ip_mask
caddy.logging.encoders.formatted
caddy.logging.encoders.json
caddy.logging.encoders.logfmt
caddy.logging.encoders.single_field
caddy.logging.writers.discard
caddy.logging.writers.file
caddy.logging.writers.net
caddy.logging.writers.stderr
caddy.logging.writers.stdout
caddy.storage.file_system
dns.providers.cloudflare
dns.providers.dnspod
dns.providers.duckdns
dns.providers.gandi
dns.providers.route53
exec
http
http.authentication.hashes.bcrypt
http.authentication.hashes.scrypt
http.authentication.providers.http_basic
http.authentication.providers.jwt
......

安装 Caddy2

宿主机安装

宿主机安装 Caddy2 需要使用 systemd 进行守护，幸运的是 Caddy2 官方提供了各种平台的安装包以及 systemd 配置文件仓库；目前推荐的方式是直接采用包管理器安装标准版本的 Caddy2，然后替换自编译的可执行文件:

# 安装标准版本 Caddy2
sudo apt install -y debian-keyring debian-archive-keyring apt-transport-https
curl -1sLf 'https://dl.cloudsmith.io/public/caddy/stable/cfg/gpg/gpg.155B6D79CA56EA34.key' | sudo apt-key add -
curl -1sLf 'https://dl.cloudsmith.io/public/caddy/stable/cfg/setup/config.deb.txt?distro=debian&version=any-version' | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/caddy-stable.list
sudo apt update
sudo apt install caddy

# 替换二进制文件
systemctl stop caddy
rm -f /usr/bin/caddy
mv ./caddy_v2.3.0 /usr/bin/caddy

Docker 安装

Docker 用户可以通过 Dockerfile 自行编译 image，目前我编写了一个基于 xcaddy 的 Dockerfile，如果有其他插件需要集成自行修改重新编译即可；当前 Dockerfile 预编译的镜像已经推送到了 Docker Hub 中，镜像名称为 mritd/caddy。

配置 Caddy2

Caddy2 的配置文件核心采用 json，但是 json 可读性不强，所以官方维护了一个转换器，抽象出称之为 Caddyfile 的新配置格式；关于 Caddyfile 的完整语法请查看官方文档 https://caddyserver.com/docs/caddyfile，本文仅做一些基本使用的样例。

配置片段

Caddyfile 支持类似代码中 function 一样的配置片段，这些配置片段可以在任意位置被 import，同时可以接受参数，以下为配置片断示例:

# 括号内为片段名称，可以自行定义
(TLS) {
    protocols tls1.2 tls1.3
    ciphers TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256 TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
}

# 在任意位置可以引用此片段从而达到配置复用
import TLS

配置模块化

import 指令除了支持引用配置片段以外，还支持引用外部文件，同时支持通配符，有了这个命令以后我们就可以方便的将配置文件进行模块化处理:

# 引用外部的 /etc/caddy/*.caddy
import /etc/caddy/*.caddy

站点配置

针对于站点域名配置，Caddyfile 比较自由化，其格式如下:

地址 {
    站点配置
}

localhost
example.com
:443
http://example.com
localhost:8080
127.0.0.1
[::1]:2015
example.com/foo/*
*.example.com
http://

环境变量

Caddyfile 支持直接引用系统环境变量，通过此功能可以将一些敏感信息从配置文件中剔除:

# 引用环境变量 GANDI_API_TOKEN
dns gandi {$GANDI_API_TOKEN}

配置片段参数支持

针对于配置片段，Caddyfile 还支持类似于函数代码的参数支持，通过参数支持可以让外部引用时动态修改配置信息:

(LOG) {
    log {
        format json  {
            time_format "iso8601"
        }
        # "{args.0}" 引用传入的第一个参数，此处用于动态传入日志文件名称
        output file "{args.0}" {
            roll_size 100mb
            roll_keep 3
            roll_keep_for 7d
        }
    }
}

# 引用片段
import LOG "/data/logs/mritd.com.log"

自动证书申请

在启动 Caddy2 之前，如果目标域名(例如: www.example.com)已经解析到了本机，那么 Caddy2 启动后会尝试自动通过 ACME HTTP 挑战申请证书；如果期望使用 DNS 的方式申请证书则需要其他 DNS 插件支持，比如上面编译的 --with github.com/caddy-dns/gandi 为 gandi 服务商的 DNS 插件；关于使用 DNS 挑战的配置编写方式需要具体去看其插件文档，目前 gandi 的配置如下:

tls {
 dns gandi {env.GANDI_API_TOKEN}
}

配置完成后 Caddy2 会通过 ACME DNS 挑战申请证书，值得注意的是即使通过 DNS 申请证书默认也不会申请泛域名证书，如果想要调整这种细节配置请使用 json 配置或管理 API。

完整模块化配置样例

了解了以上基础配置信息，我们就可以实际编写一个站点配置了；以下为本站的 Caddy 配置样例:

目录结构:

caddy
├── Caddyfile
├── mritd.com.caddy
└── mritd.me.caddy

Caddyfile

Caddyfile 主要包含一些通用的配置，并将其抽到配置片段中，类似于 nginx 的 nginx.conf 主配置；在最后部分通过 import 关键字引入其他具体站点配置，类似 nginx 的 vhost 配置。

(LOG) {
    log {
        # 日志格式参考 https://github.com/caddyserver/format-encoder 插件文档
        format formatted "[{ts}] {request>remote_addr} {request>proto} {request>method} <- {status} -> {request>host} {request>uri} {request>headers>User-Agent>[0]}"  {
            time_format "iso8601"
        }
        output file "{args.0}" {
            roll_size 100mb
            roll_keep 3
            roll_keep_for 7d
        }
    }
}

(TLS) {
    # TLS 配置采用 https://mozilla.github.io/server-side-tls/ssl-config-generator/ 生成，SSL Labs 评分 A+
    protocols tls1.2 tls1.3
    ciphers TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_128_GCM_SHA256 TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 TLS_ECDHE_RSA_WITH_AES_256_GCM_SHA384 TLS_ECDHE_ECDSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256 TLS_ECDHE_RSA_WITH_CHACHA20_POLY1305_SHA256
}

(HSTS) {
    # HSTS (63072000 seconds)
    header / Strict-Transport-Security "max-age=63072000"
}

(ACME_GANDI) {
    # 从环境变量获取 GANDI_API_TOKEN
    dns gandi {$GANDI_API_TOKEN}
}

# 聚合上面的配置片段为新的片段
(COMMON_CONFIG) {
    # 压缩支持
    encode zstd gzip

    # TLS 配置
    tls {
        import TLS
        import ACME_GANDI
    }

    # HSTS
    import HSTS
}

# 开启 HTTP3 实验性支持
{
    servers :443 {
        protocol {
            experimental_http3
        }
    }
}

# 引入其他具体的站点配置
import /etc/caddy/*.caddy

mritd.com.caddy

mritd.com.caddy 为主站点配置，主站点配置内主要编写一些路由规则，TLS 等都从配置片段引入，这样可以保持统一。

www.mritd.com {
    # 重定向到 mritd.com(默认 302)
    redir https://mritd.com{uri}

    # 日志
    import LOG "/data/logs/mritd.com.log"

    # TLS、HSTS、ACME 等通用配置
    import COMMON_CONFIG
}

mritd.com {
    # 路由
    route /* {
        reverse_proxy mritd_com:80
    }

    # 日志
    import LOG "/data/logs/mritd.com.log"

    # TLS、HSTS、ACME 等通用配置
    import COMMON_CONFIG
}

mritd.me.caddy

mritd.me.caddy 为老站点配置，目前主要将其 301 到新站点即可。

www.mritd.me {
    # 重定向到 mritd.com
    # 最后的 "code" 支持三种参数
    # temporary => 302
    # permanent => 301
    # html => HTML document redirect
    redir https://mritd.com{uri} permanent

    # 日志
    import LOG "/data/logs/mritd.com.log"

    # TLS、HSTS、ACME 等通用配置
    import COMMON_CONFIG
}

mritd.me {
    # 重定向
    redir https://mritd.com{uri} permanent

    # 日志
    import LOG "/data/logs/mritd.com.log"

    # TLS、HSTS、ACME 等通用配置
    import COMMON_CONFIG
}

启动与重载

配置文件编写完成后，通过 systemctl start caddy 可启动 caddy 服务器；每次配置修改后可以通过 systemctl reload caddy 进行配置重载，重载期间 caddy 不会重启(实际上调用 caddy reload 命令)，当配置文件书写错误时，重载只会失败，不会影响正在运行的 caddy 服务器。

总结

本文只是列举了一些简单的 Caddy 使用样例，在强大的插件配合下，Caddy 可以实现各种 “神奇” 的功能，这些功能依赖于复杂的 Caddy 配置，Caddy 配置需要仔细阅读官方文档，关于 Caddyfile 的每个配置段在文档中都有详细的描述。

值得一提的是 Caddy 本身内置了丰富的插件，例如内置 “file_server”、内置各种负载均衡策略等，这些插件组合在一起可以实现一些复杂的功能；Caddy 是采用 go 编写的，官方也给出了详细的开发文档，相较于 Nginx 来说通过 Lua 或者 C 来开发编写插件来说，Caddy 的插件开发上手要容易得多；Caddy 本身针对数据存储、动态后端、配置文件转换等都内置了扩展接口，这为有特定需求的扩展开发打下了良好基础。

最终总结，综合来看目前 Caddy2 的性能损失可接受的情况下，相较于 Nginx 绝对是个绝佳选择，各种新功能都能够满足现代化 Web 站点的需求，真香警告。

原文：https://mritd.com/2021/01/07/lets-start-using-caddy2/

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