Nginx 配置 HTTP 和 HTTPS

Posted 2020-10-26 reghao

nginx 的配置文件 nginx.conf 中有一些顶级指令（即上下文）用来分组适用于不同流量类型的指令：

• events，通用的连接处理。
• http，HTTP 流量。
• mail，Mail 流量。
• stream，TCP 流量。

放置在这些上下文之外的指令（directives）被认为是放置在主上下文（main context）中。在每个流量处理上下文中，可以放置一个或多个 server 上下文来定义用于控制请求处理的虚拟服务器（virtual servers）。

在 http 上下文中，每个 server 上下文负责对一个特定域名或 IP 地址的资源的请求进行处理，server 上下中的一个或多个 location 上下文用来定义如何处理特定的 URI 集合。

对于 mail 和 stream 上下文，每个 server 上下文负责对特定 TCP 端口或 UNIX 套接字上的流量进行处理。

nginx.conf 配置文件的一个大致框架如下所示：

user nobody; # 位于主上下文的指令

events {
    # 连接处理的配置
}

http {
    # 对 HTTP 请求的配置，会影响所有的虚拟服务器

    server {
        # 对第一台 HTTP 虚拟服务器的配置

        location /one {
            # 配置该如何处理以 /one 开始的 URI
        }
    }
}

stream {
    # 对 TCP 请求的配置，会影响所有的虚拟服务器

    server {
        # 对第一台 TCP 虚拟服务器的配置
    }
}

基本配置

在 nginx.conf 文件中的配置可分为三个部分：配置主上下文、配置 events 上下文和配置 http 上下文。

主上下文的配置是全局设置，具体配置如下：

user nginx nginx;
worker_processes 2;
error_log /var/log/nginx/error.log  notice;
worker_rlimit_nofile 1024;

• user，指定运行 worker process 的用户和用户组，默认由 nginx 用户运行。
• worker_processes，指定 Nginx 开启的子进程（worker process）数量。

• error_log，指定全局错误日志文件。

  根据包含的日志信息详细度递减，分别 debug、info、notice、warn、error 和 crit 级别可供选择。

• worker_rlimit_nofile，指定一个 Nginx 进程最多可打开的文件描述符数量。

  Linux 中可打开的文件描述符数量通过 ulimit -n 1024 命令来设置。

events 上下文用来指定 Nginx 的工作模式以及连接上限，具体配置如下：

events {
    use epoll;
    worker_connections 1024;
}

• use，指定 Nginx 的工作模式。

  Nginx 支持的工作模式有 select、poll、kqueue、epoll、rtsig 和 /dev/poll。

  其中 select 和 poll 是标准工作模式，kqueue 和 epoll 是高效工作模式。

  epoll 用于 Linux 平台上，而 kqueue 则用于 BSD 系统。

• worker_connections，指定 Nginx 中每个进程的最大连接数（即接收客户端的最大请求数）。

  最大客户端连接数由 worker_processes 和 worker_connections 共同决定，即 Max_clients = worker_processes*worker_connections。

  进程接受的最大连接数受 Linux 系统进程的最大可打开文件描述符限制，可通过 ulimit 命令来修改。

http 上下文是 Nginx 中最核心的模块，它负责 HTTP 服务器相关的属性配置。具体配置如下：

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 /var/log/nginx/access.log main;
    
    sendfile on;
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    
    keepalive_timeout 10;
    
    server {
        # 配置 HTTP 虚拟服务器
    }
}

• include，包含 /etc/nginx/mime.type 文件，此文件用于设定文件的 mime 类型以便于 Nginx 识别。

• default_type，设置默认文件类型为二进制流。

  当文件类型在 mime.type 文件中未指定时默认为二进制流，此时访问该文件，Nginx 不会解析，而是直接下载。

• log_format，设置日志格式以及记录哪些信息。

• access_log，此 http 上下文中的全局访问日志。

  后面的 main 指定日志格式，即使用 log_format 中定义的格式。

• sendfile，开启高效的文件传输模式。

  设置 tcp_nopush 和 tcp_nodelay 为 on 是为防止网络阻塞。

• keepalive_timeout，设置客户端连接保持活动的超时时间。

http 中的 server 上下文用于配置 HTTP 虚拟服务器，具体配置如下：

server {
    listen 80;
    server_name localhost 192.168.0.99 www.hao.com;

    root /www/nginx;
    index index.html index.jsp;
        
    charset utf-8;
    access_log /var/log/nginx/host.access.log  main;
    error_log /var/log/nginx/host.error.log  error;
        
    location / {
        # 配置如何处理特定的 URI 集合
    }
}

• listen，此虚拟服务器监听的端口。不同的虚拟服务器可监听不同的端口。
• server_name，指定 IP 地址或域名。
• root，定义此虚拟服务器的根目录。
• index，定义此虚拟服务器的默认首页地址。按序依次访问定义的文件。
• charset，设置网页的默认编码格式。
• access_log，此虚拟服务器的访问日志。
• error_log，此虚拟服务器的错误日志。

server 中的 location 上下文用于配置处理特定的 URI 集合，具体配置如下：

location / {
    root /home/nginx;
    index index.html index.jsp;
}

• location /，匹配访问路径为以 / 开始的 URI。

• root，以 / 开始的 URI 在当前 location 上下文中的根目录。

  可与 server 上下文中的根目录相同，也可自定义一个新的根目录。

• index，当前 location 上下文中默认的首页地址。

HTTPS 配置

客户端通过 HTTPS 可与服务器进行安全的交互，不用担心消息会被拦截和读取。HTTPS 证书用来帮助客户端核实它们连接的服务器的身份。

服务器证书是一个公共实体，它被发送到连接到服务器的每个客户端。私钥则是一个安全实体，应该被存储到一个受访问限制的文件中，但是它必须对 Nginx 的主进程可读。

要使 Nginx 提供 HTTPS 功能，第一步是要创建 SSL 证书。首先在 nginx 的安装目录下创建一个 ssl 目录。

mkdir /etc/nginx/ssl

然后在 ssl 目录中创建 SSL 证书，如下是创建一个有效期 10 年，加密强度为 RSA2048 SSL 密钥 nginx.key 和 X509 证书文件 nginx.crt。

openssl req -x509 -nodes -days 3650 -newkey rsa:2048 -keyout nginx.key -out nginx.crt

• -x509 指定使用 X.509 证书签名请求（Certificate Signing Request，CSR）管理。
• -node 告诉 openssl 在生成证书时忽略密码环节（此处需要 Nginx 自动读取此文件，而非是以用户交互的形式）。
• -day 指定证书的有效期。
• -newkey rsa:2048 表示生成一个新证书和一个新的 SSL key（加密强度为 RSA 2048）。
• -keyout 指定 SSL 输出文件名。
• -out 指定生成的证书文件名。

执行上述命令后，会要求填入下述信息。

Generating a 2048 bit RSA private key
.....................................+++
...........+++
writing new private key to ‘/etc/nginx/ssl/nginx.key‘
-----
You are about to be asked to enter information that will be incorporated
into your certificate request.
What you are about to enter is what is called a Distinguished Name or a DN.
There are quite a few fields but you can leave some blank
For some fields there will be a default value,
If you enter ‘.‘, the field will be left blank.
-----
Country Name (2 letter code) [XX]:CN
State or Province Name (full name) []:Beijing
Locality Name (eg, city) [Default City]:Beijing
Organization Name (eg, company) [Default Company Ltd]:hao
Organizational Unit Name (eg, section) []:hao
Common Name (eg, your name or your server‘s hostname) []:www.hao.com
Email Address []:[email protected]

SSL 创建完成后，第二部就是配置 Nginx 使用 SSL。首先是配置将 HTTP 请求的重定向到 HTTPS。

server {
    listen 80;
    server_name localhost 192.168.0.99 www.hao.com;

    # HTTPS 配置
    rewrite ^ https://$http_host$request_uri? permanent;
}

• rewrite，对 URL 进行重写。

  语法：rewrite 规则 定向路径 重写类型;

  规则，匹配目标 URL 的字符串或正则表达式。

  定向路径，匹配到规则后要定向的路径。

  $http_host 表示主机地址。

  $request_uri 表示 URI。

  重写类型，

  last，完成 rewrite 后，浏览器地址栏的 URL 不变。

  break，本条规则匹配完成后，终止匹配，不再匹配后面的规则，浏览器地址栏的 URL 不变。

  redirect，返回 302 临时重定向，浏览器地址会显示跳转后的 URL。

  permanent，返回 301 永久重定向，浏览器地址栏会显示跳转后的 URL。

然后配置对 HTTPS 请求的处理。

server {
    listen 443 ssl;
    server_name www.hao.com;

    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;

    root /www/nginx/https;
    index index.html index.jsp;
        
    keepalive_timeout 70;
        
    server_tokens off;

    access_log /var/log/nginx/www.hao.com.access.log;
    error_log /var/log/nginx/www.hao.com.error.log;
}

• listen，监听 443 端口并使用 ssl 参数。
• ssl_certificate，指定服务器证书的路径。
• ssl_certificate_key，指定私钥的路径。
• ssl_protocols，指定 SSL 协议（Nginx 默认使用）。
• ssl_ciphers，以 OpenSSL 库理解的格式指定密码（Nginx 默认使用）。
• server_tokens，关闭（显示）Nginx 版本号。

最后重启 Nginx 以使用新的配置文件。

service nginx restart

也可配置一个同时处理 HTTP/HTTPS 的服务器，server 上下文中的配置如下：

server {
    listen 80;
    listen 443 ssl;
    server_name 192.168.0.99;

    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;

    root /www/nginx;
    index index.html index.jsp;
        
    keepalive_timeout 70;
        
    server_tokens off;

    access_log /var/log/nginx/www.hao.com.access.log;
    error_log /var/log/nginx/www.hao.com.error.log;   
}

HTTPS 服务器优化

SSL 连接会占用更多的更多的 CPU 资源（例如 SSL 握手），因此在多处理器系统上，应多运行几个工作进程（worker process）。有两种方法可以减少每个客户端执行 SSL 握手的操作：

• 首先使连接 keep-alive，然后通过一个连接发送多个请求。
• 然后是重用 SSL session 参数，以避免并行和后续连接的 SSL 握手。

Session 存储在 worker 共享的 SSL session 高速缓存中，并可通过 ssl_session_cache 指令配置。在 http 上下文中对 session 的配置如下所示。

http {
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
    ssl_session_timeout 10m;
}

• ssl_session_cache，指定 SSL 共享缓存的大小为 10M。
• ssl_session_timeout，指定 SSL 共享缓存的超时为 10 mins。