Nginx从入门到实践

Posted 2021-01-26 寒菱的个人网站

结合实践、收集各种场景、常见问题,讲解nginx中最实用的Webserver场景,提供一套整体的搭建配置方式

Nginx中间件，不局限于业务逻辑，有效独立于后台开发框架（不论后端是Java开发、php开发、或者其他语言框架）都能做到平台通用

不仅重实践、也会结合原理（如:Http协议、操作系统），让你理解背后的原理更有利于你解决实际问题（如：bug解决、二次开发等）

基础篇

环境调试确认

yum -y install gcc gcc-c++ autoconf pcre pcre-devel make automake
yum -y install wget httpd-tools vim

cd /opt;mkdir app download logs work backup

关闭iptables

# 查看
iptables -L

# 关闭
iptables -F

# 查看
iptables -t nat -L

# 关闭
iptables -t nat -F

Nginx优势

• 多路IO复用
• 使用Epoll模型
• 轻量级
• CPU亲和
• sendfile

安装

http://nginx.org/en/linux_packages.html#stable

vim /etc/yum.repos.d/nginx.repo 

内容如下S

[nginx]
name=nginx repo
baseurl=http://nginx.org/packages/centos/7/$basearch/
gpgcheck=0
enabled=1

yum install nginx

# 查看版本
nginx -v

# 查看安装编译参数
nginx -V

基本参数使用

安装目录

rpm -ql nginx

路径	类型	作用
/etc/logrotate.d/nginx	配置文件	nginx日志轮转,用于logrotate服务的日志切割
/etc/nginx /etc/nginx/nginx.confd /etc/nginx/conf.d /etc/nginx/conf.d/default.conf	目录,配置文件	nginx主配置文件
/etc/nginx/scgi_params /etc/nginx/uwsgi_params /etc/nginx/fastcgi_params	配置文件	cgi配置相关,fastcgi配置
/etc/nginx/koi-utf /etc/nginx/koi-win /etc/nginx/win-utf	配置文件	编码转换映射转化文件
/etc/nginx/mime.types	配置文件	设置http协议的Content-Type与扩展名对应关系
/usr/lib/systemd/system/nginx-debug.service /usr/lib/systemd/system/nginx.service /etc/sysconfig/nginx /etc/sysconfig/nginx-debug	配置文件	用于配置出系统守护进程管理器管理方式
/usr/lib64/nginx/modules /etc/nginx/modules	目录	nginx模块目录
/usr/sbin/nginx /usr/sbin/nginx-debug	命令	nginx服务的启动管理的终端命令
/usr/share/doc/nginx-1.14.2 /usr/share/doc/nginx-1.14.2/COPYRIGHT /usr/share/man/man8/nginx.8.gz	文件, 目录	nginx的手册和帮助文件
/var/cache/nginx	目录	nginx的缓存目录
/var/log/nginx	目录	nginx的日志目录

安装编译参数

nginx -V

编译选项	作用
--prefix=/etc/nginx --sbin-path=/usr/sbin/nginx --modules-path=/usr/lib64/nginx/modules --conf-path=/etc/nginx/nginx.conf --error-log-path=/var/log/nginx/error.log --http-log-path=/var/log/nginx/access.log --pid-path=/var/run/nginx.pid --lock-path=/var/run/nginx.lock	安装目的目录或路径
--http-client-body-temp-path=/var/cache/nginx/client_temp --http-proxy-temp-path=/var/cache/nginx/proxy_temp --http-fastcgi-temp-path=/var/cache/nginx/fastcgi_temp --http-uwsgi-temp-path=/var/cache/nginx/uwsgi_temp --http-scgi-temp-path=/var/cache/nginx/scgi_temp	执行对应模块时,nginx所保留的临时性文件
--user=nginx --group=nginx	设定nginx进程启动的用户和组用户
--with-cc-opt=parameters	设置额外的参数将被添加到CFLAGS变量
--with-ld-opt=parameters	设置附加的参数,链接系统库

默认配置语法

-	-	-
user	设置nginx服务的系统使用用户
worker_processes	工作进程数
error_log	nginx的错误日志
pid	nginx服务启动时候pid
events	worker_connections use	每个进程允许最大连接数 工作进程数

log

http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_log_module.html
错误日志,格式如下

2018/12/11 15:51:32 [error] 5809#5809: *37 open() "/usr/share/nginx/html/favicon.ico" failed (2: No such file or directory), client: 120.194.101.83, server: _, request: "GET /favicon.ico HTTP/1.1", host: "120.79.65.88", referrer: "http://120.79.65.88/"

error_log /var/log/nginx/error.log warn;
日志存放位置/var/log/nginx/error.log
级别warn

access_log 记录了哪些用户，哪些页面以及用户浏览器、ip和其他的访问信息,形式如下

222.88.236.165 - - [11/Dec/2018:16:38:42 +0800] "GET /static/js/login.js HTTP/1.1" 200 14459 "http://mxonline.iceflower.xyz:8081/login/?next=/course/info/6/" "Mozilla/5.0 (Windows NT 10.0; Win64; x64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/70.0.3538.67 Safari/537.36" "-"

格式设置

    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;

具体的设置可以在官网中找到,可进行自定制

模块

http://nginx.org/ru/docs/http/ngx_http_stub_status_module.html

sub_status

--with-http_stub_status_module nginx的客户端状态

配置nginx文件,写在server中

location = /mystatus {
    stub_status;
}

重启nginx,浏览器访问IP+/mystatus,格式如下

Active connections: 1 
server accepts handled requests
 43 43 79 
Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 0 

Active connections
当前活动客户端连接数，包括Waiting连接数。
accepts
已接受的客户端连接总数。
handled
处理的连接总数。通常，参数值与accepts 除非已达到某些资源限制（例如， worker_connections限制）相同。
requests
客户端请求的总数。
Reading
nginx正在读取请求标头的当前连接数。
Writing
nginx将响应写回客户端的当前连接数。
Waiting
当前等待请求的空闲客户端连接数。

random_index

http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_random_index_module.html
--with-http_random_index_module 目录中选择一个随机主页

location / {
    root /opt/app/code/html;
    random_index on;
}

root 后面是主页面存放位置
不会选择隐藏文件作为主页面

sub_module

http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_sub_module.html
--with-http_sub_module HTTP内容替换

location / {
    sub_filter ‘<a href="http://127.0.0.1:8080/‘  ‘<a href="https://$host/‘;
    sub_filter ‘<img src="http://127.0.0.1:8080/‘ ‘<img src="https://$host/‘;
    sub_filter_once on;
}

敏感词,流媒体替换

请求限制

limit_conn_module

limit_conn_module 连接频率限制
http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_limit_conn_module.html

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;
 
    ...
 
    server {
 
        ...
 
        location /api/ {
            limit_conn addr 10;
            limit_conn_status 503; 
        }
    }
}

示例中定义key（zone=addr）为addr，分配内存大小为10m（zone=addr:10m）（如果限制域的存储空间耗尽了，对于后续所有请求，服务器都会返回503），同一个ip（$binary_remote_addr）和服务器连接超过10个（limit_conn addr 10）将会被拦截并返回503（limit_conn_status 503）错误码

limit_conn_zone
语法： limit_conn_zone key zone=name:size;（设置限制规则、区域名称及分配的内存大小）
可配置区域： http
key： 必选项；设置限制规则；取值可以是text文本、nginx变量或两者的组合；实例中使用的nginx变量$binary_remote_addr表示根据每个ip限制并发
name： 必选项； 自定义一个区域名称； 任意字符串
size： 分配内存的大小


limit_conn
语法： limit_conn zone number; （使用由limit_conn_zone定义的拦截规则， 并设置具体的限制连接数量）
可配置区域： http, server, location
zone： 必选项； 由limit_conn_zone（zone=name）定义的名称； 表示使用定义的哪个限制规则
number: 必选项； 正整数； 表示具体的限制连接数量
 

limit_conn_status 
语法： limit_conn_status code;
默认值： 503
可配置区域： http, server, location
表示超出limit_req配置的请求数量后返回给客户端的错误码使用该指令
　　

limit_conn_log_level
语法： limit_conn_log_level info | notice | warn | error;
默认值： limit_conn_log_level error;
可配置区域： http, server, location
当服务器拒绝处理由于速率超过或延迟请求处理而拒绝处理请求时，设置所需的日志记录级别。

limit_req_module

limit_req_module 请求频率限制
http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_limit_req_module.html

http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_perip:50m rate=10r/s;

    ...

    server {

        ...

        location /api/ {
                limit_req zone=req_perip burst=50 nodelay;
                limit_req_status 503;
        }
    }
}

示例中定义的区域名称为req_perip（zone=req_perip），分配内存大小为50m（如果限制域的存储空间耗尽了，对于后续所有请求，服务器都会返回503），同一个ip（$binary_remote_addr）平均处理的请求频率不能超过每秒10次（rate=10r/s）； 如果超过每秒10次但超过的请求数量小于等于50（burst=50）时，会延迟请求。如果超过每秒的请求数超过50，则立即返回503（limit_req_status 503）给客户端

limit_req_zone
语法： limit_req_zone key zone=name:size rate=rate;(可理解为该指令用来定义限制请求频率)
可配置区域： http 
key: 必选项；取值范围： 1，text（文本）; 2，nginx变量；3，text和nginx变量的组合； name: 必选项；自定义字符串 
size： 必选项；分配内存大小，用来保存键值的状态参数 
rate： 必选项；每秒可请求的频率（r/s）, 或每分钟可请求的频率（r/m）
　　

limit_req
语法： limit_req zone=name [burst=number] [nodelay]; （可理解为使用定义的限制请求频率，一定是先定义后使用！也就是一定要有limit_req_zone指令的配置后才能使用该配置）
可配置区域： http, server, location 
name: 必选项；自定义字符串， 名字必须与limit_req_zone中zone=name这个名字一致 
number: 必选项；正整数数字， 平均每秒允许不超过limit_req_zone指令中rate规定的请求数，并且不会超过该值所指定数量的请求，可延迟请求的数量 
nodelay: 可选配置，表示请求频率超过rate规定值后又超过burst规定值后立即返回客户端503（可设置返回code）
　　

limit_req_status
语法： limit_req_status code;
默认值： 503
可配置区域： http, server, location
表示超出limit_req配置的请求数量后返回给客户端的错误码使用该指令
　　

limit_req_log_level
语法： limit_req_log_level info | notice | warn | error;
默认值： limit_req_log_level error;
可配置区域： http, server, location
当服务器拒绝处理由于速率超过或延迟请求处理而拒绝处理请求时，设置所需的日志记录级别。

$binary_remote_addr是$remote_addr（客户端IP）的二进制格式，固定占用4个字节。而$remote_addr按照字符串存储，占用7-15个字节。用$binary_remote_addr可以节省空间。

访问控制

http_access_module

http_access_module 基于IP的访问控制
http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_access_module.html

location / {
    deny  192.168.1.1;  # 拒绝访问
    allow 192.168.1.0/24;   # 允许访问
    allow 10.1.1.0/16;
    allow 2001:0db8::/32;   # IPV6
    deny  all;
}

局限性

IP1 客户端
IP2 代理服务器
IP3 服务器
基于客户端的IP，但是对于Nginx来说，它不会管你哪个是真正的客户端，如果我们的访问不是客户端与服务端直接连接，而是通过了一层代理，比如它的代理可以负载均衡、CDN的这种代理实现，也就是我们的访问不是客户端直接访问的服务端，而是通过其他的中间件访问服务端，这时候会出现一个问题，因为Nginx的access_module它是基于remote_addr这个变量来识别客户端的IP的，那么如果一个ip通过中间件访问服务端，那么Nginx认为访问的ip就是中间件的IP，那么我们在基于IP做限制的时候，那么其实是没有作用的。所以这样的话，准确性是不高的，所以就是利用nginx的access_module有局限性。

解决办法

• 使用http_x_forwarded_for来解决这个问题
  
  但是http_x_forwarded_for进行访问控制会存在问题，因为是一个协议要求的，并不是所有的cdn和代理厂商它会按照要求来做，甚至x_forwarded_for存在被修改的可能，因为只是一个头信息，所以最终还是不真实。

  http_x_forwardded_for也是Nginx的http头变量的一个常用的变量，它和remote_addr是有区别的。不同的是，x_forwarded_for是http协议中规定头中要携带的，所以在客户端访问中间件，再访问服务端的时候，那么服务端通过Nginx会记录真实IP和中间件的IP。
  格式：http_x_forwarded_for = 客户端ip,第一台代理ip,第二台代理ip,第N台代理ip....，所以http_x_forwarded_for是由一连串以逗号分隔的ip组成的。

• 结合geo模块
  http://nginx.org/ru/docs/http/ngx_http_geo_module.html

• 通过HTTP自定义变量传递

http_auth_basic_module

http_auth_basic_module 基于用户的信任登录
http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_auth_basic_module.html

location / {
    auth_basic           "输入密码";
    auth_basic_user_file user_passwd;
}

htpasswd安装
yum install httpd-tools -y

首次创建并加入
htpasswd -c ./user_passwd admin

[[email protected] nginx]# cd /etc/nginx/
[[email protected] nginx]# ls
conf.d     fastcgi_params  koi-win     modules     nginx.conf.rpmnew  uwsgi_params
default.d  koi-utf         mime.types  nginx.conf  scgi_params        win-utf
[[email protected] nginx]# htpasswd -c ./user_passwd admin
New password: 
Re-type new password: 
Adding password for user admin
[[email protected] nginx]# ls
conf.d     fastcgi_params  koi-win     modules     nginx.conf.rpmnew  user_passwd   win-utf
default.d  koi-utf         mime.types  nginx.conf  scgi_params        uwsgi_params
[[email protected] nginx]# vim user_passwd 
[[email protected] nginx]# cat user_passwd 
admin:$apr1$I04BhX5R$9JexKOl2aYCe.Tww67XMu0
[[email protected] nginx]# 

http_auth_basic_module局限性
用户信息依赖文件方式，管理操作机械，效率不高

解决方法：
Nginx结合LUA实现高效验证
Nginx结合LDAP，利用nginx_auth_ldap模块