Nginx完全指南

左手的ㄟ右手 2023-09-23 23:59 133阅读 0赞

干货！文章有点长，建议先收藏

*  引言
 *  一、性能怪兽-Nginx概念深入浅出
 *  二、Nginx环境搭建
 *  三、Nginx反向代理-负载均衡
 *  四、Nginx动静分离
 *  五、Nginx资源压缩
 *  六、Nginx缓冲区
 *  七、Nginx缓存机制
 *  八、Nginx实现IP黑白名单
 *  九、Nginx跨域配置
 *  十、Nginx防盗链设计
 *  十一、Nginx大文件传输配置
 *  十二、Nginx配置SLL证书
 *  十三、Nginx的高可用
 *  十四、Nginx性能优化
 *  十五、放在最后的结尾

## 引言 ##

早期的业务都是基于单体节点部署，由于前期访问流量不大，因此单体结构也可满足需求，但随着业务增长，流量也越来越大，那么最终单台服务器受到的访问压力也会逐步增高。时间一长，单台服务器性能无法跟上业务增长，就会造成线上频繁宕机的现象发生，最终导致系统瘫痪无法继续处理用户的请求。

> ❝
> 
> 从上面的描述中，主要存在两个问题：①单体结构的部署方式无法承载日益增长的业务流量。②当后端节点宕机后，整个系统会陷入瘫痪，导致整个项目不可用。
> 
> ❞

因此在这种背景下，引入负载均衡技术可带来的收益：

*  「系统的高可用：」 当某个节点宕机后可以迅速将流量转移至其他节点。
 *  「系统的高性能：」 多台服务器共同对外提供服务，为整个系统提供了更高规模的吞吐。
 *  「系统的拓展性：」 当业务再次出现增长或萎靡时，可再加入/减少节点，灵活伸缩。

OK~，既然引入负载均衡技术可给我们带来如此巨大的好处，那么又有那些方案可供选择呢？主要有两种负载方案，「「硬件层面与软件层面」」 ，比较常用的硬件负载器有`A10、F5`等，但这些机器动辄大几万乃至几十万的成本，因此一般大型企业会采用该方案，如银行、国企、央企等。而成本有限，但依旧想做负载均衡的项目，那么可在软件层面实现，如典型的`Nginx`等，软件层的负载也是本文的重点，毕竟`Boss`们的准则之一就是：「「能靠技术实现的就尽量不花钱。」」

> ❝
> 
> 当然，如果你认为本文对你而言有帮助，记得点赞、收藏、关注三连噢！
> 
> ❞

## 一、性能怪兽-Nginx概念深入浅出 ##

`Nginx`是目前负载均衡技术中的主流方案，几乎绝大部分项目都会使用它，`Nginx`是一个轻量级的高性能`HTTP`反向代理服务器，同时它也是一个通用类型的代理服务器，支持绝大部分协议，如`TCP、UDP、SMTP、HTTPS`等。

`Nginx`与Redis相同，都是基于多路复用模型构建出的产物，因此它与`Redis`同样具备 「「资源占用少、并发支持高」」 的特点，在理论上单节点的`Nginx`同时支持`5W`并发连接，而实际生产环境中，硬件基础到位再结合简单调优后确实能达到该数值。

先来看看`Nginx`引入前后，客户端请求处理流程的对比：

原本客户端是直接请求目标服务器，由目标服务器直接完成请求处理工作，但加入`Nginx`后，所有的请求会先经过`Nginx`，再由其进行分发到具体的服务器处理，处理完成后再返回`Nginx`，最后由`Nginx`将最终的响应结果返回给客户端。

了解了`Nginx`的基本概念后，再来快速搭建一下环境，以及了解一些`Nginx`的高级特性，如动静分离、资源压缩、缓存配置、`IP`黑名单、高可用保障等。

## 二、Nginx环境搭建 ##

❶首先创建`Nginx`的目录并进入：

[root@localhost]# mkdir /soft && mkdir /soft/nginx/  
    [root@localhost]# cd /soft/nginx/

❷下载`Nginx`的安装包，可以通过`FTP`工具上传离线环境包，也可通过`wget`命令在线获取安装包：

[root@localhost]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.21.6.tar.gz

没有`wget`命令的可通过`yum`命令安装：

[root@localhost]# yum -y install wget

❸解压`Nginx`的压缩包：

[root@localhost]# tar -xvzf nginx-1.21.6.tar.gz

❹下载并安装`Nginx`所需的依赖库和包：

[root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ gcc-c++  
    [root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ pcre pcre-devel4  
    [root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ zlib zlib-devel  
    [root@localhost]# yum install --downloadonly --downloaddir=/soft/nginx/ openssl openssl-devel

也可以通过`yum`命令一键下载（推荐上面哪种方式）：

[root@localhost]# yum -y install gcc zlib zlib-devel pcre-devel openssl openssl-devel

执行完成后，然后`ls`查看目录文件，会看一大堆依赖：

紧接着通过`rpm`命令依次将依赖包一个个构建，或者通过如下指令一键安装所有依赖包：

[root@localhost]# rpm -ivh --nodeps *.rpm

❺进入解压后的`nginx`目录，然后执行`Nginx`的配置脚本，为后续的安装提前配置好环境，默认位于`/usr/local/nginx/`目录下（可自定义目录）：

[root@localhost]# cd nginx-1.21.6  
    [root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/nginx/

❻编译并安装`Nginx`：

[root@localhost]# make && make install

❼最后回到前面的`/soft/nginx/`目录，输入`ls`即可看见安装`nginx`完成后生成的文件。

❽修改安装后生成的`conf`目录下的`nginx.conf`配置文件：

[root@localhost]# vi conf/nginx.conf  
        修改端口号：listen    80;  
     修改IP地址：server_name  你当前机器的本地IP(线上配置域名);

❾制定配置文件并启动`Nginx`：

[root@localhost]# sbin/nginx -c conf/nginx.conf  
    [root@localhost]# ps aux | grep nginx

`Nginx`其他操作命令：

sbin/nginx -t -c conf/nginx.conf # 检测配置文件是否正常  
    sbin/nginx -s reload -c conf/nginx.conf # 修改配置后平滑重启  
    sbin/nginx -s quit # 优雅关闭Nginx，会在执行完当前的任务后再退出  
    sbin/nginx -s stop # 强制终止Nginx，不管当前是否有任务在执行

❿开放`80`端口，并更新防火墙：

[root@localhost]# firewall-cmd --zone=public --add-port=80/tcp --permanent  
    [root@localhost]# firewall-cmd --reload  
    [root@localhost]# firewall-cmd --zone=public --list-ports

⓫在`Windows/Mac`的浏览器中，直接输入刚刚配置的`IP`地址访问`Nginx`：

最终看到如上的`Nginx`欢迎界面，代表`Nginx`安装完成。推荐：\[Java面试题\]\[Java\]

## 三、Nginx反向代理-负载均衡 ##

首先通过`SpringBoot+Freemarker`快速搭建一个`WEB`项目：springboot-web-nginx，然后在该项目中，创建一个`IndexNginxController.java`文件，逻辑如下：

@Controller  
    public class IndexNginxController {
       
          
        @Value("${server.port}")  
        private String port;  
      
        @RequestMapping("/")  
        public ModelAndView index(){
       
          
            ModelAndView model = new ModelAndView();  
            model.addObject("port", port);  
            model.setViewName("index");  
            return model;  
        }  
    }

在该`Controller`类中，存在一个成员变量：`port`，它的值即是从`application.properties`配置文件中获取`server.port`值。当出现访问`/`资源的请求时，跳转前端`index`页面，并将该值携带返回。

前端的`index.ftl`文件代码如下：

<html>  
        <head>  
            <title>Nginx演示页面</title>  
            <link href="nginx_style.css" rel="stylesheet" type="text/css"/>  
        </head>  
        <body>  
            <div style="border: 2px solid red;margin: auto;width: 800px;text-align: center">  
                <div  id="nginx_title">  
                    <h1>欢迎来到熊猫高级会所，我是竹子${
       
        port}号！</h1>  
                </div>  
            </div>  
        </body>  
    </html>

从上可以看出其逻辑并不复杂，仅是从响应中获取了`port`输出。

OK~，前提工作准备就绪后，再简单修改一下`nginx.conf`的配置即可：

upstream nginx_boot{
       
          
       # 30s内检查心跳发送两次包，未回复就代表该机器宕机，请求分发权重比为1:2  
       server 192.168.0.000:8080 weight=100 max_fails=2 fail_timeout=30s;   
       server 192.168.0.000:8090 weight=200 max_fails=2 fail_timeout=30s;  
       # 这里的IP请配置成你WEB服务所在的机器IP  
    }  
      
    server {
       
          
        location / {
       
          
            root   html;  
            # 配置一下index的地址，最后加上index.ftl。  
            index  index.html index.htm index.jsp index.ftl;  
            proxy_set_header Host $host;  
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr