Nginx一把梭完：防盗链、动静分离、高可用、压缩、跨域、缓存等

向右看齐 2024-03-23 13:52 10阅读 0赞

## 一、Nginx概念浅析 ##

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是基于多路复用模型构建出来的，具备**资源占用少、并发支持高**的特点。

官方解释理论上单节点Nginx同时支持5W并发连接，当然实际生产环境中除非硬件跟上才能达到这个峰值的。

用Nginx代理后，客户端的请求由其进行分发到服务器处理，服务器处理完后再返回Nginx，由Nginx结果返回给客户端。

下面我们建一下环境，了解一下Nginx的高级特性，如动静分离、资源压缩、缓存配置、IP黑名单、高可用保障等等。

## 二、Nginx搭建 ##

服务器相关搭建就省略了，直接上ng。

❶服务器创建Nginx目录并进入：

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

❷下载Nginx安装包

可以服务器远程工具上传已经下载好的压缩包，也用wget命令服务器在线下载压缩包：

[root@localhost]# wget https://nginx.org/download/nginx-1.21.6.tar.gz  
    
    wget命令的可通过yum命令安装：

不支持wget命令的，需要用yum命令安装wget支持：

[root@localhost]# yum -y install wget

❸命令解压Nginx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yum命令一键安装：

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

然后用rpm命令依次构建每个依赖包；或用以下下指令一键安装全部依赖包：

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

❺cd到nginx目录，执行Nginx配置脚本，提前配置好环境便于后面安装，默认位于/usr/local/nginx/目录：

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

❻执行命令编译并安装Nginx：

[root@localhost]# make && make install

❼回到/soft/nginx/目录，用ls可看到安装nginx后生成的文件。

❽修改安装后conf目录下的nginx.conf：

[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Nginx配置文件并启动：

[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放开80端口，刷新服务器防火墙：

[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浏览器输入Nginx配的IP或域名访问：

如果你看到了Nginx欢迎界面，那么恭喜你安装成功。

## 三、Nginx反向代理-负载均衡 ##

先用SpringBoot+Freemarker搭建一个简单的WEB项目，然后在该项目中，控制层接口如下：

@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;  
        }  
    }

前端index.html源码：

<html>  
        <head>  
            <title>Nginx演示demo</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，我是竹子${port}号！</h1>  
                </div>  
            </div>  
        </body>  
    </html>

准备工作做好了，再调整一下nginx.conf

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;  
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;  
            # 请求交给名为nginx_boot的upstream上  
            proxy_pass http://nginx_boot;  
        }  
    }

> **❝**
> 
> 实现负载均衡准备工作做完了，然后重启Nginx，再发布两个web服务，第一个WEB服务启动时，一个服务的端口改为8080，另外一服务端口号改为8090。
> 
> ❞

这里采用轮询及配置了权重，因此8080一次、8090两次...

## Nginx分发请求原理 ##

请求分发原理

*  Nginx监听了服务器80端口，因此请求先到Nginx；
 *  Nginx会根据location配置规则匹配，再根据请求路径/，定位到location /\{\}规则；
 *  然后根据location配置的proxy\_pass再找到名为nginx\_boot的upstream；
 *  再根据upstream配置信息，把客户端请求转发到WEB服务器处理，（多台机器时因Nginx会根据权重比分发请求的次数）

## 四、Nginx动静分离 ##

不采用ng动静分离情况下，一个客户端请求淘宝首页，就有100+的并发请求到服务器。这样是不是后端服务器的压力就是非常的大了。

> **❝**
> 
> 不难看出首页100+的请求中，至少有60+是属于\*.js、\*.css、\*.html、\*.jpg.....这类静态资源的请求呢?。
> 
> ❞

大多数静态资源长时间是不会变的，如果静态资源的请求在向服务端发起请求之前处理了呢？**「动静分离处理后，后端服务器可以减少一半以上的并发量」**。

--------------------

该怎么实现动静分离呢？

①在Nginx目录下创建一个放静态资源目录static\_resources：

mkdir static_resources

②把项目的静态资源全放到该目录下，然后后端项目中删除静态资源再打包。

③再微调nginx.conf配置文件，加一条location匹配规则：

location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){  
        root   /soft/nginx/static_resources;  
        expires 7d;  
    }

重启nginx和WEB服务，再访问发现原来的静态资源效果依然还在，如下：

static下的nginx\_style.css文件已被移除，但效果依然还在：

来解释一下location规则配置：

location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)

*  ~表示匹配时区分大小写
 *  .\*表示任何字符都可出现零或多次，（资源名不受限制）
 *  \\.表示匹配后缀分隔符.
 *  (html|...|css)表示匹配括号中全部该类型的静态资源

**「友情提示：也可把静态资源传到oos上，location配置新的upstream指向」**

## 五、Nginx资源压缩 ##

有了前面的动静分离，试想一下静态资源的Size越小，其传输速度肯定也更快，也会更节省带宽。

因此在部署静态资源时，也用Nginx来压缩静态资源传输，不仅节省带宽资源，也加快响应速度从而并提高系统整体吞吐量。

Nginx提供了三个资源压缩模块：ngx\_http\_gzip\_module；ngx\_http\_gzip\_static\_module；ngx\_http\_gunzip\_module；

其中ngx\_http\_gzip\_module是Nginx内置的，可直接用该模块的压缩指令，其实后续的资源压缩操作都是基于它的。

Nginx压缩配置的一些参数和指令：

在Nginx中简单配置使用一下：

http{
        # 开启压缩机制
        gzip on;
        # 指定会被压缩的文件类型(也可自己配置其他类型)
        gzip_types text/plain application/javascript text/css application/xml text/javascript image/jpeg image/gif image/png;
        # 设置压缩级别，越高资源消耗越大，但压缩效果越好
        gzip_comp_level 5;
        # 在头部中添加Vary: Accept-Encoding（建议开启）
        gzip_vary on;
        # 处理压缩请求的缓冲区数量和大小
        gzip_buffers 16 8k;
        # 对于不支持压缩功能的客户端请求不开启压缩机制
        gzip_disable "MSIE [1-6]\."; # 低版本的IE浏览器不支持压缩
        # 设置压缩响应所支持的HTTP最低版本
        gzip_http_version 1.1;
        # 设置触发压缩的最小阈值
        gzip_min_length 2k;
        # 关闭对后端服务器的响应结果进行压缩
        gzip_proxied off;
    }

其中gzip\_proxied有多种选择，可根据系统的实际情况决定，释意如下：

*  off：关闭Nginx对后台服务的响应压缩。
 *  expired：响应头中包含Expires信息，则压缩。
 *  no-cache：响应头中包含Cache-Control:no-cache信息，则压缩。
 *  no-store：响应头中包含Cache-Control:no-store信息，则压缩。
 *  private：响应头中包含Cache-Control:private信息，则压缩。
 *  no\_last\_modified：响应头中不包含Last-Modified信息，则压缩。
 *  no\_etag：响应头中不包含ETag信息，则压缩。
 *  auth：响应头中包含Authorization信息，则压缩。
 *  any：无条件对后端的响应结果开启压缩机制。

配置好了，在原本的index页面中引入一个jquery-3.6.0.js文件测试一下：

对比下压缩前后的差异：

从对比结果看，未开启压缩机制前，js文件原始大小为230K，当配置了压缩后重启Nginx，会发现文件大小从230KB→69KB，这就是差距！

> **❝**
> 
> 注意点：
> 
> ①如果是图片、视频类型的数据，ng会默认开启压缩机制。
> 
> ②如果.js文件，需指定压缩类型为application/javascript。
> 
> ❞

## 六、Nginx缓冲区 ##

先举个例子，接入Nginx后：“客户端→Nginx→服务端”，在这个过程中存在：“客户端→Nginx、Nginx→服务端”两个连接，这两个连接速度肯定不一样的，这样是不是用户的体验感就极差了。

Nginx有一个缓冲区的机制，主要就是为了解决：**「两个连接之间速度不匹配造成的问题」** ，有了缓冲后，Nginx代理就暂时把后端的响应存了起来，然后按需供数据给用户端。

我们来了解一下关于缓冲区的配置项：

*  proxy\_buffering：是否启用缓冲机制，默认为on关闭状态。
 *  client\_body\_buffer\_size：设置缓冲客户端请求数据的内存大小。
 *  proxy\_buffers：为每个请求/连接设置缓冲区的数量和大小，默认4 4k/8k。
 *  proxy\_buffer\_size：设置用于存储响应头的缓冲区大小。
 *  proxy\_busy\_buffers\_size：在后端数据没有完全接收完成时，Nginx可以将busy状态的缓冲返回给客户端，该参数用来设置busy状态的buffer具体有多大，默认为proxy\_buffer\_size\*2。
 *  proxy\_temp\_path：当内存缓冲区存满时，可以将数据临时存放到磁盘，该参数是设置存储缓冲数据的目录。
    
     *  语法：proxy\_temp\_path path; path是临时目录的路径
 *  proxy\_temp\_file\_write\_size：设置每次写数据到临时文件的大小限制。
 *  proxy\_max\_temp\_file\_size：设置临时的缓冲目录中允许存储的最大容量。
 *  非缓冲参数项：
    
     *  proxy\_connect\_timeout：设置与后端服务器建立连接时的超时时间。
     *  proxy\_read\_timeout：设置从后端服务器读取响应数据的超时时间。
     *  proxy\_send\_timeout：设置向后端服务器传输请求数据的超时时间。

具体nginx.conf配置可参考以下：

http{  
        proxy_connect_timeout 10;  
        proxy_read_timeout 120;  
        proxy_send_timeout 10;  
        proxy_buffering on;  
        client_body_buffer_size 512k;  
        proxy_buffers 4 64k;  
        proxy_buffer_size 16k;  
        proxy_busy_buffers_size 128k;  
        proxy_temp_file_write_size 128k;  
        proxy_temp_path /soft/nginx/temp_buffer;  
    }

缓冲区参数，是基于每个请求分配的空间，而并不是所有请求的共享空间。

> **❝**
> 
> ng缓冲也可以适当减少即时传输带来的带宽消耗。
> 
> ❞

## 七、Nginx缓存机制 ##

缓存都很熟悉了吧，就性能优化而言，缓存是能大幅度提升性能的方案之一（缓存包含客户端缓存、代理缓存、服务器缓存等）。Nginx的缓存则属于代理缓存。

缓存的好处：

*  减少了再次向后端或文件服务器请求资源的带宽消耗。
 *  降低了下游服务器的访问压力，提升系统整体吞吐量。
 *  缩短了响应时间，提升了页面加载速度。

先来熟悉一下Nginx中缓存的配置：

**proxy\_cache\_path**：代理缓存的路径。

proxy_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [manager_files=number] [manager_sleep=time] [manager_threshold=time] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time] [purger=on|off] [purger_files=number] [purger_sleep=time] [purger_threshold=time];

解释一下各参数的意义：

*  path：缓存的路径地址。
 *  levels：缓存存储的层次结构，最多允许三层目录。
 *  use\_temp\_path：是否使用临时目录。
 *  keys\_zone：指定一个共享内存空间来存储热点Key(1M可存储8000个Key)。
 *  inactive：设置缓存多长时间未被访问后删除（默认是十分钟）。
 *  max\_size：允许缓存的最大存储空间，超出后会基于LRU算法移除缓存，Nginx会创建一个Cache manager的进程移除数据，也可以通过purge方式。
 *  manager\_files：manager进程每次移除缓存文件数量的上限。
 *  manager\_sleep：manager进程每次移除缓存文件的时间上限。
 *  manager\_threshold：manager进程每次移除缓存后的间隔时间。
 *  loader\_files：重启Nginx载入缓存时，每次加载的个数，默认100。
 *  loader\_sleep：每次载入时，允许的最大时间上限，默认200ms。
 *  loader\_threshold：一次载入后，停顿的时间间隔，默认50ms。
 *  purger：是否开启purge方式移除数据。
 *  purger\_files：每次移除缓存文件时的数量。
 *  purger\_sleep：每次移除时，允许消耗的最大时间。
 *  purger\_threshold：每次移除完成后，停顿的间隔时间。

**proxy\_cache**：开启或关闭代理缓存，开启时需要指定一个共享内存区域。

proxy_cache zone | off;

zone表示内存区域的名称，即上面中keys\_zone设置的名称。

**proxy\_cache\_key**：如何生成缓存的键。

proxy_cache_key string;

string则为Key的规则，例如：$scheme$proxy\_host$request\_uri。

**proxy\_cache\_valid**：缓存生效的状态码与过期时间。

proxy_cache_valid [code ...] time;

code为状态码，time为有效时间，可根据状态码设置不同的缓存时间。

例如：proxy\_cache\_valid 200 302 30m;

**proxy\_cache\_min\_uses**：设置资源被请求多少次后被缓存。

proxy_cache_min_uses number;

number为次数，默认为1。

**proxy\_cache\_use\_stale**：当后端出现异常时，是否允许Nginx返回缓存作为响应。

proxy_cache_use_stale error;

error为错误类型，可配置timeout|invalid\_header|updating|http\_500...。

**proxy\_cache\_lock**：对于相同的请求，是否开启锁机制，只允许一个请求发往后端。

proxy_cache_lock on | off;

**proxy\_cache\_lock\_timeout**：配置锁超时机制，超出规定时间后会释放请求。

proxy_cache_lock_timeout time;

**proxy\_cache\_methods**：设置对于那些HTTP方法开启缓存。

proxy_cache_methods method;

method为请求方法类型，如GET、HEAD等。

**「proxy\_no\_cache」**：定义不存储缓存的条件，符合时不会保存。

proxy_no_cache string...;

string为条件，例如$cookie\_nocache $arg\_nocache $arg\_comment;

**proxy\_cache\_bypass**：定义不读取缓存的条件，符合时不会从缓存中读取。

proxy_cache_bypass string...;

和proxy\_no\_cache的配置类似。

**add\_header**：响应头中添加字段信息。

add_header fieldName fieldValue;

**$upstream\_cache\_status**：记录了缓存是否命中的信息，存在多种情况：

*  MISS：请求未命中缓存。
 *  HIT：请求命中缓存。
 *  EXPIRED：请求命中缓存但缓存已过期。
 *  STALE：请求命中了陈旧缓存。
 *  REVALIDDATED：Nginx验证陈旧缓存依然有效。
 *  UPDATING：命中的缓存内容陈旧，但正在更新缓存。
 *  BYPASS：响应结果是从原始服务器获取的。

> **❝**
> 
> 注：这是Nginx内置变量并不是参数项。
> 
> ❞

接下来实操配置Nginx代理缓存：

http{  
        # 设置缓存的目录，并且内存中缓存区名为hot_cache，大小为128m，  
        # 三天未被访问过的缓存自动清楚，磁盘中缓存的最大容量为2GB。  
        proxy_cache_path /soft/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=hot_cache:128m inactive=3d max_size=2g;  
          
        server{  
            location / {  
                # 使用名为nginx_cache的缓存空间  
                proxy_cache hot_cache;  
                # 对于200、206、304、301、302状态码的数据缓存1天  
                proxy_cache_valid 200 206 304 301 302 1d;  
                # 对于其他状态的数据缓存30分钟  
                proxy_cache_valid any 30m;  
                # 定义生成缓存键的规则（请求的url+参数作为key）  
                proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;  
                # 资源至少被重复访问三次后再加入缓存  
                proxy_cache_min_uses 3;  
                # 出现重复请求时，只让一个去后端读数据，其他的从缓存中读取  
                proxy_cache_lock on;  
                # 上面的锁超时时间为3s，超过3s未获取数据，其他请求直接去后端  
                proxy_cache_lock_timeout 3s;  
                # 对于请求参数或cookie中声明了不缓存的数据，不再加入缓存  
                proxy_no_cache $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;  
                # 在响应头中添加一个缓存是否命中的状态（便于调试）  
                add_header Cache-status $upstream_cache_status;  
            }  
        }  
    }

转存失败重新上传取消

第一次访问缓存中没数据，因此没有命中缓存。第二、三次，依旧没有命中缓存，因为缓存配置了缓存的最低条件为：**「资源至少要被请求三次以上才会加入缓存」**。直至第四次时才命中缓存。这样做的好处是能减少一些无效缓存占用空间。

## 缓存清理 ##

既然有了缓存那么肯定就存在清理缓存，好比手机app用久了需要清理缓存一样的道理。

如果缓存过多时，不及时清理那么磁盘空间也就会被“吃光”，因此在前面的proxy\_cache\_path参数中有purger选项，开启后可以自动清理缓存，但这个是商业版的要付费。

所以我们可采用三方引入的ngx\_cache\_purge模块来替代，先安装该插件：

①到Nginx安装目录下，创建一个cache\_purge目录：

[root@localhost]# mkdir cache_purge && cd cache_purge

②通过wget命令从github上下载插件压缩文件并解压：

[root@localhost]# wget https://github.com/FRiCKLE/ngx_cache_purge/archive/2.3.tar.gz  
    [root@localhost]# tar -xvzf 2.3.tar.gz

③再去Nginx的解压目录下：

[root@localhost]# cd /soft/nginx/nginx1.21.6

④重新构建一下Nginx，用--add-module的命令添加该插件：

[root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/nginx/ --add-module=/soft/nginx/cache_purge/ngx_cache_purge-2.3/

⑤再次编译刚刚构建的Nginx，**「但切记不要make install」** ：

[root@localhost]# make

⑥删除之前Nginx的启动文件：

[root@localhost]# rm -rf /soft/nginx/sbin/nginx

⑦从生成的objs目录中，复制新的Nginx启动文件到原来的位置：

[root@localhost]# cp objs/nginx /soft/nginx/sbin/nginx

三方缓存清除插件ngx\_cache\_purge就安装好了，然后微调nginx.conf配置，再添加一条location规则：

location ~ /purge(/.*) {  
      # 配置可以执行清除操作的IP（线上可以配置成内网机器）  
      # allow 127.0.0.1; # 代表本机  
      allow all; # 代表允许任意IP清除缓存  
      proxy_cache_purge $host$1$is_args$args;  
    }

重启Nginx，就可用http://xxx/purge/xx清除缓存了。

## 八、Nginx实现IP黑白名单功能 ##

Nginx主要是通过allow、deny配置项来实现IP黑白名单的：

allow xxx.xxx.xxx.xxx; # 允许指定的IP访问，可以用于实现白名单。  
    deny xxx.xxx.xxx.xxx; # 禁止指定的IP访问，可以用于实现黑名单。

当IP配置很多时全堆在nginx.conf文件中是不友好的，过于冗余，此时可新建两个文件BlocksIP.conf、WhiteIP.conf：

# --------黑名单：BlocksIP.conf---------  
    deny 192.177.12.222; # 屏蔽192.177.12.222访问  
    deny 192.177.44.201; # 屏蔽192.177.44.201访问  
    deny 127.0.0.0/8; # 屏蔽127.0.0.1到127.255.255.254网段中的所有IP访问  
      
    # --------白名单：WhiteIP.conf---------  
    allow 192.177.12.222; # 允许192.177.12.222访问  
    allow 192.177.44.201; # 允许192.177.44.201访问  
    allow 127.45.0.0/16; # 允许127.45.0.1到127.45.255.254网段中的所有IP访问  
    deny all; # 除开上述IP外，其他IP全部禁止访问

将要禁止/开放的IP添加到对应的文件中，再把这两个文件导入nginx.conf中：

http{  
        # 屏蔽该文件中的所有IP  
        include /soft/nginx/IP/BlocksIP.conf;   
     server{  
        location xxx {  
            # 某一系列接口只开放给白名单中的IP  
            include /soft/nginx/IP/blockip.conf;   
        }  
     }  
    }

这两个文件导入注意事项：

如果要整站屏蔽/开放就在http中导入；

如果只需一个域名下屏蔽/开放就在sever中导入；

如果只需要针对于某一系列接口屏蔽/开放IP，那么就在location中导入。

> **❝**
> 
> 也可以通过ngx\_http\_geo\_module、ngx\_http\_geo\_module第三方库去实现IP黑白名单（这种可按地区、国家来屏蔽，且提供有IP库）。
> 
> ❞

## 九、Nginx跨域配置 ##

如果是前后端分离、分布式架构、导入三方sdk，跨域问题就必须解决的了。

## 跨域问题是如何产生的？ ##

其主要原因就在于 **「同源策略」** 。为了保证用户信息安全，防止恶意网站窃取数据，同源策略是必须的，否则cookie就可以共享。那么http无状态协议下会导致用户的身份信息被盗取。

同源策略包括三点：**「协议+域名+端口」** ，即三者都相同的两个请求，才可被看做是同源的，同源策略会限制了不同源之间的资源交互。

## Nginx解决跨域 ##

nginx.conf中添加配置即可解决跨域：

location / {  
        # 允许跨域的请求，可以自定义变量$http_origin，*表示所有  
        add_header 'Access-Control-Allow-Origin' *;  
        # 允许携带cookie请求  
        add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true';  
        # 允许跨域请求的方法：GET,POST,OPTIONS,PUT  
        add_header 'Access-Control-Allow-Methods' 'GET,POST,OPTIONS,PUT';  
        # 允许请求时携带的头部信息，*表示所有  
        add_header 'Access-Control-Allow-Headers' *;  
        # 允许发送按段获取资源的请求  
        add_header 'Access-Control-Expose-Headers' 'Content-Length,Content-Range';  
        # 一定要有！！！否则Post请求无法进行跨域！  
        # 在发送Post跨域请求前，会以Options方式发送预检请求，服务器接受时才会正式请求  
        if ($request_method = 'OPTIONS') {  
            add_header 'Access-Control-Max-Age' 1728000;  
            add_header 'Content-Type' 'text/plain; charset=utf-8';  
            add_header 'Content-Length' 0;  
            # 对于Options方式的请求返回204，表示接受跨域请求  
            return 204;  
        }  
    }

在nginx.conf中配置后，刷新配置文件，跨域问题就解决了。

> **❝**
> 
> 后端用分布式架构时，有时RPC调用也要处理跨域，可后端项目中，继承HandlerInterceptorAdapter类、实现WebMvcConfigurer接口、添加@CrossOrgin注解来解决rpc调用跨域问题。
> 
> ❞

## 十、Nginx的防盗链设计 ##

什么是盗链？

**「盗链即是指外部网站引入当前网站的资源对外展示」**

举个例子帮助理解：

> **❝**
> 
> 比如某图片a站、b站，a站的图片素材是花钱买的，但b站就直接通过<img src="X站/xxx.jpg" />方式照搬用a站的所有图片。
> 
> 这个时候防盗链是不是就能派上用场了。
> 
> ❞

Nginx的防盗链机制，跟一个头部字段Referer有关。

该字段主要描述了当前请求是从哪里来的，在Nginx中就可以拿到该值，然后判断是否是本站的资源引用请求，如果不是则不允许访问。

Nginx中有一个配置项valid\_referers，刚好可以满足这个需求，用法如下：

valid_referers none | blocked | server_names | string ...;

*  none：表示接受没有Referer字段的HTTP请求访问。
 *  blocked：表示允许http://或https//以外的请求访问。
 *  server\_names：资源请求的白名单，也就是可以指定允许访问的域名。
 *  string：可自定义字符串，支配通配符、正则表达式写法。

按照语法实现如下：

# 在动静分离的location中开启防盗链机制  
    location ~ .*\.(html|htm|gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css){  
        # 最后面的值在上线前可配置为允许的域名地址  
        valid_referers blocked 192.168.12.129;  
        if ($invalid_referer) {  
            # 可以配置成返回一张禁止盗取的图片  
            # rewrite   ^/ http://xx.xx.com/NO.jpg;  
            # 也可直接返回403  
            return   403;  
        }  
          
        root   /soft/nginx/static_resources;  
        expires 7d;  
    }

重启一下ng，基本都防盗链就好啦！

当然防盗链机制实现这块，也可以用第三方插件ngx\_http\_accesskey\_module，该插件实现了更为完善的设计。

> **❝**
> 
> 防盗链是无法解决爬虫伪造referers信息来抓取数据。
> 
> ❞

## 十一、Nginx大文件传输配置 ##

在一些业务场景下，大文件传输时会存在文件超出限制、传输请求超时等，Nginx也是可以解决的。

文件传输时ng可能会用的配置项：

在传输大文件时，这四个参数值都可以根据自己项目的实际情况来配置。

> **❝**
> 
> 这里只是作为代理层需要配置的，这里只是把作为网关层的Nginx配置调高一点，调到能够“容纳大文件”传输的程度。
> 
> ❞

## 十二、Nginx配置SLL证书 ##

网站接入HTTPS就必须用到SSL证书，因此Nginx中还需监听443端口的请求，HTTPS为了确保通信安全，所以服务端需配置对应的数字证书。

关于SSL证书配置过程：

①先去CA机构或从云控制台中申请对应的SSL证书，审核通过后下载Nginx版本的证书。

②下载数字证书后，完整的文件总共有三个：.crt、.key、.pem：

*  .crt：数字证书文件，.crt是.pem的拓展文件，因此有些人下载后可能没有。
 *  .key：服务器的私钥文件，及非对称加密的私钥，用于解密公钥传输的数据。
 *  .pem：Base64-encoded编码格式的源证书文本文件，可自行根需求修改拓展名。

③在Nginx目录下新建certificate目录，并将下载好的证书/私钥等文件上传至该目录。

④最后改一下nginx.conf文件，如下：

# ----------HTTPS配置-----------  
    server {  
        # 监听HTTPS默认的443端口  
        listen 443;  
        # 配置自己项目的域名  
        server_name www.xxx.com;  
        # 打开SSL加密传输  
        ssl on;  
        # 输入域名后，首页文件所在的目录  
        root html;  
        # 配置首页的文件名  
        index index.html index.htm index.jsp index.ftl;  
        # 配置自己下载的数字证书  
        ssl_certificate  certificate/xxx.pem;  
        # 配置自己下载的服务器私钥  
        ssl_certificate_key certificate/xxx.key;  
        # 停止通信时，加密会话的有效期，在该时间段内不需要重新交换密钥  
        ssl_session_timeout 5m;  
        # TLS握手时，服务器采用的密码套件  
        ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE:ECDH:AES:HIGH:!NULL:!aNULL:!MD5:!ADH:!RC4;  
        # 服务器支持的TLS版本  
        ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;  
        # 开启由服务器决定采用的密码套件  
        ssl_prefer_server_ciphers on;  
      
        location / {  
            ....  
        }  
    }  
      
    # ---------HTTP请求转HTTPS-------------  
    server {  
        # 监听HTTP默认的80端口  
        listen 80;  
        # 如果80端口出现访问该域名的请求  
        server_name www.xxx.com;  
        # 将请求改写为HTTPS（这里写你配置了HTTPS的域名）  
        rewrite ^(.*)$ https://www.xxx.com;  
    }

配好后，你的网站即可通过https访问了，并且当客户端使用http的方式访问时，会自动将其改写为HTTPS请求。

## 十三、Nginx的高可用 ##

如果生产中用单个Nginx节点部署，由于Nginx作为整个系统的网关层接入外部流量，一旦Nginx宕机，最终就会导致整个系统瘫痪，对于生产环境无疑是灾难。

因此也必须保障Nginx的高可用。

> **❝**
> 
> 通过keepalived的VIP机制，实现Nginx的高可用。VIP是指Virtual IP，即虚拟IP。
> 
> ❞

keepalived在之前单体架构开发时，是一个用的较为频繁的高可用技术，比如MySQL、Redis、MQ、Proxy、Tomcat等都会通过keepalived提供的VIP机制，实现单节点应用的高可用。

## Keepalived+重启脚本+双机热备搭建 ##

①创建一个目录并下载keepalived到Linux中并解压：

[root@localhost]# mkdir /soft/keepalived && cd /soft/keepalived  
    [root@localhost]# wget https://www.keepalived.org/software/keepalived-2.2.4.tar.gz  
    [root@localhost]# tar -zxvf keepalived-2.2.4.tar.gz

②进入解压后的keepalived目录并构建安装环境，然后编译并安装：

[root@localhost]# cd keepalived-2.2.4  
    [root@localhost]# ./configure --prefix=/soft/keepalived/  
    [root@localhost]# make && make install

③进入安装目录的/soft/keepalived/etc/keepalived/下并编辑配置文件：

[root@localhost]# cd /soft/keepalived/etc/keepalived/  
    [root@localhost]# vi keepalived.conf

④编辑主机的keepalived.conf核心配置文件，如下：

global_defs {  
        # 自带的邮件提醒服务，建议用独立的监控或第三方SMTP，也可选择配置邮件发送。  
        notification_email {  
            root@localhost  
        }  
        notification_email_from root@localhost  
        smtp_server localhost  
        smtp_connect_timeout 30  
        # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复，建议配置成本机IP)  
     router_id 192.168.12.129   
    }  
      
    # 定时运行的脚本文件配置  
    vrrp_script check_nginx_pid_restart {  
        # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置  
     script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh"   
        # 每间隔3秒执行一次  
     interval 3  
        # 如果脚本中的条件成立，重启一次则权重-20  
     weight -20  
    }  
      
    # 定义虚拟路由，VI_1为虚拟路由的标示符（可自定义名称）  
    vrrp_instance VI_1 {  
        # 当前节点的身份标识：用来决定主从（MASTER为主机，BACKUP为从机）  
     state MASTER  
        # 绑定虚拟IP的网络接口，根据自己的机器的网卡配置  
     interface ens33   
        # 虚拟路由的ID号，主从两个节点设置必须一样  
     virtual_router_id 121  
        # 填写本机IP  
     mcast_src_ip 192.168.12.129  
        # 节点权重优先级，主节点要比从节点优先级高  
     priority 100  
        # 优先级高的设置nopreempt，解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题  
     nopreempt  
        # 组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样，默认1s（类似于心跳检测）  
     advert_int 1  
        authentication {  
            auth_type PASS  
            auth_pass 1111  
        }  
        # 将track_script块加入instance配置块  
        track_script {  
            # 执行Nginx监控的脚本  
      check_nginx_pid_restart  
        }  
      
        virtual_ipaddress {  
            # 虚拟IP(VIP)，也可扩展，可配置多个。  
      192.168.12.111  
        }  
    }

⑤克隆一台之前的虚拟机作为备机，编辑备机的keepalived.conf文件，如下：

global_defs {  
        # 自带的邮件提醒服务，建议用独立的监控或第三方SMTP，也可选择配置邮件发送。  
        notification_email {  
            root@localhost  
        }  
        notification_email_from root@localhost  
        smtp_server localhost  
        smtp_connect_timeout 30  
        # 高可用集群主机身份标识(集群中主机身份标识名称不能重复，建议配置成本机IP)  
     router_id 192.168.12.130   
    }  
      
    # 定时运行的脚本文件配置  
    vrrp_script check_nginx_pid_restart {  
        # 之前编写的nginx重启脚本的所在位置  
     script "/soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh"   
        # 每间隔3秒执行一次  
     interval 3  
        # 如果脚本中的条件成立，重启一次则权重-20  
     weight -20  
    }  
      
    # 定义虚拟路由，VI_1为虚拟路由的标示符（可自定义名称）  
    vrrp_instance VI_1 {  
        # 当前节点的身份标识：用来决定主从（MASTER为主机，BACKUP为从机）  
     state BACKUP  
        # 绑定虚拟IP的网络接口，根据自己的机器的网卡配置  
     interface ens33   
        # 虚拟路由的ID号，主从两个节点设置必须一样  
     virtual_router_id 121  
        # 填写本机IP  
     mcast_src_ip 192.168.12.130  
        # 节点权重优先级，主节点要比从节点优先级高  
     priority 90  
        # 优先级高的设置nopreempt，解决异常恢复后再次抢占造成的脑裂问题  
     nopreempt  
        # 组播信息发送间隔，两个节点设置必须一样，默认1s（类似于心跳检测）  
     advert_int 1  
        authentication {  
            auth_type PASS  
            auth_pass 1111  
        }  
        # 将track_script块加入instance配置块  
        track_script {  
            # 执行Nginx监控的脚本  
      check_nginx_pid_restart  
        }  
      
        virtual_ipaddress {  
            # 虚拟IP(VIP)，也可扩展，可配置多个。  
      192.168.12.111  
        }  
    }

⑥新建scripts目录并编写Nginx的重启脚本，check\_nginx\_pid\_restart.sh：

[root@localhost]# mkdir /soft/scripts /soft/scripts/keepalived  
    [root@localhost]# touch /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
    [root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
      
    #!/bin/sh  
    # 通过ps指令查询后台的nginx进程数，并将其保存在变量nginx_number中  
    nginx_number=`ps -C nginx --no-header | wc -l`  
    # 判断后台是否还有Nginx进程在运行  
    if [ $nginx_number -eq 0 ];then  
        # 如果后台查询不到`Nginx`进程存在，则执行重启指令  
        /soft/nginx/sbin/nginx -c /soft/nginx/conf/nginx.conf  
        # 重启后等待1s后，再次查询后台进程数  
        sleep 1  
        # 如果重启后依旧无法查询到nginx进程  
        if [ `ps -C nginx --no-header | wc -l` -eq 0 ];then  
            # 将keepalived主机下线，将虚拟IP漂移给从机，从机上线接管Nginx服务  
            systemctl stop keepalived.service  
        fi  
    fi

⑦更改编写的脚本文件的编码格式，并赋予执行权限：

[root@localhost]# vi /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh  
      
    :set fileformat=unix # 在vi命令里面执行，修改编码格式  
    :set ff # 查看修改后的编码格式  
      
    [root@localhost]# chmod +x /soft/scripts/keepalived/check_nginx_pid_restart.sh

⑧因安装keepalived时，是自定义的安装位置，因此需要拷贝一些文件到系统目录中：

[root@localhost]# mkdir /etc/keepalived/  
    [root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/keepalived/keepalived.conf /etc/keepalived/  
    [root@localhost]# cp /soft/keepalived/keepalived-2.2.4/keepalived/etc/init.d/keepalived /etc/init.d/  
    [root@localhost]# cp /soft/keepalived/etc/sysconfig/keepalived /etc/sysconfig/

⑨将keepalived加入系统服务并设置开启自启动，然后测试启动是否正常：

[root@localhost]# chkconfig keepalived on  
    [root@localhost]# systemctl daemon-reload  
    [root@localhost]# systemctl enable keepalived.service  
    [root@localhost]# systemctl start keepalived.service

其他命令：

systemctl disable keepalived.service # 禁止开机自动启动  
    systemctl restart keepalived.service # 重启keepalived  
    systemctl stop keepalived.service # 停止keepalived  
    tail -f /var/log/messages # 查看keepalived运行时日志

⑩测试一下VIP是否生效，通过查看本机是否成功挂载虚拟IP：

[root@localhost]# ip addr

> ❝
> 
> 可以看见虚拟IP已经成功挂载，但另外一台机器192.168.12.130并不会挂载这个虚拟IP，只有当主机下线后，作为备机的192.168.12.130才会上线，接替VIP。
> 
> ❞

测试一下外网是否可以和VIP正常通信：

转存失败重新上传取消

外部通过VIP通信正常，代表虚拟IP配置成功。

## Nginx高可用性测试 ##

keepalived的VIP机制主要做了几件事：

*  一、为部署Nginx的机器挂载了VIP。
 *  二、通过keepalived搭建了主从双机热备。
 *  三、通过keepalived实现了Nginx宕机重启。

如果要配域名改一下nginx.conf的配置：

sever{  
        listen    80;  
        # 这里从机器的本地IP改为虚拟IP  
     server_name 192.168.12.111;  
     # 如果这里配置的是域名，那么则将域名的映射配置改为虚拟IP  
    }

转存失败重新上传取消

> ❝
> 
> 在上述过程中，首先分别启动了keepalived、nginx服务，然后通过手动停止nginx的方式模拟了Nginx宕机情况，过了片刻后再次查询后台进程，我们会发现nginx依旧存活。
> 
> ❞

可以看到，keepalived已经为我们实现了Nginx宕机后自动重启的功能。

接着再模拟一下服务器出现故障情况：

转存失败重新上传取消

> ❝
> 
> 我们手动关闭keepalived服务模拟了机器断电、硬件损坏等情况（因为机器断电等情况=主机中的keepalived进程消失），然后再次查询了一下本机的IP信息，很明显会看到VIP消失了！
> 
> ❞

在切换到备机：192.168.12.130看看情况：

转存失败重新上传取消

> **❝**
> 
> 在主机宕机后，VIP自动从主机转移到了从机上。
> 
> ❞

## 十四、Nginx性能优化 ##

最后Nginx的性能优化，主要就简单说说效益最高的几个优化项。

## 优化一：开启长连接配置 ##

用Nginx作为代理服务时，建议开启HTTP长连接，减少客户端握手的次数，降低服务器损耗，具体如下：

upstream xxx {  
        # 长连接数  
        keepalive 32;  
        # 每个长连接提供的最大请求数  
        keepalived_requests 100;  
        # 每个长连接没有新的请求时，保持的最长时间  
        keepalive_timeout 60s;  
    }

## 优化二、开启零拷贝技术 ##

零拷贝在大多数性能较好的中间件中都有，如Kafka、Netty等，而Nginx中也可以配置数据零拷贝技术，如下：

sendfile on; # 开启零拷贝机制

零拷贝读取机制与传统资源读取机制的区别：

*  **「传统方式：」** 硬件-->内核-->用户空间-->程序空间-->程序内核空间-->网络套接字
 *  **「零拷贝方式：」** 硬件-->内核-->程序内核空间-->网络套接字

## 优化三、开启无延迟或多包共发机制 ##

Nginx中tcp\_nodelay、tcp\_nopush两个参数是比较关键的性能参数，如下开启：

tcp_nodelay on;  
    tcp_nopush on;

TCP/IP协议中默认是采用了Nagle算法的，即在网络数据传输过程中，每个数据报文并不会立马发送出去，而是会等待一段时间，将后面的几个数据包一起组合成一个数据报文发送，但这个算法虽然提高了网络吞吐量，但是实时性却降低了。

> **❝**
> 
> 因此你的项目属于交互性很强的应用，那么可以手动开启tcp\_nodelay配置，让应用程序向内核递交的每个数据包都会立即发送出去。但这样会产生大量的TCP报文头，增加很大的网络开销。
> 
> ❞

相反，有的项目追求的则是更高的吞吐量，对实时性要求并不高，那么则可以开启tcp\_nopush配置项。设置该选项后，内核会尽量把小数据包拼接成一个大的数据包（一个MTU）再一起发送出去。

> **❝**
> 
> 当然若一定时间后（一般为200ms），内核仍然没有积累到一个MTU的量时，也必须发送现有的数据，否则会一直阻塞。
> 
> ❞