nginx作用与原理Nginx超详细常用功能演示nginx原理详解




nginx作用与原理Nginx超详细常用功能演示nginx原理详解

2022-07-21 2:24:11 网络知识 官方管理员

前言

Nginx("enginex")是一款是由俄罗斯的程序设计师IgorSysoev所开发高性能的Web和反向代理服务器,也是一个IMAP/POP3/SMTP代理服务器。

Nginx在部署网站时,可以说是小伙伴们的首选,当然不能说全部项目都使用,对于一些小项目,直接IIS(.Net)、Tomcat(Java)等就搞定了,但对于大项目或微服务架构,Nginx肯定是少不了啦,一张图看清Nginx有多火:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(1)

Nginx之所以招人喜爱,那是它本身性能好,支持并发量大,内存消耗少,配置简单,提供功能给力,最重要是开源免费。接下来会挑重要的来说说,了解我的小伙伴都应该知道,我喜欢边实操,边说理论;走起来~~~

正文

关于安装我就不一步一步来演示啦,如果需要详细安装步骤,点这里,菜鸟教程很详细了,接下来就重点说说平时用得比较多的功能。

以下演示是通过阿里云服务器演示,系统为Centos7,nginx版本为1.18.0。用到连接云服务器的工具为Xshell6,上传文件为Xftp6.

1.配置文件解读

Nginx和Redis一样,只需简单的文件配置,就能轻松实现吊炸天的功能,所以先来了解一下配置文件内容,不用太急着知道怎么用,接下来在功能实操的时候还会用到。

nginx.conf文件是经常需要配置的,我这里安装完成之后,该配置文件的路径见下图:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(2)

文件主要内容如下:

#指定用户,可以不进行设置#usernobody;#Nginx进程,一般设置为和CPU核数一样worker_processes1;#错误日志存放目录,可以根据后面的日志级别指定到不同目录error_log/var/log/nginx/error.loginfo;#进程pid存放位置pid/var/run/nginx.pid;events{#单个后台进程的最大并发数worker_connections1024;}http{#文件扩展名与类型映射表,指定为当前目录下的mime.typesincludemime.types;#默认文件类型default_typeapplication/octet-stream;#设置日志显示格式log_formatmain'$remote_addr-$remote_user[$time_local]"$request"''$status$body_bytes_sent"$http_referer"''"$http_user_agent""$http_x_forwarded_for"';#nginx访问日志存放位置access_log/var/log/nginx/access.logmain;#开启高效传输模式sendfileon;#tcp_nopushon;#保持连接的时间,也叫超时时间keepalive_timeout65;#开启gzip压缩#gzipon;#server的配置可以单独为一个子配置文件,避免单个配置文件过大server{#配置监听端口listen80;#配置域名server_namelocalhost;#charsetkoi8-r;#access_log/var/log/nginx/host.access.logmain;location/{#指定默认目录roothtml;#默认访问页面indexindex.htmlindex.htm;}#指定httpcode配置404页面#error_page404/404.html;#redirectservererrorpagestothestaticpage/50x.html#错误状态码的显示页面,配置后需要重启error_page500502503504/50x.html;location=/50x.html{roothtml;}}}

在上面配置文件中,有几个点需要注意:

  • http配置块中可以配置多个server块,而每个server块就相当于一个虚拟主机(后续会说到);
  • 在server块中可以同时包含多个location块
  • 在http配置块中可以使用include目录/*.conf;指定子配置文件的位置,然后自动加载配置内容进来,避免单文件配置过大。

2.常用命令

这里演示没有配置环境变量,所以需要进入nginx的安装目录(/usr/local/nginx/sbin)中进行操作,进入可以执行以下命令:

  • 开启nginx./nginx#启动
  • 停止nginx#方式1./nginx-sstop#立即停止#方式2./nginx-squit#进程完成当前工作后再停止#方式3killallnginx#直接杀死进程
  • 重新加载配置文件./nginx-sreload
  • 查看nginx的启动情况psaux|grepnginx
  • 查看端口号占用情况netstat-tlnp#查看整体端口占用情况netstat-tlnp|grep端口号#查看指定端口的占用情况

3.常用功能实战

3.1反向代理

经常有小伙伴要用google搜索资料,被无情地拒绝了,所以只能百度;如果非要用google进行搜索咋弄?翻墙(需要配置相关信息),其实本质是本机电脑借助代理服务器转到对应目标服务器(小伙伴机器和代理服务器在同一个LAN内),然后就可以间接获取到信息啦,这种形式就叫正向代理。如下图:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(3)

反向代理与正向代理刚好相反,反向代理和目标服务器在同一个LAN内,小伙伴直接访问反向代理服务器地址,由反向代理将请求转发给目标服务服务器,然后将结果返回给小伙伴。如下图:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(4)

案例演示:

新建一个API项目,然后部署到云服务器上,通过nginx进行反向代理,隐藏项目的真实地址,为了运行API项目,这里需要安装.NetCore3.1的运行环境(不是开发就不用安装SDK啦);

#第一步,注册Microsoft密钥和存储库。安装必需的依赖项。rpm-Uvhhttps://packages.microsoft.com/config/centos/7/packages-microsoft-prod.rpm#第二步,安装.NETCore3.1运行时,不是开发环境,就不需要安装sdkyuminstallaspnetcore-runtime-3.1

然后执行dotnet--version命令,如果显示对应版本就可以继续部署程序啦;

创建一个TestWebAPI项目,将编译之后的项目文件通过Xftp拷贝到云服务器上,然后将其启动,如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(5)

运行之后,由于阿里云云服务器的安全组没有对外开放5000端口,所以外网是访问不了的,但可以在服务器内通过curl命令测试站点是否启动,如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(6)

我这个服务器,80端口是对外开放的,可以访问到的,如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(7)

所以现在我们通过nginx能访问的80端口,反向代理到我们内部开启的测试项目,即5000那个端口。nginx配置如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(8)

重启nginx之后,就可以访问啦,如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(9)

关键知识:

  • 在Server块中指定对外的端口和server_name(域名或IP);
  • 配置对应Server块中的location块;配置location可以进行正则匹配,语法如下:location[=|~|~*|^~]uri{}#匹配的路径=:表示uri不包含正则表达式,要求请求字符串与uri严格匹配,只要匹配成功立即处理该请求,不再继续寻求匹配的规则;~:用于表示uri中包含正则表达式,区分大小写;~*:用于表示uri中包含正则表达式,不区分大小写;^~:表示uri不包含正则表达式,找到请求字符串与uri匹配度最高的location后,然后立即处理请求。例:实操如下:
  • 在location中使用proxy_pass配置需要转发到的目标服务器地址;

nginx反向代理好处:

  • 屏蔽目标服务器的真实地址,相对安全性较好;
  • nginx的性能好,便于配置负载均衡和动静分离功能,合理利用服务器资源。
  • 统一入口,当做负载均衡时,不管目标服务器怎么扩展部署,调用者只访问代理服务器入口即可。

3.2负载均衡

系统的高可用是比较重要的,所以站点会通常以集群的方式进行部署,但为了让请求均匀分配到各服务器上,则就要用到负载均衡策略啦,不管是软件的方式还是硬件的方式都可以实现(这里就不详细列举啦),大概模式如下图:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(10)

案例演示

案例采用一个nginx作为反向代理,并通过简单的配置实现负载均衡功能;由于设备有限,目标服务器采用端口不同的形式进行模拟,端口分别是5000和6000,然后在原来的项目中增加一个获取端口的接口,用于便于案例演示,代码如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(11)

然后将编译完成之后的项目文件通过xFtp拷贝到云服务器上,然后用以不同端口的形式分别在不同终端启动,命令如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(12)

另外打开一个终端,如上图一样启动项目,只是配置端口为5000打开,这样项目就启动了两个(集群),接下来就通过配置nginx来实现负载均衡的功能。如下图:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(13)

nginx负载均衡策略

如上演示,默认情况下,nginx的负载均衡策略为轮询,在实际应用场景中可以根据需要配置其他策略,如下:

  • 轮询:默认就是,指每个请求按照请求顺序逐一分配到不同到目标服务器,如果目标服务器有宕机的,还能自动剔除。
  • 权重(weight):通过配置权重来实现请求分配,目标服务器配置的权重越高,被分配的请求越多。#其他不变,只是在每个目标服务器后面增加权重即可upstreamtestloadbalance{server127.0.0.1:5000weight=5;server127.0.0.1:6000weight=10;}按照上面配置重启nginx,多次请求测试,请求会更多地转发到6000上面。
  • ip_hash:每个请求有对应的ip,通过对ip进行hash计算,根据这个结果就能访问到指定的目标服务器;这种方式可以保证对应客户端固定访问到对应的目标服务器;#其他不变,只是增加一个策略进行upstreamtestloadbalance{ip_hash;#指定策略为通过ip进行hash之后转发server127.0.0.1:5000;server127.0.0.1:6000;}
  • fair:按目标服务器的响应时间来分配请求,响应时间短的优先被分配。关于这种模式需要额外安装nginx-upstream-fair,然后配置一下策略即可,安装就不具体演示,点击上面链接进入看说明;配置内容如下:#其他不变,只是增加一个策略进行upstreamtestloadbalance{fair;#指定策略为fairserver127.0.0.1:5000;server127.0.0.1:6000;}

负载均衡的功能的配置是不是很简单~~~,动动手感觉就是舒坦。

3.3动静分离

前后端分离开发的模式最近几年是火得不行,在部署方面,为了提高系统性能和用户体验,也会将动静分离部署,即将静态资源(如html、js、css、图片等)单独部署一个站点,关于WebAPI获取和处理信息单独部署为一个站点。本质还是通过location匹配规则,将匹配的请求进行不同的处理即可。

环境准备

在nginx安装目录下创建一个static目录,用于存放相关静态资源:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(14)

结构如下:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(15)

动静分离配置

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(16)

重启nginx(或重新加载配置文件),然后访问看效果:

nginx作用与原理(Nginx超详细常用功能演示)(17)

动静分离思想就是这样直观,小伙伴可以根据自己的需要,定义location的匹配规则即可。

4.其他功能

除了以上常用的功能,可能还有一些小功能也会常用到哦,比如根据http状态码配置指定页面、访问权限控制、适配PC或移动端等,以下挑几个平时比较常用的演示一把,如下:

  • 根据状态码配置指定页面就拿平时常见的404举例,默认可能就是简单的页面提示,如下:但是对于很多企业都喜欢做自己个性化的页面,还有一些用来做公益广告等等;nginx配置很简单,如下:其他http状态码也可以通过上面的方式进行自定义页面展示。
  • 访问权限控制为了系统安全,会针对请求增加访问权限控制,比如使用黑白名单的方式来进行控制,将访问IP加入到白名单就可以访问,加入到黑名单就不可以访问啦,如下:上图是拒绝指定IP,如果是允许指定IP,可进行如下配置,如下:location/weatherforecast/{proxy_passhttp://testloadbalance;#这个ip是百度输入ip查看到的,也可以通过nginx日志可以看allow223.88.45.26;}注:如果在同一location块中同时配置deny和allow,配置在最前面的会覆盖下面的,如下:location/weatherforecast/{proxy_passhttp://testloadbalance;#denyall放在前面,就所有不能访问,denyall会覆盖下面配置#denyall;allow223.88.45.26;#denyall放在后面,被上面allow进行覆盖denyall;}
  • 适配PC或移动端现在的移动端好多都是采用H5的形式进行开发,或者是混合模式,所以也需要针对移动端部署对应的站点,那用nginx如何自动适配PC还是移动端页面呢?准备环境在nginx安装目录中创建pcandmobile目录,如下:目录里面内容如下:两个index.html中的就只有一个h1标签,分别显示“PC端页面”和“移动端页面”文字。nginx配置location/{rootpcandmobile/pc;#默认在pc目录中找页面#当请求头中User-Agent中匹配如下内容时,就去mobile目录找页面if($http_user_agent~*'(Android|webOS|iPhone|iPod|BlackBerry)'){rootpcandmobile/mobile;}indexindex.html;}运行效果如下:本质就是判断请求头中User-Agent,只要匹配到移动端,就去找指定移动页面就行啦。

总结

nginx的常用功能就先说到这吧,分享的功能对于搞开发的小伙伴来说应该是随便够用了,如果需要深入,还得下下功夫;下次来说说如何配置高可用:主从模式、双主模式。


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