Nginx服务器搭建和基本配置详解

盛夏的果实

Nginx(engine X) 是一个高性能的 HTTP 服务器和反向代理服务器，这款软件开发的目的是为了解决 C10k 问题。
Nginx 的架构利用了许多现代操作系统的特性，以实现一个高性能的 HTTP 服务器。例如在 Linux 系统上，Nginx 使用了 epoll，sendfile，File AIO，DIRECTIO 等机制，使得 Nginx 不仅性能高效，而且资源占用率非常低，官方宣称 nginx 维持 10000 个非活动的 HTTP keep-alive 连接仅需要 2.5M 内存。

Nginx会按需同时运行多个进程：一个主进程（master）和几个工作进程（worker），配置了缓存时还会有缓存加载器进程（cache loader）和缓存管理器进程（cache manager）等。所有进程均是仅含有一个线程，并主要通过“共享内存”的机制实现进程间通信。主进程以 root 用户身份运行，而worker、cache loader 和 cache manager 均应以非特权用户身份运行。
1. 安装 nginx
在 CentOS6 版本的 EPEL 源中，已经加入了 nginx 的 rpm 包，不过此 RPM 包版本较低。如果需要更新版本，可以使用官方制作的 rpm 包，或者使用源码包编译安装。
还可以使用一些二次开发功能增强的 nginx 版本，例如淘宝的 Tengine 和 OpenResty 都是不错的选择。
1.1 常用编译参数
--prefix=PATH：指定 nginx 的安装目录
--conf-path=PATH：指定 nginx.conf 配置文件路径
--user=NAME：nginx 工作进程的用户
--with-pcre：开启 PCRE 正则表达式的支持
--with-http_ssl_module：启动 SSL 的支持
--with-http_stub_status_module：用于监控 Nginx 的状态
--with-http-realip_module：允许改变客户端请求头中客户端 IP 地址
--with-file-aio：启用 File AIO
--add-module=PATH：添加第三方外部模块
这里提供一个完整的编译方案：
--prefix=/usr/local/nginx \
--conf-path=/etc/nginx/nginx.conf \
--error-log-path=/var/log/nginx/error.log \
--http-log-path=/var/log/nginx/access.log \
--http-client-body-temp-path=/var/tmp/nginx/client_body \
--http-proxy-temp-path=/var/tmp/nginx/proxy \
--http-fastcgi-temp-path=/var/tmp/nginx/fastcgi \
--http-uwsgi-temp-path=/var/tmp/nginx/uwsgi \
--pid-path=/var/run/nginx.pid \
--lock-path=/var/lock/nginx \
--user=nginx \
--group=nginx \
--with-file-aio \
--with-http_ssl_module \
--with-http_realip_module \
--with-http_sub_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_stub_status_module \
--with-pcre
1.2 nginx 的启动和关闭
启动 nginx：

# nginx -c /etc/nginx/nginx.conf

关闭 nginx

# nginx -s stop

重读配置文件

# nginx -s reload
# pkill -HUP nginx

重新打开日志文件

# nginx -s reopen
# pkill -USR1 nginx

还可以下载 nginx RPM 包中的 /etc/init.d/nginx 文件，修改路径后即可使用：

# service nginx {start|stop|status|restart|reload|configtest|}

2. nginx.conf 配置文件
Nginx 配置文件主要分成四部分：main（全局设置）、http（HTTP 的通用设置）、server（虚拟主机设置）、location（匹配 URL 路径）。还有一些其他的配置段，如 event，upstream 等。
2.1 通用设置
user nginx
指定运行 nginx workre 进程的用户和组
worker_rlimit_nofile #
指定所有 worker 进程能够打开的最大文件数
worker_cpu_affinity
设置 worker 进程的 CPU 粘性，以避免进程在 CPU 间切换带来的性能消耗。如 worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;（四核）
worker_processes 4
worker 工作进程的个数，这个值可以设置为与 CPU 数量相同，如果开启了 SSL 和 Gzip，那么可以适当增加此数值
worker_connections 1000
单个 worker 进程能接受的最大并发连接数，放在 event 段中
error_log logs/error.log info
错误日志的存放路径和记录级别
use epoll
使用 epoll 事件模型，放在 event 段中
2.2 http 服务器
server {}：
定义一个虚拟主机
listen 80;
定义监听的地址和端口，默认监听在本机所有地址上
server_name NAME [...];
定义虚拟主机名，可以使用多个名称，还可以使用正则表达式或通配符。
sendfile on
开启 sendfile 调用来快速的响应客户端
keepalive_timeout 65
长连接超时时间，单位是秒。
send_timeout
指定响应客户端的超时时间
client_max_body_size 10m
允许客户端请求的实体最大大小
root PATH
设置请求 URL 所对应资源所在文件系统上的根目录
location [ = | ~ | ~* | ^~ ] URI { ... }
设置一个 URI 匹配路径
=：精确匹配
~：正则表达式匹配，区分字符大小写
~*：正则表达式匹配，不区分字符大小写
^~：URI 的前半部分匹配，且不实用正则表达式
优先级：
= > location 完整路径 > ^~ > ~ > ~* > location 起始路径 > location /
allow 和 deny
基于 IP 访问控制，如：
仅允许 192.168.0.0/24 网段客户端访问
allow 192.168.0.0/24;
deny all;
stub_status on
开启状态显式，仅能用于 location 中：
开启状态显式页面

location /status {
stub_status on;
allow 172.16.0.0/16;
deny all;
}

rewrite <REGEX> <REPL> <FLAG>
URL 重写，可以使用多种标记
例如：
rewrite ^/images/(.*\.jpg)$ /imgs/$1 break;
可用的 flag：
- last：重写完成后，继续匹配其他 rewrite 规则
- break：重写完成后不再继续匹配
- redirect：返回 302 重定向（临时重定向），客户端对重定向的 URL 发起新的请求
- permanent：返回 301 重定向（永久重定向），客户端对重定向的 URL 发起新的请求
一个 server 配置示例：

server {
 listen  80;
 server_name www.example.com;
 root /web/htdocs;
 
 location / {
  index index.html index.htm;
 }
 
 location /status {
  stub_status on;
  allow 10.0.0.0/8;
  deny all;
  access_log off;
}

2.3 SSL 的配置
启用一个 SSL 虚拟主机

server {
  listen 443;
  server_name example.com;
 
  root /apps/www;
  index index.html index.htm;
 
  ssl on;
  ssl_certificate /etc/nginx/ssl/nginx.crt;
  ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/nginx.key;
 
#  ssl_protocols SSLv3 TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
#  ssl_ciphers ALL:!ADH:!EXPORT56:RC4+RSA:+HIGH:+MEDIUM:+LOW:+SSLv2:+EXP;
#  ssl_prefer_server_ciphers on;
 
}

其中 ssl_certificate 表示 CA 文件，ssl_certificate_key 表示密钥文件。
如果想把 http 请求强制转到 https，可以这样：

server {
listen  80;
server_name example.me;
 
return 301 https://$server_name$request_uri;
}

2.4 nginx 做负载均衡反向代理
nginx 做反向代理时，后端主机有多台，可以使用 upstream 定义一个后端主机池，在反向代理时直接使用主机池的名字。在 upstream 中可以定义负载均衡调度算法，权重，健康状态检测等参数。
例如：

upstream backend {
 server 172.16.0.1:80 weight=1 max-fails=3 fail_timeout=10;
 server 172.16.0.2:80 weight=1max-fails=3 fail_timeout=10;;
}

默认请求下，使用 round-robin 调度算法，并有健康状态检查和恢复主机的能力。
ningx 还可以使用这些算法：
ip_hash：基于源地址哈希，主要目的是会话保持
least_conn：基于最少活动连接进行调度
sticky：基于 cookie 进行会话绑定，nginx 会在客户端第一次访问时插入路由信息到 cookie 中，或者选择 cookie 中的某个字段的值作为键，以后每次请求将基于此信息进行调度
基于 cookie 的会话绑定共有 cookie，route 和 learn 三种。
例如，基于 cookie name 的调度：

upstream backend {
 server backend1.example.com;
 server backend2.example.com;
 
 sticky cookie srv_id expires=1h domain=.example.com path=/;
}

使用此主机组进行反向代理：

location / {
 proxy_pass http://backend;
 proxy_set_header Host $host;
 proxy_set_haeder X-Forwared-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

proxy_pass URL 指定代理的后端主机，可以指定 "http" 或 "https" 协议，域名可以是 ip 地址，也可以是 upstream 池名字
如果代理指定的是一个 URI 地址，如 http://127.0.0.1/remote，那么将直接被代理至指定 URI，无论请求的 URI 是什么
如果代理指定的一个主机而没有 URI，如 http://127.0.0.1，客户端请求的URI将被传递至指定域名
如果 location 中使用模式匹配 url，那么 url 也会被传递至代理 URL 的末端
如果 location 中使用了 URI 重写，那么 proxy_pass 会使用重写后的结果进行处理
proxy_set_header HEADER VALUE 对转发的报文首部进行修改
2.5 反向代理时的缓存相关设定
proxy_cache_path PATH [levels=levels] keys_zone=NAME:SIZE
定义磁盘缓存路径，nignx 的缓存是以键值方式存放的，keys_zone 用于指定键存放的内存空间名字和大小，对应的值则存放在 PATH 指定的路径中。levels 可以指定缓存存放路径的级数和名称字符数。此设置只能在 http 段中定义。
如：

proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy levels=1:2 keys_zone=one:10m;

proxy_cache_valid [code ...] time 指定不同响应码的内容的缓存时间
如：

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404  1m;
proxy_cache_valid any  1m;

proxy_cache_method METHOD 定义哪些方法的请求结果可以被缓存，如：

proxy_cache_method GET;
proxy_cache_method HEAD;

proxy_cache NAME 指定使用预先定义的缓存空间用于缓存
2.6 fastCGI 代理的设置
使用 fastCGI 时，设置代理的方法同 porxy_pass 类似，同时还可以使用 fastCGI 缓存，设置的方法也和 proxy_cache 类似。

location ~ \.php$ {
 root   /web/htdocs;
 fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
 fastcgi_index index.php;
 fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
 include  fastcgi_params;
}

3. 一些常用内置变量
$arg_name：请求 uri 中的 name 参数至
$args：请求 uri 的所有参数，和 $query_string 相同
$uri：当前请求的 uri，不带参数
$request_uri：请求的 uri，带完整参数
$host：http 请求报文中 host 首部，如果没有 host 首部，则以处理此请求的虚拟主机的主机名替代
$hostname：nginx 服务运行在主机的主机名
$remote_addr：客户端 IP
$remote_port：客户端 port
$remote_user：使用用户认证时客户端用户输入的用户名
$request_filename：用户请求中的 URI 经过本地 root  或 alias 转换后映射的本地的文件路径
$request_method：请求方法
$server_addr：服务器地址
$server_name：服务器名称
$server_port：服务器端口
$server_protocol：服务器向客户端发送响应时的协议，如 http/1.1，http/1.0
$scheme：在请求中使用的 scheme，如 https://www.magedu.com/ 中的 https
$http_name：匹配请求报文中的指定 HEADER，如 $http_host 匹配请求报文中的 host 首部
$sent_http_name：匹配响应报文中指定的 HEADER，例如 $sent_content_type 匹配响应报文中的 content-type 首部
$status：响应状态