原文發表於cu：2016-08-25 參考文檔：本文針對Nginx幾個常用特性做簡單驗證(高手請略過)，通過簡單的驗證熟悉配置。一．環境準備 1. 操作系統 CentOS-7-x86_64-Everything-1511 2. Nginx版本 Nginx-1.11.3: http://nginx ...

原文發表於cu：2016-08-25

參考文檔：

Nginx 反向代理、負載均衡、頁面緩存、URL重寫等：http://freeloda.blog.51cto.com/2033581/1288553
Nginx反向代理/負載均衡簡單配置：http://www.cnblogs.com/jacktang/p/3669115.html
Nginx反向代理，後端web如何獲取真實ip： http://www.bubuko.com/infodetail-822723.html

本文針對Nginx幾個常用特性做簡單驗證(高手請略過)，通過簡單的驗證熟悉配置。

一．環境準備

1. 操作系統

CentOS-7-x86_64-Everything-1511

2. Nginx版本

Nginx-1.11.3: http://nginx.org/download/nginx-1.11.3.tar.gz

安裝配置請見：http://blog.chinaunix.net/uid-26168435-id-5715005.html

3. 拓撲圖

Proxy伺服器為採用VMware ESXi虛擬出的1台伺服器，已安裝並啟動nginx服務，前段訪問地址x.140.246.55(真實的互聯網ip地址，隱去)，後端地址172.19.200.215；
Web1伺服器為採用Docker技術生成的1台伺服器，已安裝並啟動nginx服務，ip地址172.19.200.241；
Web2同Web1伺服器，ip地址172.19.200.242；
設置web1/2測試頁面(路徑參考nginx安裝步驟)，以方便後續查看驗證結果，如下：
web1:

[root@e84e8f6ba866 ~]# echo "<h1>Welcome to test site web1!</h1>" /usr/local/nginx/html/index.html

web2:

[root @56f610597bcd ~]# echo "<h1>Welcome to test site web2!</h1>" /usr/local/nginx/html/index.html

二．反向代理

1. 反向代理說明

指令：proxy_pass

語法：proxy_pass URL

使用欄位：location欄位

#URL可以是被代理伺服器的ip地址，ip地址+埠或者被映射的url

2. 反向代理配置

#被代理伺服器暫時設置web1；
#重要：重新載入nginx配置文件，重新載入之前可以通過” /usr/local/nginx/sbin/nginx -t -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf”測試配置文件修改是否正確
[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/conf/
[root@localhost conf]# vim nginx.conf
        location / {
             proxy_pass http://172.19.200.241;
        }
[root@localhost conf]# service nginx reload

3. 驗證

方式1：通過瀏覽器訪問代理伺服器，返回結果是web1的測試頁面，如下：

方式2：通過curl命令訪問代理伺服器，返回結果是web1的測試頁面，如下：

[root@localhost ~]# curl http://x.140.246.55

4. 查看web伺服器的訪問日誌

#從訪問日誌看到，客戶端ip都是nginx代理伺服器的後端ip，後端web伺服器並沒有捕獲到真實客戶端ip
[root@e84e8f6ba866 ~]# cd /usr/local/nginx/logs/
[root@e84e8f6ba866 logs]# tail -f access.log 
172.19.200.215 - - [24/Aug/2016:09:20:49 +0000] "GET / HTTP/1.0" 304 0 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/52.0.2743.116 Safari/537.36"
172.19.200.215 - - [24/Aug/2016:09:20:49 +0000] "GET / HTTP/1.0" 304 0 "-" "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/52.0.2743.116 Safari/537.36"
172.19.200.215 - - [24/Aug/2016:09:20:52 +0000] "GET / HTTP/1.0" 200 36 "-" "curl/7.29.0"
172.19.200.215 - - [24/Aug/2016:09:20:53 +0000] "GET / HTTP/1.0" 200 36 "-" "curl/7.29.0"

5. web伺服器捕獲真實客戶端ip

1）修改nginx代理伺服器配置

#”proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr”指令將發送到被代理伺服器的請求頭重新定義或者增加一些欄位；此值可以是一個文本，變數或它們的組合；
#proxy_set_header在指定的欄位中沒有定義時會從它的上級欄位繼承。
[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/conf/
[root@localhost conf]# vim nginx.conf
        location / {
             proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             proxy_pass http://172.19.200.241;

        }
[root@localhost conf]# service nginx reload

2）修改web伺服器配置

#”set_real_ip_from IP”指令在http欄位內，但在server欄位之外，IP為nginx代理伺服器可訪問到後端web伺服器的地址。
[root@e84e8f6ba866 ~]# cd /usr/local/nginx/conf/
[root@e84e8f6ba866 conf]# vim nginx.conf
set_real_ip_from 172.19.200.215;
[root@e84e8f6ba866 conf]# service nginx reload

6. 驗證捕獲真實客戶端ip

#在客戶端使用curl命令訪問代理伺服器，查看後端web伺服器訪問日誌；
#從訪問日誌看到，後端web伺服器已捕獲到真實客戶端ip
[root@e84e8f6ba866 logs]# tail -f access.log

三．負載均衡

1. 負載均衡說明

1）upstream模塊

upstream是Nginx的HTTP Upstream模塊，此模塊通過一個簡單的調度演算法來實現客戶端ip到後端伺服器的負載均衡。

2）upstream支持的負載均衡演算法

（1）輪詢（預設）

每個請求按時間順序逐一分配到不同的後端伺服器，如果後端某台伺服器宕機，故障系統被自動剔除，使用戶訪問不受影響。可以通過weight 指定輪詢權值，weight值越大，分配到的訪問機率越高，主要用於後端每個伺服器性能不均的情況下。

（2）ip_hash

每個請求按訪問ip的hash結果分配，這樣來自同一個IP的訪客固定訪問一個後端伺服器，可有效解決動態網頁存在的session共用問題。

（3）fair

比上面兩個更加智能的負載均衡演算法。此演算法可以依據頁面大小和載入時間長短智能地進行負載均衡，即根據後端伺服器的響應時間來分配請求，響應時間短的優先分配。Nginx本身不支持fair，如果需要使用這種調度演算法，必須下載Nginx的upstream_fair模塊。

（4）url_hash

此方法按訪問url的hash結果來分配請求，使每個url定向到同一個後端伺服器，可進一步提高後端緩存伺服器的效率。Nginx本身不支持url_hash，如果需要使用這種調度演算法，必須安裝Nginx 的hash軟體包。

3）upstream支持的狀態參數

在upstream模塊中，可以在每個後端伺服器後設置負載均衡調度中的狀態。常用的狀態有：

（1）down

表示當前的server暫時不參與負載均衡。

（2）backup

預留的備份機器，當其他所有的非backup機器出現故障或者忙的時候，才會請求backup機器，因此這台機器的壓力最輕。

（3）max_fails

允許請求失敗的次數，預設為1。當超過最大次數時，返回proxy_next_upstream 模塊定義的錯誤。

（4）fail_timeout

在經歷了max_fails次失敗後，暫停服務的時間，max_fails可以和fail_timeout一起使用。

2. 負載均衡配置

[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/conf/

#upstream模塊在http欄位內， server模塊之外；upstream指定的負載均衡名可自定義，後面location欄位中”proxy_pass”指令調用自定義的負載均衡名即可；
#weight值預設可不用配置，如果後端伺服器性能不均，可以通過weight值負載調度；
#可以通過backup狀態參數預留備份伺服器；
#預設使用輪詢調度演算法，如果使用ip_hash調度演算法，後端伺服器的負載均衡調度狀態不能是backup
[root@localhost conf]# vim nginx.conf
    upstream test.backend {
             # ip_hash;
             server 172.19.200.241 weight=1;
             server 172.19.200.242 weight=1;
             # server 127.0.0.1:8080 backup;
     }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;
        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
             proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             proxy_pass http://test.backend;
        }
    }

[root@localhost conf]# service nginx reload

3. 驗證

採用curl命令訪問代理伺服器，交替返回web1與web2的測試頁面，如下：

[root@localhost ~]# date ; curl http://x.140.246.55

四．頁面緩存

1. 頁面緩存說明

1）proxy_cache_path

指令：proxy_cache_path

語法：proxy_cache_path path [levels=number] keys_zone=zone_name:zone_size [inactive=time] [max_size=size];

使用欄位：http欄位，server欄位之外

#指令指定緩存的路徑和一些其他參數，緩存的數據存儲在文件中，緩存文件使用代理url的哈希值作為關鍵字與文件名；

#levels參數指定指定目錄結構，指定緩存的子目錄數，可以使用任意的1位或2位數字作為目錄結構，但最多只能是三級目錄，格式如X, X:X,或X:X:X，轉換為指令如"2", "2:2", "1:1:2"等；

#所有活動的key和元數據存儲在共用的記憶體池中，這個區域用keys_zone參數指定。共用池的名稱自定義，共用池的大小可用"m"代表單位；記憶體池的大小按照緩存頁面數的比例進行設置，一個頁面（文件）的元數據大小按照操作系統來定，如FreeBSD/i386下為64位元組，FreeBSD/amd64下為128位元組；

#inactive參數指定緩存超時時間，指定時間內沒有被請求的數據則刪除，預設inactive為10分鐘；

#一個名為cache manager的進程式控制制磁碟的緩存大小，它被用來刪除不活動的緩存與控制緩存大小，這些都在max_size參數中定義，當目前緩存的值超出max_size指定的值之後，超過其大小後最少使用數據（LRU替換演算法）將被刪除。

2）proxy_cache

指令：proxy_cache

語法：proxy_cache zone_name;

使用欄位：http, server, location

#設置一個緩存區域的（自定義）名稱，一個相同的區域可以在不同的地方使用；

#緩存指令依賴代理緩衝區(buffers)，如果proxy_buffers設置為off，緩存不會生效。

3）proxy_cache_valid

指令：proxy_cache_valid

語法： proxy_cache_valid reply_code [reply_code …] time;

使用欄位： http, server, location

#為不同的應答設置不同的緩存時間，如："proxy_cache_valid 200 302 10m;"

即應答代碼為200和302時，設置緩存時間為10分鐘；

#如果只定義時間：如："proxy_cache_valid 5m;" 那隻對代碼為200, 301和302的應答進行緩存；

#可以使用any參數應答，如：" proxy_cache_valid any 1m;"

2. 頁面緩存變數說明

如果不在代理伺服器的配置文件中配置頁面緩存變數，則驗證時查看結果不方便。

1）$server_addr

伺服器地址，在完成一次系統調用後可確定這個值；如果要繞開系統調用，則必須在listen中指定地址並且使用bind參數。

2）$upstream_cache_status

MISS：未命中

EXPIRED – expired：請求被傳送到後端

UPDATING – expired：由於proxy/fastcgi_cache_use_stale正在更新，將使用舊的應答

STALE – expired：由於proxy/fastcgi_cache_use_stale超期，後端將得到過期的應答

HIT：命中

3. 頁面緩存配置

[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/conf/

#緩存路徑自定義，註意key_zone定義的共用記憶體池與location欄位中”proxy_cache”對應；
#兩個”add_header”指令增加了頭部，如不設置，驗證時不方便查看結果；
#”proxy_buffering”如果是”off”，則緩存不生效
[root@localhost conf]# vim nginx.conf
    proxy_cache_path /usr/local/nginx/cache/testcache levels=1:2 keys_zone=testcache:20m max_size=1g;

    upstream test.backend {
             # ip_hash;
             server 172.19.200.241;
             server 172.19.200.242;
             # server 127.0.0.1:8080 backup
     }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;
        #access_log  logs/host.access.log  main;

        add_header X-Via $server_addr;
        add_header X-Cache $upstream_cache_status;

        location / {
             proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             proxy_pass http://test.backend;
             # proxy_buffering off;
             proxy_cache testcache;
             proxy_cache_valid 200 10m;
        }
    }

#在”proxy_cache_path”中定義的路徑需要補充完整，並賦予許可權
[root@localhost conf]# mkdir -p /usr/local/nginx/cache/testcache
[root@localhost conf]# chown www:www /usr/local/cache
[root@localhost conf]# service nginx reload

4. 驗證

採用瀏覽器訪問代理伺服器，F5不斷刷新，返回web2（或者web1）的測試頁面，如下：

按F12可調用瀏覽器的開發調試工具，選擇Network選項，可看到Response Headers中，綠色方框中提示："X-Cache: HIT" （與代理伺服器配置文件中" add_header"有關）；
另註意General中，綠色方框中提示：" Status Code:304 Not Modified"。

五．URL重定向

URL重寫比較複雜，這裡只簡單的驗證一下重定向。

1. URL重寫模塊說明

重寫模塊Rewrite允許使用正則表達式重新URI，但需要PCRE庫的支持，並且可根據相關變數重定向和選擇不同的配置。

如果rewrite指令在server欄位中指定，那麼將在被請求的location確定之前執行；如果在指令執行後所選擇的location中有其他的重寫規則，那麼指令也被執行。如果在location中執行這個指令產生了新的URI，那麼location又一次確定了新的URI，這樣的迴圈可最多執行10次，超出後nginx將返回500錯誤。

2. 重定向配置

重定向驗證方案：將客戶端到web1上的請求重定向到web2。

設計：

將web2從負載均衡器中取消，負載均衡器只保留web1；
(option) 將nginx反向代理服務有關頁面緩存的設置取消，防止干擾驗證結果；
在web1 的配置文件中設置重定向規則。

1）Nginx反向代理服務配置

[root@localhost ~]# cd /usr/local/nginx/conf/

[root@localhost conf]# vim nginx.conf
    upstream test.backend {
             # ip_hash;
             server 172.19.200.241 weight=1;
             # server 172.19.200.242 weight=1;
             # server 127.0.0.1:8080 backup
     }

    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        #charset koi8-r;
        #access_log  logs/host.access.log  main;

        location / {
             proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
             proxy_pass http://test.backend;
        }

[root@localhost conf]# service nginx reload

2）被代理伺服器web1配置

[root@e84e8f6ba866 ~]# cd /usr/local/nginx/conf/

[root@e84e8f6ba866 conf]# vim nginx.conf
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm index.php;
            rewrite ^/ http://172.19.200.242;
        }

[root@e84e8f6ba866 conf]# service nginx reload

3. 驗證

在客戶端瀏覽器訪問反向代理伺服器：http://x.140.246.55
返回結果已重定向到web2（這裡客戶端能訪問到172.19.200.0網段，如果訪問不到，瀏覽器地址欄重定向到新的地址，但測試頁面返回錯誤）；
使用開發調試工具可看到，訪問反向代理伺服器時，狀態碼為"302 Moved Temporarily"，返回地址已重定向到"172.19.200.242"，web2的地址；
重定向後的頁面返回狀態碼為"200 OK (from cache)"。

Nginx特性驗證-反向代理/負載均衡/頁面緩存/URL重定向

一．環境準備

1. 操作系統

2. Nginx版本

3. 拓撲圖

二．反向代理

1. 反向代理說明

2. 反向代理配置

3. 驗證

4. 查看web伺服器的訪問日誌

5. web伺服器捕獲真實客戶端ip

1）修改nginx代理伺服器配置

2）修改web伺服器配置

6. 驗證捕獲真實客戶端ip

三．負載均衡

1. 負載均衡說明

1）upstream模塊

2）upstream支持的負載均衡演算法

（1）輪詢（預設）

（2）ip_hash

（3）fair

（4）url_hash

3）upstream支持的狀態參數

（1）down

（2）backup

（3）max_fails

（4）fail_timeout

2. 負載均衡配置

3. 驗證

四．頁面緩存

1. 頁面緩存說明

1）proxy_cache_path

2）proxy_cache

3）proxy_cache_valid

2. 頁面緩存變數說明

1）$server_addr

2）$upstream_cache_status

3. 頁面緩存配置

4. 驗證

五．URL重定向

URL重寫比較複雜，這裡只簡單的驗證一下重定向。

1. URL重寫模塊說明

2. 重定向配置

1）Nginx反向代理服務配置

2）被代理伺服器web1配置

3. 驗證