深入掌握Nginx：正向代理与反向代理详解及配置文件全解析

06-01 1685阅读

1. Nginx简介与应用场景

Nginx是一款高性能的开源Web服务器和反向代理服务器，广泛应用于高并发场景，如静态资源托管、负载均衡、API网关等。其核心优势包括：

  • 事件驱动模型：异步非阻塞架构，支持数万并发连接。

  • 模块化设计：通过模块扩展功能（如HTTP/2、gzip压缩）。

  • 轻量高效：内存占用低，适合资源受限环境。

    典型应用场景：

    • 静态文件托管

    • 反向代理动态应用（如Node.js、Java服务）

    • 负载均衡集群

    • 安全防护（如DDoS防御、HTTPS加密）

      2. 正向代理与反向代理的核心区别

      2.1 正向代理（Forward Proxy）

      • 定义：代理客户端访问外部资源，客户端主动配置代理。

      • 特点：

        • 隐藏客户端真实IP（如公司内网访问互联网）。

        • 突破访问限制（如访问被封锁的网站）。

          配置示例：

          server {
    listen 3128;                      # 监听端口
    resolver 8.8.8.8;                 # DNS解析服务器
    location / {
        proxy_pass http://$http_host;  # 转发所有请求
    }
}

           

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          （图片来源网络，侵删）

          2.2 反向代理（Reverse Proxy）

          • 定义：代理服务端接收客户端请求，客户端无感知后端服务。

          • 特点：

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            • 隐藏后端服务器，提供负载均衡和安全防护。

            • 支持动态应用加速（如缓存、SSL终止）。

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              配置示例： 

              server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend_server;  # 转发到后端集群
        proxy_set_header Host $host;       # 传递原始域名
    }
}

              对比总结：

              特性正向代理反向代理
              配置主体客户端服务端
              隐藏对象客户端IP后端服务IP
              典型用途访问控制、匿名访问负载均衡、安全防护

              3. Nginx配置文件结构总览

              Nginx的配置文件默认路径为/etc/nginx/nginx.conf，支持模块化设计，包含以下核心层级：

              # 全局块（Main Context）
user nginx;
worker_processes auto;
# events块（Events Context）
events {
    worker_connections 1024;
}
# http块（HTTP Context）
http {
    # HTTP全局配置
    include mime.types;
    # server块（虚拟主机）
    server {
        # server块配置
        listen 80;
        # location块（请求路径匹配）
        location / {
            root /var/www/html;
        }
    }
}
# stream块（TCP/UDP代理，可选）
stream {
    server {
        listen 3306;
        proxy_pass backend_mysql;
    }
}

              4.Nginx配置文件结构全解析

              1.全局块（Main Context）

              • 作用范围：影响整个Nginx进程的全局配置。

              • 核心指令：

                user nginx;                     # 运行Nginx的用户和组（安全必备）
worker_processes auto;          # 工作进程数（建议设为CPU核心数）
error_log /var/log/nginx/error.log warn;  # 错误日志路径与级别（debug/info/notice/warn/error）
pid /var/run/nginx.pid;        # 存储主进程PID的文件路径

                2.events块（Events Context）

                • 作用范围：定义Nginx处理网络连接的事件模型参数。

                • 核心指令：

                  events {
    worker_connections 1024;   # 单个工作进程的最大并发连接数（总并发量= worker_processes × worker_connections）
    use epoll;                 # 事件模型（Linux推荐epoll，FreeBSD用kqueue）
    multi_accept on;           # 一次性接受所有新连接
    accept_mutex off;          # 高并发时建议关闭互斥锁（减少上下文切换）
}

                  3.http块（HTTP Context）

                  3.1 http块全局指令

                  • 作用范围：所有HTTP请求的全局配置。

                  • 核心指令：

                    http {
    # 基础配置
    include /etc/nginx/mime.types;      # 包含MIME类型定义文件
    default_type application/octet-stream;  # 默认响应类型（未知文件类型时使用）
    # 日志配置
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" "$http_user_agent"';
    access_log /var/log/nginx/access.log main;  # 访问日志路径与格式
    error_log /var/log/nginx/error.log warn;
    # 性能优化
    sendfile on;                # 启用高效文件传输模式
    tcp_nopush on;              # 仅在sendfile开启时有效，减少网络包数量
    keepalive_timeout 65;       # 长连接超时时间（单位秒）
    client_max_body_size 100m;  # 客户端请求体最大限制（防DDoS）
    # 压缩配置
    gzip on;
    gzip_types text/plain text/css application/json;
    # 安全增强
    server_tokens off;          # 隐藏Nginx版本号
}

                    3.2 server块（虚拟主机配置）

                    • 作用范围：定义单个虚拟主机（一个http块可包含多个server块）。

                    • 核心指令：

                      server {
    listen 80;                  # 监听端口（可指定IP，如listen 192.168.1.1:80）
    server_name example.com;    # 匹配的域名（支持通配符和正则表达式）
    root /var/www/html;         # 网站根目录
    index index.html;           # 默认首页文件
    # SSL配置（HTTPS）
    listen 443 ssl;
    ssl_certificate /etc/ssl/certs/example.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/example.key;
    # 访问控制
    deny 192.168.1.100;         # 禁止特定IP访问
    allow all;
    # 错误页面重定向
    error_page 404 /404.html;
    error_page 500 502 503 504 /50x.html;
}

                      3.3 location块（请求路径匹配）

                      • 作用范围：在server块内定义，根据URI路径匹配处理规则。

                      • 匹配模式：

                        • 精确匹配：location = /path { ... }

                        • 前缀匹配：location /prefix/ { ... }

                        • 正则匹配：

                          • location ~ \.php$ { ... }（区分大小写）

                          • location ~* \.jpg$ { ... }（不区分大小写）

                          • 常用指令：

                            location / {
    try_files $uri $uri/ /index.html;  # 静态文件优先匹配，不存在则返回首页
}
location /images/ {
    alias /data/static/images/;       # 路径别名（替换URI中的/images/）
    expires 30d;                      # 浏览器缓存30天
}
location /api/ {
    proxy_pass http://backend_server;  # 反向代理到后端服务
    proxy_set_header Host $host;       # 传递原始域名
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;  # 传递客户端真实IP
}
location ~ \.php$ {
    fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;      # 转发PHP请求到FastCGI服务
    include fastcgi_params;
    fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
}

                            3.4 upstream块（负载均衡配置）

                            • 作用范围：在http块内定义后端服务器集群，用于负载均衡。

                            • 核心指令：

                              upstream backend {
    # 负载均衡策略（默认轮询）
    least_conn;                # 最少连接数策略
    # ip_hash;                # 按客户端IP哈希分配（会话保持）
    # 后端服务器列表
    server 10.0.0.1:8080 weight=3;  # 权重越高，分配请求越多
    server 10.0.0.2:8080;
    server 10.0.0.3:8080 backup;    # 备用服务器（主服务器宕机时启用）
}
server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;  # 使用upstream配置的集群
    }
}

                              3.5stream块（TCP/UDP代理）

                              • 作用范围：处理非HTTP流量（如数据库、SSH、DNS）。

                              • 核心指令：

                                stream {
    upstream backend_mysql {
        server 10.0.0.1:3306;
        server 10.0.0.2:3306;
    }
    server {
        listen 3306;          # 监听TCP端口
        proxy_pass backend_mysql;
        proxy_connect_timeout 5s;
    }
}

                                6. 配置文件示例与注释

                                # 全局块
user www-data;
worker_processes auto;
error_log /var/log/nginx/error.log warn;
# events块
events {
    worker_connections 2048;
    use epoll;
}
# http块
http {
    include mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" "$http_user_agent"';
    access_log /var/log/nginx/access.log main;
    sendfile on;
    keepalive_timeout 65;
    # 虚拟主机1：静态资源服务
    server {
        listen 80;
        server_name static.example.com;
        root /var/www/static;
        location / {
            expires 7d;
            add_header Cache-Control "public";
        }
    }
    # 虚拟主机2：反向代理动态应用
    server {
        listen 80;
        server_name api.example.com;
        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_set_header Host $host;
        }
    }
    # 负载均衡配置
    upstream backend {
        server 10.0.0.1:8080;
        server 10.0.0.2:8080;
    }
}
# stream块（MySQL负载均衡）
stream {
    upstream mysql_cluster {
        server 10.0.0.1:3306;
        server 10.0.0.2:3306;
    }
    server {
        listen 3306;
        proxy_pass mysql_cluster;
    }
}
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