Nginx代理、缓存与Rewrite
目录
一、正向代理
（一）核心概念与应用场景
（二）Nginx正向代理编译安装（以OpenEuler为例）
（三）验证正向代理
二、反向代理
（一）七层代理（HTTP/HTTPS，应用层）
（二）四层代理（TCP/UDP，网络层）
三、代理缓存
（一）核心原理
（二）配置步骤（基于七层反向代理）
四、Rewrite与正则
（一）正则表达式基础
（二）Location匹配模式与优先级
（三）Rewrite语法与Flag参数
（四）捕获组与Set指令
五、总结
一、正向代理
（一）核心概念与应用场景
正向代理是客户端（如浏览器）的代理，客户端明确配置代理服务器，由代理服务器代为向目标服务器发起请求。其核心作用包括：
- 突破网络限制：访问被屏蔽的网站或资源。
- 节省带宽：缓存公共资源（如软件包、镜像文件），减少重复请求。
- 隐藏真实IP：客户端通过代理服务器访问目标，隐藏自身IP地址。
（二）Nginx正向代理编译安装（以OpenEuler为例）
1. 安装依赖软件
Nginx编译需要GCC、PCRE、Zlib、OpenSSL等开发包支持：
[root@localhost ~]# dnf install -y gcc make pcre-devel zlib-devel openssl-devel perl-ExtUtils-MakeMaker git wget tar
2. 创建专用用户与日志目录
为提升安全性，创建非交互式用户nginx，并设置日志目录权限：
[root@localhost ~]# useradd -M -s /sbin/nologin nginx [root@localhost ~]# mkdir -p /var/log/nginx [root@localhost ~]# chown -R nginx:nginx /var/log/nginx
3. 下载与编译配置
- 解压Nginx源码（示例版本1.26.3），并下载支持HTTPS转发的第三方模块ngx_http_proxy_connect_module（若源码已包含则无需下载）：
[root@localhost ~]# tar zxf nginx-1.26.3_http_proxy.tar.gz [root@localhost ~]# cd nginx-1.26.3 [root@localhost nginx-1.26.3]# ./configure \ --prefix=/usr/local/nginx \ --user=nginx \ --group=nginx \ --with-http_ssl_module \ --with-http_v2_module \ --with-http_realip_module \ --with-http_stub_status_module \ --with-http_gzip_static_module \ --with-pcre \ --with-stream \ --with-stream_ssl_module \ --with-stream_realip_module \ --add-module=./ngx_http_proxy_connect_module # 关键：支持HTTPS转发
- 关键参数解析：
- --add-module：引入第三方模块，解决Nginx默认不支持HTTPS转发的问题。
- --with-http_ssl_module：开启HTTPS支持。
- --with-stream：支持TCP/UDP四层代理。
- 编译并安装：
[root@localhost nginx-1.26.3]# make && make install
4. 创建便捷执行链接
[root@localhost nginx-1.26.3]# ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/local/sbin/nginx
（三）验证正向代理
配置客户端（如Windows）的代理IP和端口为Nginx服务器地址，访问任意网站。通过查看Nginx访问日志（/usr/local/nginx/logs/access.log），可观察到客户端请求经代理转发，实现IP隐藏与流量代理。
二、反向代理
（一）七层代理（HTTP/HTTPS，应用层）
1. 核心功能与场景
- 负载均衡：将流量分发到多台后端服务器（如Tomcat、Apache），避免单点故障。
- 动静分离：静态资源（图片、CSS/JS）由Nginx直接响应，动态请求转发至后端。
- SSL终端：统一处理HTTPS加密/解密，减轻后端压力。
2. 实战配置：转发HTTP请求到后端Httpd服务器
- 环境准备（两台主机）：
- 代理服务器（192.168.10.101）：运行Nginx。
- 后端服务器（192.168.10.102）：安装Httpd并部署静态页面：
[root@localhost ~]# systemctl stop firewalld [root@localhost ~]# dnf install httpd -y [root@localhost ~]# echo "这是后端主机" > /var/www/html/index.html [root@localhost ~]# systemctl start httpd
- Nginx配置（代理服务器）：
http { upstream backend { # 定义后端服务器地址池 server 192.168.10.102:80; } server { listen 80; server_name example.com; location / { proxy_pass http://backend; # 请求转发到后端地址池 proxy_set_header Host $host; # 传递客户端请求的主机名 proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # 传递客户端真实IP } } }- 验证：
[root@localhost ~]# curl 192.168.10.101 # 应返回“这是后端主机”
（二）四层代理（TCP/UDP，网络层）
1. 核心功能与场景
- 非HTTP服务代理：如数据库（MySQL/Redis）、游戏服务器（UDP协议）、SSH跳板机。
- 高性能转发：直接转发原始数据流，不解析应用层内容，低延迟。
2. 实战配置：SSH请求代理（端口2222转发到后端22）
stream { # 与http模块平级，独立处理TCP/UDP流量 upstream ssh_cluster { server 192.168.10.102:22; # 后端SSH服务地址 } server { listen 2222; # 代理服务器监听端口 proxy_pass ssh_cluster; # 转发到后端地址池 proxy_connect_timeout 5s; # 连接超时时间 proxy_timeout 1h; # 长连接保持时间 } }- 验证：
[root@localhost ~]# ssh root@192.168.10.101 -p 2222 # 成功登录后端服务器
三、代理缓存
（一）核心原理
Nginx缓存后端服务器的响应内容，当相同请求再次到达时，直接返回缓存数据，减少后端压力并加速响应。支持按URL、请求方法、协议等维度缓存。
（二）配置步骤（基于七层反向代理）
1. 创建缓存目录并设置权限
[root@localhost ~]# mkdir -p /data/nginx/cache [root@localhost ~]# chown nginx:nginx /data/nginx/cache -R
2. 配置缓存参数
http { # 定义缓存路径与参数 proxy_cache_path /data/nginx/cache \ levels=1:2 \ # 缓存目录层级（一级目录1个字符，二级目录2个字符） keys_zone=my_cache:10m \ # 共享内存区，存储缓存键与元数据（10MB约存8万个键） inactive=60m \ # 60分钟未访问则删除缓存 max_size=1g \ # 最大缓存空间，超出后按LRU算法清理 use_temp_path=off; # 禁用临时文件，直接写入缓存目录提升性能 upstream backend { server 192.168.10.102:80; } server { listen 80; server_name example.com; location / { proxy_pass http://backend; proxy_cache my_cache; # 启用名为my_cache的缓存区 proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri"; # 缓存键：协议+方法+主机+URI proxy_cache_valid 200 302 10m; # 200/302状态码缓存10分钟 proxy_cache_valid 404 1m; # 404缓存1分钟 proxy_cache_valid any 5s; # 其他状态码缓存5秒 add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status; # 添加缓存状态头（调试用） } } }3. 验证缓存效果
- 首次请求（MISS，未命中缓存）：
[root@localhost ~]# curl -I 192.168.10.101 # 响应头包含：X-Cache-Status: MISS
- 再次请求（HIT，命中缓存）：
[root@localhost ~]# curl -I 192.168.10.101 # 响应头包含：X-Cache-Status: HIT
四、Rewrite与正则
（一）正则表达式基础
Nginx Rewrite依赖正则匹配，常用元字符：
- ^：匹配字符串开头，如^/api匹配以/api开头的URI。
- $：匹配字符串结尾，如.jpg$匹配以.jpg结尾的文件。
- +：匹配前一个字符1次或多次，如ab+匹配ab、abb等。
- ()：捕获组，如/user/(\d+)捕获用户ID到$1。
（二）Location匹配模式与优先级
1. 语法与模式
location [匹配模式] { ... }- 精确匹配：location = /uri，优先级最高（如location = /index.html仅匹配完全相同的URI）。
- 正则匹配：location ~ /abc（区分大小写）、location ~* /ABC（不区分大小写）。
- 普通前缀：location /abc匹配以/abc开头的URI。
- 通用匹配：location /，优先级最低。
2. 优先级规则
精确匹配 > 精确前缀 > 正则匹配（文件中位置靠上的优先） > 普通前缀 > 通用匹配。
（三）Rewrite语法与Flag参数
1. 基本语法
rewrite [flag];
- regex：匹配当前URI的正则表达式（不包含域名和参数）。
- replacement：重写后的目标URI。
- flag：
- last：重写后重新匹配location（默认值）。
- break：重写后不再匹配location，直接处理当前请求。
- redirect：返回302临时重定向（浏览器地址栏更新）。
- permanent：返回301永久重定向（搜索引擎更新URL）。
2. 实战示例
- 路径美化：将/product/123转换为/index.php?id=123：
location /product/ { rewrite ^/product/(\d+)$ /index.php?id=$1 last; }- 强制HTTPS跳转：
server { listen 80; server_name example.com; rewrite ^(.*)$ https://$server_name$1 permanent; # 永久重定向到HTTPS }- 旧链接迁移（301永久重定向）：
location /old-page { rewrite ^ /new-page permanent; }（四）捕获组与Set指令
1. 捕获组应用
通过()捕获正则匹配内容，使用$1、$2引用：
location /category/ { # 匹配/category/tech/123，捕获“tech”到$1，“123”到$2 rewrite ^/category/(.+)/(\d+)$ /archive/$1/$2 last; } location /archive/ { return 200 "Category: $1, ID: $2"; # 输出捕获结果 }2. Set指令定义变量
location /demo { set $name "Nginx"; # 定义变量$name return 200 "Hello, $name!"; # 输出：Hello, Nginx! }五、总结
本文全面解析了Nginx的三大核心功能：
- 正向代理：客户端代理，突破限制、隐藏IP。
- 反向代理：服务器端代理，支持七层（HTTP/HTTPS）与四层（TCP/UDP），实现负载均衡、动静分离等。
- 代理缓存：通过缓存后端响应，降低延迟、提升性能。
- Rewrite与正则：灵活控制URL，实现路径美化、重定向、动态路由等。
通过合理配置Nginx，可显著提升网站的性能、安全性和可维护性。在实际应用中，需根据业务需求选择合适的代理模式，结合缓存策略和Rewrite规则，打造高效稳定的Web应用架构。
- 旧链接迁移（301永久重定向）：
- 强制HTTPS跳转：
- 路径美化：将/product/123转换为/index.php?id=123：
- 再次请求（HIT，命中缓存）：
- 首次请求（MISS，未命中缓存）：
- 验证：
- 验证：
- Nginx配置（代理服务器）：
- 环境准备（两台主机）：
- 编译并安装：
- 关键参数解析：
- 解压Nginx源码（示例版本1.26.3），并下载支持HTTPS转发的第三方模块ngx_http_proxy_connect_module（若源码已包含则无需下载）：
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