Linux下Nginx详解

1、概念

1.1 介绍

Nginx是一个高性能的开源Web服务器软件，也可以用作反向代理服务器、负载均衡器和HTTP缓存。它的计划目的是高性能、稳定性、丰富的功能和低资源斲丧。
1.2 应用场景

• Web服务器：Nginx可以作为静态资源服务器，处理静态文件的哀求，提供高性能的Web服务。
  
• 反向代理服务器：Nginx可以代理后端服务器，接收客户端的哀求并将其转发给后端服务器，实现负载均衡和高可用性。
  
• 负载均衡器：Nginx可以分发客户端哀求到多个后端服务器，实现负载均衡，进步系统的整体性能和可靠性。
  
• HTTP缓存：Nginx可以缓存静态文件和动态页面，减轻后端服务器的压力，进步网站的访问速率。
  

1.3 反向代理

反向代理是指代理服务器接收来自客户端的哀求，然后将这些哀求转发给后端服务器，终极将后端服务器的相应返回给客户端。客户端只知道代理服务器的存在，而不知道后端服务器的信息。有以下优点：

• 隐蔽后端服务器：客户端无法直接访问后端服务器，加强了安全性。
  
• 负载均衡：可以将哀求分发给多个后端服务器，进步性能和可靠性。
  
• 缓存：代理服务器可以缓存相应，减轻后端服务器压力。
  

在Nginx中，利用proxy_pass指令来设置反向代理。例如：proxy_pass http://backend_server;
1.4 负载均衡

负载均衡是指将哀求分发给多个后端服务器，以实现负载均衡、进步性能和可靠性。常见的负载均衡算法包罗轮询、加权轮询、最少连接等。有以下优点：

• 进步性能：将哀求分发给多个服务器，减轻单个服务器的压力。
  
• 进步可靠性：当某个服务器出现故障时，负载均衡器可以将哀求转发给其他正常的服务器。
  
• 横向扩展：可以随时添加或移除后端服务器，实现系统的横向扩展。
  

在Nginx中，可以利用upstream块定义后端服务器组，然后在location块中利用proxy_pass指令将哀求代理到这个后端服务器组。例如：

1. upstream backend_servers {
2.     server backend1.example.com;
3.     server backend2.example.com;
4. }
6. location / {
7.     proxy_pass http://backend_servers;
8. }

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2、Linux部署

2.1 安装

ubuntu安装命令如下：

1. sudo apt update
2. sudo apt install nginx

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2.2 访问测试

安装完成后查看服务状态为running：

通过网线与开辟板连接，直接在电脑浏览器上输入开辟板IP进行访问：

2.3 常用命令

常用命令如下：
命令描述nginx -h表现帮助信息nginx -v表现版本信息nginx -V表现版本信息和设置选项并退出nginx -t测试设置文件是否精确并退出nginx -T测试设置文件是否精确并将其转储并退出nginx -q在设置测试期间抑制非错误消息nginx -s signal向主进程发送信号：stop, quit, reopen, reloadnginx -p prefix设置前缀路径（默认值：/usr/share/nginx/）nginx -c filename设置设置文件（默认值：/etc/nginx/nginx.conf）nginx -g directives设置全局指令，超出设置文件之外 3、设置文件详解

3.1 设置文件位置和格式

设置文件一般位于：/etc/nginx/nginx.conf。
其大抵格式如下：

1. events {
2.     // 全局事件配置
3. }
5. http {
6.     // 全局HTTP配置
7.     server {
8.         // 服务器配置
9.                     location / {
10.                         // 路径配置
11.                 }
12.     }
13. }

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3.2 events块

在events块中，可以设置一些与Nginx服务器的事件相关的参数。
3.2.1 worker_connections

• 作用：设置每个工作进程允许的最大并发连接数。
  
• 取值：整数。默认值取决于系统的最大文件描述符数，通常为1024或更高。
  

1. events {
2.     worker_connections 1024;
3. }

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3.2.2 use

• 作用：指定事件驱动模块，用于处理连接和哀求。
  
• 取值：epoll、kqueue、eventport、/dev/poll等，取决于操作系统和Nginx编译时的选项。
  

1. events {
2.     use epoll;
3. }

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3.2.3 multi_accept

• 作用：允许一个工作进程同时接受多个新连接。
  
• 取值：on或off。默认为off。
  

1. events {
2.     multi_accept on;
3. }

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3.2.4 worker_processes

• 作用：指定启动的工作进程数。
  
• 取值：整数。通常设置为CPU核心数的倍数，以充实利用多核处理器。
  

1. events {
2.     worker_processes 4;
3. }

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3.3 http块

http块的常见设置整理如下：
设置指令作用取值示例worker_processes工作进程数整数worker_processes 4;worker_connections每个工作进程的最大连接数整数worker_connections 1024;include包含其他设置文件文件路径include /etc/nginx/conf.d/*.conf;default_type默认MIME类型MIME类型default_type application/octet-stream;error_log全局错误日志文件路径文件路径error_log /var/log/nginx/error.log;sendfile启用直接文件传输on或offsendfile on;tcp_nopush启用TCP_NOPUSH选项on或offtcp_nopush on;tcp_nodelay启用TCP_NODELAY选项on或offtcp_nodelay on;keepalive_timeoutKeep-alive连接超时时间整数（秒）keepalive_timeout 65;types_hash_max_sizeMIME类型哈希表最大尺寸整数types_hash_max_size 2048;server_tokens控制Nginx版本号表现或隐蔽on或offserver_tokens off; 3.4 server块

server块的常见设置整理如下：
设置指令作用取值示例listen监听端口IP地址:端口、端口listen 80; 或 listen 127.0.0.1:8080;server_name定义假造主机的域名域名或通配符server_name example.com;root网站根目次目次路径root /var/www/html;index默认首页文件文件名或文件列表index index.html;location匹配哀求的URL路径路径或正则表达式location / { ... }access_log访问日志文件路径文件路径access_log /var/log/nginx/access.log;error_page定义错误页面HTTP状态码 页面路径error_page 404 /404.html;ssl_certificateSSL证书文件路径文件路径ssl_certificate /etc/nginx/ssl/cert.pem;ssl_certificate_keySSL私钥文件路径文件路径ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/key.pem;ssl_protocols定义SSL/TLS协议版本协议版本列表ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;ssl_ciphers定义SSL加密算法加密算法列表ssl_ciphers 'EECDH+AESGCM:EDH+AESGCM'; 3.5 location块

location块的常见设置整理如下：
设置指令作用取值示例location匹配哀求的URL路径路径或正则表达式location / { ... }root指定当前location块的根目次目次路径root /var/www/html;index指定当前location块的默认首页文件文件名或文件列表index index.html;try_files尝试不同的文件或路径来匹配哀求文件或路径列表try_files $uri $uri/ /index.html;rewrite重写URL重写规则rewrite ^/old-url$ /new-url permanent;proxy_pass反向代理到后端服务器后端服务器地址proxy_pass http://localhost:8080;fastcgi_pass将哀求传递给FastCGI服务器FastCGI地址fastcgi_pass unix:/var/run/php-fpm.sock;deny拒绝访问IP地址、主机名、alldeny 192.168.1.1;allow允许访问IP地址、主机名、allallow 192.168.1.0/24;expires设置缓存过期时间时间值expires 1h; 在Nginx的location块中，可以利用正则表达式来匹配复杂的URL路径模式。以下是一些常用的正则表达式及其示例：

• 匹配以特定字符开头的URL路径：
  
  
  
  • 正则表达式：^/admin/.*
    
  • 示例：location ~ ^/admin/.* { ... }
    
  • 描述：匹配以/admin/开头的全部URL路径，如/admin/dashboard、/admin/settings等。
    
  
  
• 匹配特定文件扩展名的URL路径：
  
  
  
  • 正则表达式：\.html$
    
  • 示例：location ~ \.html$ { ... }
    
  • 描述：匹配以.html末端的URL路径，如/page.html、/about.html等。
    
  
  
• 匹配数字作为URL路径一部门：
  
  
  
  • 正则表达式：/[0-9]+
    
  • 示例：location ~ /[0-9]+ { ... }
    
  • 描述：匹配包含数字的URL路径部门，如/post/123, /user/456等。
    
  
  
• 匹配多种大概性的URL路径：
  
  
  
  • 正则表达式：/(news|blog)/[0-9]+
    
  • 示例：location ~ /(news|blog)/[0-9]+ { ... }
    
  • 描述：匹配类似/news/123, /blog/456等多种大概性的URL路径。
    
  
  
• 匹配恣意字符的URL路径：
  
  
  
  • 正则表达式：.*
    
  • 示例：location ~ .* { ... }
    
  • 描述：匹配恣意字符的URL路径。
    
  
  

4、测试

4.1 设置默认界面

编写一个简单的HTML界面作为首页，代码如下，命令为mynginx.html。

1. <!DOCTYPE html>
2. <html lang="en">
3. <head>
4.     <meta charset="UTF-8">
5.     <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
6.     <title>my nginx</title>
7.         <style>
8.     body {
9.         font-family: Arial, sans-serif;
10.         text-align: center;
11.     }
12.     form {
13.         margin-top: 20px;
14.     }
15.     input {
16.         padding: 5px;
17.         width: 300px;
18.     }
19.     button {
20.         padding: 5px 10px;
21.         background-color: #3385ff;
22.         color: white;
23.         border: none;
24.         cursor: pointer;
25.     }
26.         </style>
27. </head>
28. <body>
29.     <div>
30.     <form id="search-form">
31.         <input type="text" id="search-input" placeholder="请输入搜索内容">
32.         <button type="submit">搜索</button>
33.     </form>
34.         </div>
35. </body>
37. </html>

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修改设置文件如下，并将上述HTML文件放置在/home/orangepi/Nginx目次下。

1. events{}
3. http{
4.   server{
5.     listen 80;
6.     server_name localhost;
7.        
8.     # 指定根目录
9.     root /home/orangepi/Nginx;
10.        
11.         # 指定默认网页
12.     index mynginx.html;
13.   }
14. }

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利用nginx -s reload命令重新加载后进行访问测试：

4.2 编写服务器测试步伐

编写服务器测试步伐代码如下，通过命令行指定监听的端口：

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <string.h>
4. #include <sys/socket.h>
5. #include <netinet/in.h>
6. #include <unistd.h>
8. #define MAX_SIZE 1024
10. int main(int argc, char *argv[])
11. {
12.     if (argc != 2)
13.     {
14.         fprintf(stderr, "Usage: %s <port>\n", argv[0]);
15.         return 1;
16.     }
18.     int PORT = atoi(argv[1]);
19.     int server_fd, new_socket;
20.     struct sockaddr_in address;
21.     int addrlen = sizeof(address);
22.    
23.     const char *ok = "HTTP/1.1 200 OK\r\n"  
24.                          "Content-Type: text/html; charset=UTF-8\r\n\r\n"  
25.                          "<html><body><h1>OK</h1></body></html>";
26.    
27.     // 创建TCP套接字
28.     if ((server_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == 0) {
29.         perror("socket failed");
30.         exit(EXIT_FAILURE);
31.     }
33.     address.sin_family = AF_INET;
34.     address.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
35.     address.sin_port = htons(PORT);
37.     // 绑定套接字到指定端口
38.     if (bind(server_fd, (struct sockaddr *)&address, sizeof(address)) < 0) {
39.         perror("bind failed");
40.         exit(EXIT_FAILURE);
41.     }
43.     // 监听端口
44.     if (listen(server_fd, 3) < 0) {
45.         perror("listen failed");
46.         exit(EXIT_FAILURE);
47.     }
49.     printf("Server listening on port %d\n", PORT);
51.     while(1)
52.     {
53.         printf("Waiting......\n");
54.         // 接受连接
55.         if ((new_socket = accept(server_fd, (struct sockaddr *)&address, (socklen_t*)&addrlen)) < 0)
56.         {
57.             perror("accept failed");
58.             exit(EXIT_FAILURE);
59.         }
60.         char rcvbuffer[MAX_SIZE] = {0};
61.         
62.         bzero((char *)rcvbuffer, sizeof(rcvbuffer));
63.         int bytesReceived = read(new_socket, rcvbuffer, MAX_SIZE);
65.         send(new_socket, ok, strlen(ok), 0);  
66.         printf("Connect Ok\n");
68.         usleep(1000);
69.         
70.         close(new_socket);
71.     }
72.    
73.     close(server_fd);
74.     return 0;
75. }

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4.3 测试负载均衡

修改设置文件如下：

1. events{}
3. http{
4.   upstream my-servers{
5.         server localhost:8080 weight=3;
6.         server localhost:8081 weight=1;
7.   }
8.   
9.   server{
10.     listen 80;
11.     server_name localhost;
12.        
13.     # 指定根目录
14.     root /home/orangepi/Nginx;
15.        
16.         # 指定默认网页
17.     index index.html;
18.        
19.         location / {
20.                 # 反向代理到后端服务器
21.                 proxy_pass http://my-servers;
22.         }
23.   }
24. }

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发起服务器步伐，同时在浏览器侧一直访问进行测试：

5、总结

本文讲解了Nginx的特点，具体讲解了设置文件的格式和设置语法，编写测试步伐测试了设置默认界面以及负载均衡调节等功能。

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