Nginx WebSocket 长连接及数据容量设置

WebSocket 协议是实现实时通信的关键技术。相比于传统的 HTTP 请求-响应模式，WebSocket 提供了双向、长期化的通信方式。Nginx 作为一个高性能的反向代理服务器，可以非常有用地处理 WebSocket 连接，但要正确处理 WebSocket 长连接和传输大数据，必须进行一些特定的设置。
1. WebSocket 连接的根本概念

WebSocket 协议是基于 HTTP 协议的，它在客户端和服务器之间创建了一条长期化的、全双工的通信通道。在 WebSocket 创建连接后，客户端和服务器可以随时向对方发送消息，而不需要像传统的 HTTP 请求那样重复创建连接。
Nginx 的作用通常是充当反向代理，它将 WebSocket 请求转发给后端应用服务器。因此，在设置 WebSocket 时，需要特殊注意以下几点：

• WebSocket 的连接是长期化的，可能会存在较长的生命周期。
  
• WebSocket 数据传输速率可能较快，传输的数据包可能比力大。
  
• 默认的 Nginx 设置不一定适合 WebSocket 长连接，因此需要进行相应的优化。
  

2. Nginx 设置 WebSocket 代理

Nginx 自己并不直接支持 WebSocket 协议，但它可以通过 HTTP 代理将 WebSocket 请求转发到后端应用服务器。要使 Nginx 支持 WebSocket，关键是设置反向代理时保持 HTTP 协议升级（Upgrade）和连接（Connection）的头部。
以下是设置 Nginx 作为 WebSocket 代理的根本步骤。
2.1 设置 WebSocket 代理

在 Nginx 中，要支持 WebSocket，最重要的设置是正确设置 Upgrade和 Connection请求头，确保 WebSocket 协议的握手可以大概正常进行。你可以在 nginx.conf中的 location块中添加以下设置：

1. server {
3. ????listen 80;
7. ????server_name your-domain.com;
11. ????location /ws/ {
13. ????????proxy_pass http://your_backend_server; ?# 后端 WebSocket 服务地址
15. ????????proxy_http_version 1.1; ?# 使用 HTTP/1.1 协议，WebSocket 需要支持 HTTP/1.1
17. ????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade; ?# WebSocket 升级头部
19. ????????proxy_set_header Connection 'upgrade'; ?# 保持连接活跃
21. ????????proxy_set_header Host $host; ?# 转发原始 Host 头
23. ????????proxy_cache_bypass $http_upgrade; ?# 避免缓存 WebSocket 请求
25. ????}
27. }

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2.2 解释设置项

• proxy_http_version 1.1;：WebSocket 协议需要基于 HTTP/1.1，因此需要显式指定 HTTP 版本为 1.1。
  
• proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;：WebSocket 握手需要进行协议升级（Upgrade）。通过此设置将客户端请求中的 Upgrade头部转发给后端应用服务器。
  
• proxy_set_header Connection ‘upgrade’;：指定连接升级，确保 WebSocket 连接正常创建。
  
• proxy_set_header Host $host;：传递客户端的 Host 头，保持请求的原始主机头信息。
  
• proxy_cache_bypass $http_upgrade;：制止缓存 WebSocket 请求，由于 WebSocket 是一个长期连接，不能被缓存。
  

3. 设置 WebSocket 长连接

WebSocket 是一个长连接，这意味着客户端和服务器之间的连接会保持较长时间，甚至是一直连续下去。为了确保 WebSocket 长连接的稳固性和性能，Nginx 需要处理一些与连接生命周期相关的设置。
3.1 调整 proxy_read_timeout和** proxy_send_timeout**

由于 WebSocket 长连接会在较长时间内保持生动，因此必须增加 proxy_read_timeout和 proxy_send_timeout的超时时间。否则，如果连接空闲时间较长，Nginx 会认为连接超时并关闭连接。

1. server {
3. ????listen 80;
7. ????server_name your-domain.com;
11. ????location /ws/ {
13. ????????proxy_pass http://your_backend_server;
15. ????????proxy_http_version 1.1;
17. ????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
19. ????????proxy_set_header Connection 'upgrade';
21. ????????proxy_set_header Host $host;
23. ????????proxy_cache_bypass $http_upgrade;
27. ????????# 调整超时时间
29. ????????proxy_read_timeout 3600s; ?# 设置为 1 小时，确保长连接不被关闭
31. ????????proxy_send_timeout 3600s; ?# 设置为 1 小时，允许数据发送较长时间
33. ????}
35. }

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• proxy_read_timeout：设置 Nginx 等候后端服务器响应的时间。在 WebSocket 中，连接可能处于空闲状态，因此需要一个较长的超时时间。
  
• proxy_send_timeout：设置 Nginx 向后端服务器发送数据的超时时间。如果你的应用有长时间的数据传输需求，调整此设置可以制止因超时而断开连接。
  

3.2 调整 keepalive_timeout

在 Nginx 中，keepalive_timeout设置指定了 Nginx 在与客户端创建连接后保持连接空闲的时间。WebSocket 长连接需要足够的 keepalive_timeout时间，以便与客户端保持连续的连接。

1. server {
3. ????listen 80;
7. ????server_name your-domain.com;
11. ????keepalive_timeout 65s; ?# 设置为 65 秒，以确保 WebSocket 长连接稳定
13. }

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通过调整 keepalive_timeout，你可以控制 Nginx 和客户端之间保持空闲连接的时间。为了制止 WebSocket 连接被不测关闭，可以适当增加该值。
4. 设置 WebSocket 数据巨细限定

WebSocket 数据传输的巨细可能会较大，特殊是在视频流、文件传输等场景中。Nginx 默认对请求体巨细有限定，如果 WebSocket 消息的巨细超过默认值，可能会导致连接失败或消息丢失。因此，需要调整 Nginx 的数据传输巨细限定。
4.1 调整 client_max_body_size

client_max_body_size设置控制客户端请求的最大允许巨细。对于 WebSocket 长连接，特殊是涉及大数据传输的应用，可能需要调整此限定。

1. server {
3. ????listen 80;
7. ????server_name your-domain.com;
11. ????location /ws/ {
13. ????????proxy_pass http://your_backend_server;
15. ????????proxy_http_version 1.1;
17. ????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
19. ????????proxy_set_header Connection 'upgrade';
21. ????????proxy_set_header Host $host;
23. ????????proxy_cache_bypass $http_upgrade;
27. ????????# 调整请求体大小限制
29. ????????client_max_body_size 50M; ?# 设置最大请求体为 50MB
31. ????}
33. }

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• client_max_body_size：此设置指定 Nginx 吸收客户端请求的最大要积。WebSocket 通常用来传输小型消息，但在某些应用场景下（如视频、文件传输），消息体积可能会较大。因此，适当增加该值，以便处理大数据传输。
  

4.2 调整 proxy_max_temp_file_size

Nginx 还会将大数据缓存到暂时文件中，proxy_max_temp_file_size设置项可以控制缓存文件的巨细。

1. server {
3. ????listen 80;
7. ????server_name your-domain.com;
11. ????location /ws/ {
13. ????????proxy_pass http://your_backend_server;
15. ????????proxy_http_version 1.1;
17. ????????proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
19. ????????proxy_set_header Connection 'upgrade';
21. ????????proxy_set_header Host $host;
23. ????????proxy_cache_bypass $http_upgrade;
27. ????????# 调整最大临时文件大小
29. ????????proxy_max_temp_file_size 1024m; ?# 设置临时文件最大为 1GB
31. ????}
33. }

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5. 总结

WebSocket 提供了高效的实时通信本领，但在现实摆设中，尤其是当涉及长连接和大数据传输时，必须对 Nginx 进行一些优化设置以确保连接的稳固性和高效性。

• 通过设置合适的 proxy_read_timeout、proxy_send_timeout和 keepalive_timeout，可以确保 WebSocket 长连接在长时间没有活动的情况下仍然保持打开状态。
  
• 调整 client_max_body_size和 proxy_max_temp_file_size设置，可以确保 WebSocket 可以大概传输大数据。
  
• 保证 WebSocket 连接的升级（Upgrade）和连接保持（Connection）头部正确转发，确保 WebSocket 协议可以大概正常工作。
  

通过这些设置，你可以确保 Nginx 可以大概高效、稳固地代理 WebSocket 长连接，支持大数据传输，满足实时通信应用的需求。

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