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wiki/FormalSciences/ComputerScience/ComputerNetwork/5.WebServersNginx/基础配置.md

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Nginx: 基础配置
2023-12-26 17:08:56 +08:00
---
title: 基础配置
description: Nginx 的基础配置
keywords:
- Nginx
- 基础配置
tags:
- Nginx/基础配置
技术：标签调整
2024-04-26 21:42:22 +08:00
- 技术/计算机网络
Nginx: 基础配置
2023-12-26 17:08:56 +08:00
author: 仲平
date: 2023-12-26
---
## 安装使用
- **Linux**：在大多数 Linux 发行版中，可以通过包管理器（如 APT、YUM）来安装 Nginx。对于希望有更细粒度控制的高级用户，可以选择从源代码编译安装。
- **Windows**：可从 Nginx 官方网站下载预编译的 Windows 版本进行安装。
- **MacOS**：通常通过包管理器如 Homebrew 来安装。
### 主要目录和文件
| 路径 | 类型 | 描述 |
| ------------------------------------------------------------ | ------------- | ------------------------------------------- |
| `/etc/nginx/`, `/etc/nginx/conf.d`, `/etc/nginx/nginx.conf` | 目录/配置文件 | 存放 Nginx 的主要配置文件。 |
| `/etc/nginx/conf.d/default.conf` | 配置文件 | 默认的服务器配置文件。 |
| `/etc/logrotate.d/nginx` | 配置文件 | 用于 logrotate 服务的日志轮转配置。 |
| `/etc/nginx/{fastcgi_params, scgi_params, uwsgi_params}` | 配置文件 | 特定于 cgi 的配置文件。 |
| `/etc/nginx/{koi-utf, koi-win, win-utf}` | 配置文件 | 编码映射转换文件。 |
| `/etc/nginx/mime.types` | 配置文件 | 定义 HTTP Content-Type 与文件扩展名的映射。 |
| `/etc/sysconfig/nginx`, `/etc/sysconfig/nginx-debug` | 配置文件 | 配置系统守护进程管理器。 |
| `/usr/lib/systemd/system/{nginx.service, nginx-debug.service}` | 配置文件 | Systemd 服务文件，用于管理 Nginx 服务。 |
| `/etc/nginx/modules`, `/usr/lib64/nginx/modules` | 目录 | 存放 Nginx 模块的目录。 |
| `/usr/sbin/{nginx, nginx-debug}` | 命令 | Nginx 服务的可执行文件。 |
| `/usr/share/doc/nginx-1.12.2`, `/usr/share/man/man8/nginx.8.gz` | 文件/目录 | 包含 Nginx 的手册和帮助文件。 |
| `/var/cache/nginx` | 目录 | Nginx 的缓存目录。 |
| `/var/log/nginx` | 目录 | 存放 Nginx 日志的目录。 |
| `/usr/share/nginx/html/{404.html, 50x.html, index.html}` | 文件 | Nginx 默认的静态资源文件。 |
Nginx 及其模块的工作方式由配置文件决定。默认情况下，配置文件名为 `nginx.conf`，通常位于 `/etc/nginx/` 或其子目录中。
### 使用和管理
| 功能 | 命令 | 描述 |
| ------------------- | ------------------------------ | ----------------------------------------------- |
| 启动 Nginx | `sudo systemctl start nginx` | 在 Linux 系统上启动 Nginx 服务。 |
| 停止 Nginx（快速） | `sudo nginx -s stop` | 立即终止 Nginx 服务。 |
| 停止 Nginx（优雅） | `sudo nginx -s quit` | 等待当前处理的请求结束后再终止 Nginx 服务。 |
| 重新加载配置 | `sudo nginx -s reload` | 在不中断服务的情况下重新加载配置文件。 |
| 测试配置文件 | `sudo nginx -t` | 测试 Nginx 配置文件的语法正确性。 |
| 查看 Nginx 版本 | `nginx -v` | 显示已安装的 Nginx 版本。 |
| 查看 Nginx 编译选项 | `nginx -V` | 显示 Nginx 编译选项和配置参数。 |
| 重启 Nginx | `sudo systemctl restart nginx` | 在 Linux 系统上重启 Nginx 服务。 |
| 启用 Nginx 开机自启 | `sudo systemctl enable nginx` | 设置 Nginx 在系统启动时自动启动（仅限 Linux）。 |
| 禁用 Nginx 开机自启 | `sudo systemctl disable nginx` | 禁止 Nginx 在系统启动时自动启动（仅限 Linux）。 |
*注意：如果您的系统开启了防火墙，可能需要配置防火墙规则来允许访问 Nginx 服务的端口。*
## 基础配置
Nginx 的配置文件通常位于 `/etc/nginx/nginx.conf`。它包含几个关键部分：
- **events 块**：配置与 Nginx 服务器及客户端网络连接相关的参数。
- **http 块**：定义全局 HTTP 服务器配置，例如文件类型、日志格式、默认文件类型等。
- **server 块**：定义虚拟主机及其行为，例如监听的端口和服务器名称。
- **location 块**：根据请求的 URI 匹配并定义处理特定类型请求的行为。
- **mail 块**（可选）：配置邮件代理服务，如 SMTP、IMAP 和 POP3。
- **stream 块**（可选）：为非 HTTP 协议（例如 TCP 和 UDP）提供配置。
### 层级
```nginx
main (1) # Nginx 的全局配置，适用于所有的服务器和连接
├── events (1) # 配置影响 Nginx 服务器或与用户的网络连接的参数
├── http (1) # 用于配置代理、缓存、日志等绝大多数功能和第三方模块，只能定义一个 http 块
│ ├── server (多个) # 配置虚拟主机的相关参数，一个 http 块中可以有多个 server 块
│ │ └── location (多个) # 配置请求路由和各种页面处理情况，每个 server 块可以包含多个 location 块
│ └── ... # 可配置多个 server 块
├── mail (1) # 配置邮件服务（可选）
└── stream (1) # 配置流处理（可选）
```
```mermaid
graph TD
A[Nginx配置] -->|顶级块| B[events]
A -->|顶级块| C[http]
A -->|顶级块| K[stream]
A -->|顶级块| L[mail]
C -->|子块| D[server]
C -->|子块| J[upstream]
D -->|子块| E[location]
D -->|子块| F[SSL配置]
D -->|子块| G[负载均衡配置]
D -->|监听| H[IPv4端口]
D -->|监听| I[IPv6端口]
K -->|子块| M[server - TCP/UDP]
M -->|监听| N[IPv4端口 - TCP/UDP]
M -->|监听| O[IPv6端口 - TCP/UDP]
```
### 语法
- 配置文件由指令与指令块构成。
- 每条指令以分号（`;`）结尾，指令与参数间以空格符号分隔。
- 指令块以大括号（`{}`）将多条指令组织在一起。
- `include` 语句允许组合多个配置文件以提升可维护性。
- 通过 `#` 符号添加注释，提高可读性。
- 通过 `$` 符号使用变量。
- 部分指令的参数支持正则表达式，例如常用的 location 指令。
#### 简单指令
简单指令由名称和参数组成，中间**用空格分开，并以分号结束。**
```nginx
#简单指令
root /data/www;
```
#### 块级指令
块级指令结构类似于简单指令，但末尾不是分号，而是用大括号 `{}` 包裹的额外指令集合。如果一个块级指令中包含其他指令，则 - 配置文件由指令与指令块构成。
- 每条指令以分号（`;`）结尾，指令与参数间以空格符号分隔。
- 指令块以大括号（`{}`）将多条指令组织在一起。
- `include` 语句允许组合多个配置文件以提升可维护性。
- 通过 `#` 符号添加注释，提高可读性。
- 通过 `$` 符号使用变量。
- 部分指令的参数支持正则表达式，例如常用的 location 指令。它被称为一个上下文（例如：events、http、server 和 location）。
```nginx
# 块级指令示例
http {
server {
listen 80;
server_name example.com;
access_log /path/to/log/example.access.log;
root /path/to/root;
location ~ \.php$ {
fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
}
}
}
```
### 匹配规则
`location` 指令用于匹配请求 URI，忽略查询参数，可以使用字符串或正则表达式。
```nginx
location [ = | ~ | ~* | ^~ | 空] uri {
……
}
```
- `=`：精确匹配。
- `^~`：前缀匹配，如果匹配成功，不再进行后续正则匹配。
- `~`：区分大小写的正则匹配。
- `~*`：不区分大小写的正则匹配。
- `空`：无修饰符的匹配，匹配以 uri 开头的字符串。
#### 匹配优先级
| 优先级 | 类型 | 描述 | 修饰符 |
| ------ | ------------------ | ---------------------------------------- | --------------------------------------- |
| 1 | 精确匹配 | 完全匹配整个 URI | `=` |
| 2 | 最长非正则前缀匹配 | 匹配最长的前缀字符串，但不包括正则表达式 | `^~` |
| 3 | 正则表达式匹配 | 按定义顺序匹配正则表达式 | `~` (区分大小写) 或 `~*` (不区分大小写) |
| 4 | 普通匹配 | 匹配以指定字符串开始的 URI | 无修饰符 |
请注意以下几点：
- **精确匹配**（`=`）具有最高优先级。如果找到匹配项，则立即处理请求并停止搜索。
- **最长非正则前缀匹配**（`^~`）在没有精确匹配时使用，并且如果找到匹配项，将不会检查后续的正则表达式。
- **正则表达式匹配**（`~` 或 `~*`）根据它们在配置文件中出现的顺序进行匹配。第一个成功匹配的正则表达式将停止搜索。
- **普通匹配**（无修饰符）具有最低的优先级。如果以上所有类型都没有匹配，将使用这个匹配规则。
#### 匹配过程示例
```nginx
server {
listen 80;
server_name example.com;
# 精确匹配
location = /exact {
# 处理 /exact 精确请求
}
# 最长非正则前缀匹配
location ^~ /static/ {
# 处理以 /static/ 开头的请求
}
# 正则表达式匹配
location ~ \.php$ {
# 处理以 .php 结尾的请求
}
# 普通匹配
location / {
# 处理所有其他请求
}
}
```
```mermaid
graph TD;
A[开始匹配] -->|接收请求| B[尝试精确匹配 '=' ];
B -- 匹配成功 --> C[处理请求 '/exact'];
B -- 匹配失败 --> D[尝试最长非正则前缀匹配 '^~'];
D -- 匹配成功 --> E[处理以 '/static/' 开头的请求];
D -- 匹配失败 --> F[尝试正则表达式匹配 '~' 或 '~*'];
F -- 匹配成功 --> G[处理以 '.php' 结尾的请求];
F -- 匹配失败 --> H[尝试普通匹配（无修饰符）];
H -- 匹配成功 --> I[处理所有其他请求];
H -- 匹配失败 --> J[无法处理请求];
```
在这个配置和流程图中：
- **精确匹配**：Nginx 首先尝试精确匹配 location `= /exact`。
- **最长非正则前缀匹配**：如果精确匹配失败，Nginx 尝试最长非正则前缀匹配 location `^~ /static/`。
- **正则表达式匹配**：如果最长非正则前缀匹配失败，Nginx 接着尝试正则表达式匹配 location `~ \.php$`。
- **普通匹配**：如果所有正则表达式都不匹配，Nginx 最后尝试无修饰符的普通匹配 location `/`。
- **处理请求**：根据匹配的类型，Nginx 将处理相应的请求。
- **无法处理请求**：如果所有类型的匹配都失败，请求无法被处理。
### 全局变量
Nginx 提供了多种内置变量，可以在配置的任何地方使用。以下是一些常见的 Nginx 全局变量及其描述：
#### HTTP 相关变量
| 变量 | 描述 |
| -------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| `$host` | 请求行中的 Host，如果有 Host 请求头，则用其值替换掉请求行中的主机名。如果请求中没有 Host 行和 Host 请求头，则等于请求匹配的 server 名称。值为小写，不包含端口。 |
| `$uri` | 请求中的当前 URI，不包括 `?` 后面的请求参数，它可以通过内部重定向或使用 index 指令进行修改。 |
| `$document_uri` | 当前请求在 root 指令中指定的值，与 `$uri` 相同，存在于历史问题中。 |
| `$request_uri` | 完整的原始请求 URL，包括 URI 和参数，无法修改。 |
| `$scheme` | 请求模式，如 http 或 https。 |
| `$request` | 原始的 URL 请求，包含方法和协议版本。 |
| `$request_method` | 客户端请求类型，如 GET、POST。 |
| `$request_length` | 所有请求内容的大小，包括请求行、头部、包体等。 |
| `$request_body` | 请求中的包体，当使用反向代理并设定用内存暂存包体时有效。 |
| `$request_body_file` | 临时存放请求包体的文件，可以通过特定指令强制所有包体存入文件。 |
| `$remote_user` | 由 HTTP Basic Authentication 协议传入的用户名。 |
| `$args` | 请求中的参数，可以被修改。 |
| `$arg_PARAMETER` | GET 请求中特定参数 PARAMETER 的值。 |
| `$is_args` | 如果请求有参数则为 "?"，否则为空字符串。 |
| `$query_string` | 与 `$args` 相同，表示请求的查询字符串。 |
| `$content_length` | 请求头中的 Content-Length 字段值。 |
| `$content_type` | 请求头中的 Content-Type 字段值。 |
| `$http_HEADER` | 特定 HTTP 请求头的内容，HEADER 需转为小写，破折号变为下划线。 |
| `$http_user_agent` | 客户端的 user-agent 信息。 |
| `$http_cookie` | 客户端的 cookie 信息。 |
| `$cookie_COOKIE` | 获取特定 cookie 的值。 |
#### TCP 相关变量
| 变量 | 描述 |
| ---------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| `$binary_remote_addr` | 客户端地址的整型格式，对于 IPv4 是 4 字节，对于 IPv6 是 16 字节。 |
| `$remote_addr` | 客户端的 IP 地址。 |
| `$remote_port` | 客户端的端口。 |
| `$connection` | 递增的连接序号。 |
| `$connection_requests` | 当前连接上执行过的请求数，对 keepalive 连接有意义。 |
| `$proxy_protocol_addr` | 如果使用了 proxy_protocol 协议，则返回协议中的地址（原始用户的地址），否则返回空。 |
| `$proxy_protocol_port` | 如果使用了 proxy_protocol 协议，则返回协议中的端口（原始用户的端口），否则返回空。 |
| `$server_addr` | 服务器端地址。 |
| `$server_port` | 服务器端端口。 |
| `$server_protocol` | 服务器端协议，例如 HTTP/1.1。 |
| `$TCP_INFO` | TCP 内核层参数，包括各种 TCP 信息。 |
#### Nginx 处理请求过程中产生的变量
| 变量 | 描述 |
| --------------------- | ------------------------------------------------------------ |
| `$request_time` | 请求处理到现在的耗时，单位为秒，精确到毫秒。 |
| `$server_name` | 匹配上请求的 server_name 值。 |
| `$https` | 如果开启了 TLS/SSL，则返回 on，否则返回空。 |
| `$request_completion` | 若请求处理完则返回 OK，否则返回空。 |
| `$request_id` | 以 16 进制输出的请求标识 id，共含有 16 个字节，随机生成。 |
| `$request_filename` | 待访问文件的完整路径。 |
| `$document_root` | 由 URI 和 root/alias 规则生成的文件夹路径。 |
| `$realpath_root` | 将 document_root 中的软链接等换成真实路径。 |
| `$limit_rate` | 客户端响应时的速度上限，单位为每秒字节数。可以通过 `set` 指令修改。 |
#### 发送 HTTP 响应时相关的变量
| 变量 | 描述 |
| -------------------- | ---------------------------------------------------------- |
| `$sent_http_HEADER` | HTTP 响应头中的内容，HEADER 需转为小写，破折号变为下划线。 |
| `$status` | HTTP 响应状态。 |
| `$body_bytes_sent` | 传送页面的字节数，即响应中 body 包体的长度。 |
| `$bytes_sent` | 全部 HTTP 响应的长度。 |
| `$sent_trailer_名字` | 把响应结尾内容里的值返回。 |
#### Nginx 系统变量
| 变量 | 描述 |
| ---------------- | ------------------------------------------------------------ |
| `$time_local` | 以本地时间标准输出的当前时间。 |
| `$time_iso8601` | 使用 ISO 8601 标准输出的当前时间。 |
| `$nginx_version` | 当前运行的 Nginx 版本号。 |
| `$pid` | 所属 worker 进程的 id。 |
| `$pipe` | 如果使用了管道则返回 p，否则返回 `.`。 |
| `$hostname` | 所在服务器的主机名，与 hostname 命令输出一致。 |
| `$msec` | 从 1970 年 1 月 1 日到现在的时间，单位为秒，小数点后精确到毫秒。 |
Nginx 的配置文件使用的是一门微型的编程语言，其中变量存放的是字符串类型的值。使用 `$` 符号来表示变量，并且在引用时需要带上 `$` 前缀。特殊情况下，如变量名紧跟字符时，使用特殊语法来消除歧义。如果需要输出 `$` 符号本身，则可以使用特定方法，如上述 `geo $dollar` 示例所示。
### 模块化配置
在 Nginx 配置中，`include` 指令允许您包含其他配置文件或片段，实现配置的模块化和简化管理。以下是如何有效使用 `include` 指令的步骤和示例：
1. **定义共享配置文件**：首先，创建一个新的配置文件来存储可重复使用的配置片段。例如，您可以创建 `/etc/nginx/shared_config.conf` 并在其中定义通用的 `server` 块、`location` 块或其他配置指令。
示例 `shared_config.conf` 内容：
```nginx
server {
listen 80;
server_name example.com;
location / {
root /var/www/html;
index index.html;
}
}
```
2. **在主配置文件中包含共享配置**：在您的主 Nginx 配置文件（通常是 `/etc/nginx/nginx.conf`）中，使用 `include` 指令引入共享配置文件。这可以在 `http` 块或 `server` 块内进行，取决于您的具体需求。
在 `http` 块内包含共享配置：
```nginx
http {
include /etc/nginx/shared_config.conf;
# 其他 http 块配置...
}
```
或者，在 `server` 块内包含共享配置：
```nginx
server {
# 其他 server 块配置...
include /etc/nginx/shared_config.conf;
}
```
3. **重新加载或重启 Nginx**：为了使新的配置生效，您需要重新加载或重启 Nginx。通常，可以使用以下命令来重新加载配置：
```shell
sudo nginx -s reload
```
通过使用 `include` 指令，您可以将常用配置抽象成独立的文件，简化主配置文件的复杂度，并提高配置的可维护性。此方法尤其适用于需要在多个虚拟主机或环境之间共享配置的场景。
## 完整示例
```nginx
user nginx; # 定义Nginx运行的用户
worker_processes auto; # 工作进程数，建议设置为CPU核心数，auto表示自动检测
error_log /var/log/nginx/error.log warn; # 错误日志文件的位置和记录级别
pid /var/run/nginx.pid; # 存储Nginx主进程ID的文件位置
events {
worker_connections 1024; # 单个工作进程的最大连接数
multi_accept on; # 设置为on表示一个工作进程可以同时接受多个新连接
use epoll; # 使用epoll事件模型，这是在Linux上的一种高效的事件处理机制
}
http {
include mime.types; # 包含MIME类型设置
default_type application/octet-stream;
# 日志格式定义，包括自定义变量
log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
'$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
'"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
# 应用自定义日志格式
access_log /var/log/nginx/access.log main;
# 文件传输优化
sendfile on; # 开启高效文件传输模式
tcp_nopush on; # 开启防止网络拥塞的优化
tcp_nodelay on; # 开启不延迟发送数据的优化
# 保持长连接的超时时间
keepalive_timeout 65;
# SSL 配置
ssl_certificate /path/to/cert.pem;
ssl_certificate_key /path/to/cert.key;
ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
# 服务器定义
server {
listen 80; # 监听IPv4端口
listen [::]:80; # 监听IPv6端口
server_name localhost; # 服务器名称
# 根目录和索引文件设置
location / {
root /usr/share/nginx/html; # 网站根目录
index index.html index.htm; # 默认页面
}
# 负载均衡配置
location /load_balanced_app {
proxy_pass http://my_load_balancer; # 反向代理到负载均衡器
}
# SSL 服务端配置
listen 443 ssl;
ssl_certificate /path/to/ssl/cert.pem;
ssl_certificate_key /path/to/ssl/key.pem;
}
# 负载均衡器定义
upstream my_load_balancer {
server backend1.example.com;
server backend2.example.com;
server backend3.example.com;
}
}
stream {
# TCP/UDP流设置（示例）
server {
listen 12345;
proxy_pass backend.example.com:12345;
}
# IPv6 TCP/UDP 代理
server {
listen [::]:12345;
proxy_pass backend.example.com:12345;
}
}
mail {
# 邮件服务设置（示例）
server_name mail.example.com;
auth_http localhost/auth_http;
}
```
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