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Nginx: 基础配置

2023-12-26 17:08:56 +08:00

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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

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）

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。

#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）。

# 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。

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

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
    }
}

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：

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：
```
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {
        root /var/www/html;
        index index.html;
    }
}
```
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：
```
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：
```
server {
    # 其他 server 块配置...
    include /etc/nginx/shared_config.conf;
}
```
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：
```
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

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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