干货分享 Nginx 反向代理的参数详解

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一、Nginx 反向代理¶

在代理中有两种模式，分为 正向代理 和 反向代理。

正向代理
- 代表请求方，去访问服务方。举个简单易懂的例子 --> SSR
- SNAT
反向代理
- 代表服务方，对外提供服务，别人来访问你。
- DNAT

而 Nginx 里最核心的功能就是反向代理，和 LVS 不一样的是，Nginx 是工作在七层的软件，能理解报文中更多的信息，进行更高级的代理方式，支持的代理内容有：

http
mail
stream

二、HTTP 代理¶

ngx_http_proxy_module 反代模块¶

Nginx 是高度模块化的，使用这个模块来开启反代功能。

proxy_pass¶

反代的核心配置，设置将请求代理到哪一台服务器
语法：proxy_pass URL;
可用位置：location, if, limit_except

需要特别注意：
当 proxy_pass 后面的路径不带 uri 时，其会将 location 的 uri 传递给后端主机。

server {
    ...
    server_name HOSTNAME;
    location /uri/ {
        proxy http://hos[:port];
    }
    ...
}

http://HOSTNAME/uri --> http://host/uri

当 proxy_pass 后面的路径是一个 uri 时，proxy_pass 的 uri 会把 location 的 uri 顶替掉。

server {
    ...
    server_name HOSTNAME;
    location /uri/ {
        proxy http://host/new_uri/;
    }
    ...
}

http://HOSTNAME/uri/ --> http://host/new_uri/

如果 location 定义其 uri 时使用了正则表达式的模式，或在 if 语句或 limt_execept 中使用 proxy_pass 指令，则 proxy_pass 之后必须不能使用 uri。用户请求时传递的 uri 将直接附加在代理到的服务的之后。

server {
    ...
    server_name HOSTNAME;
    location ~|~* /uri/ {
        proxy http://host;
    }
    ...
}

http://HOSTNAME/uri/ --> http://host/uri/；

proxy_set_header¶

设定发往后端主机的请求报文的请求首部的值。
proxy_set_header FIELD VALUE;
可用位置：http, server, location

示例：
先定义首部的内容，Nginx 向后代理时，就会加上定义的首部。

1 2	proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

后端 http 配置文件中添加一个日志字段，被代理的服务器就能看到发请求报文的客户端 IP 了。

1	%{X-Real-IP}i

proxy_hide_header¶

语法：proxy_hide_header field;
Nginx 默认情况下会隐藏主机信息，包括 “Date”, “Server”, “X-Pad”, and “X-Accel-...” 等，这里可以设置额外的响应头，不发给客户端。
相反的，如果希望允许传递某些响应头给客户端，可以使用 proxy_pass_header 指令。

proxy_connect_timeout¶

代理服务器与后端服务器建立连接的超时时间
proxy_connect_timeout 60;
默认为 60s，不应该超过 75s。

proxy_read_timeout¶

从后端接收响应报文的超时时长。
proxy_read_timeout 60;
默认为 60s。

proxy_send_timeout¶

向后端发送请求报文的超时时长
proxy_send_timeout 60;
默认为 60s。

ngx_http_headers_module 自定义头模块¶

proxy_set_header 和 proxy_hide_header 只能在代理模式下操纵请求和响应报文的首部，而这个模块不仅可以在代理模式时使用，也能在非代理时使用，将响应给客户端的响应报文中添加自定义首部，或修改指定首部的值。

可用位置：http, server, location, if in location

add_header¶

添加自定义首部。
add_header name value [always];

示例：

add_header X-Via $server_addr;
add_header X-Accel $server_name;

expires¶

expires [modified] time;
用于定义 Expire 或 Cache-Control 首部的值多久过期。

示例：

expires epoch | max | off;

三、HTTP 缓存¶

Nginx 作为反向代理服务器时，通过将经常读取的文件保存一份在本地服务器上的方式，提高代理速度。
因为所有的数据都有 局部性，会产生热区效应，使用缓存机制提高性能。

局部性：

时间局部性：如果一个数据最近被访问过，那么很快就会被再一次访问。
空间局部性：如果一个数据被访问过，那么他周边的数据也会被访问。

所以一个网站中，20% 的数据要承载 80% 的访问量，遵循著名的 “2:8法则”。

使用 Nginx 的缓存时需要注意：

先定义后再使用。
不能交叉使用，http 要用 http 专有的缓存插件；fastcgi 要用 fastcgi 专有的缓存插件，不同的协议不能混用。
缓存有淘汰机制 LRU，即选择最久未使用的数据予以淘汰。
缓存数据通过"键值"格式存储，为了查找时加速，其中“键”是将请求的 url 做 HASH 计算后，按照 HASH 值中字母或数字的顺序分级存放，Nginx 中最多 3 级。

下面列举一些常用的 HTTP 缓存模块的参数。

ngx_http_proxy_module 代理模块的缓存功能¶

ngx_http_proxy_module 模块除了能配置 proxy 参数，还能配置 缓存参数。

proxy_cache_path¶

定义可用于 proxy 功能的缓存，最多 3 级，定义后，需要引用才能使用。

proxy_cache_path path [levels=levels]
                      [use_temp_path=on|off]
                      [keys_zone=name:size]
                      [inactive=time]
                      [max_size=size]
                      [manager_files=number]
                      [manager_sleep=time]
                      [manager_threshold=time]
                      [loader_files=number]
                      [loader_sleep=time]
                      [loader_threshold=time]
                      [purger=on|off]
                      [purger_files=number]
                      [purger_sleep=time]
                      [purger_threshold=time];

可用位置：

定义时必须在 http；
引用时位置 server, location。

示例：

定义：
- proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:1:2 keys_zone=webcache:10m;
引用：
- proxy_cache webcache;

proxy_cache¶

指明要调用的缓存，或关闭缓存机制。

proxy_cache zone | off;
可用位置：http, server, location

proxy_cache_key¶

定义缓存中用什么数据当做“键”。
proxy_cache_key string;
默认值：proxy_cache_key $scheme$proxy_host$request_uri;
生产环境中可能不同的 url 或 uri 对应的是相同的资源，为了提高缓存的命中率，需妥善定义“键”。

proxy_cache_valid¶

定义对特定响应码的响应内容的缓存时长。
proxy_cache_valid [code ...] time;
可以多次定义不同响应吗的缓存时长。

示例：
先在 http{...} 中定义；

1	proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy_cache levels=1:1:1 keys_zone=pxycache:20m max_size=1g;

在需要调用缓存功能的配置段引用缓存，例如 server{...}

proxy_cache pxycache;
proxy_cache_key $request_uri;
proxy_cache_valid 200 302 301 1h;
proxy_cache_valid any 1m;

proxy_cache_use_stale¶

当无法从原始服务器获取最新的内容时，Nginx 可发送在其缓存中的陈旧的文件，而不是向客户端传达错误信息。
proxy_cache_use_stale error | timeout | invalid_header | updating | http_500 | http_502 | http_503 | http_504 | http_403 | http_404 | off ...;

示例：

1
2
3

proxy_cache_use_stale error timeout http_500 http_502 http_503 http_504;
// 当 Nginx 收到后端服务器返回的 error，timeout 或者其他指定的 5xx 错误时
// 并且在其缓存中有请求文件的陈旧版本，则会将这些陈旧版本的文件而不是错误信息发送给客户端。

proxy_cache_methods¶

客户端使用此指令中指定的请求方法时，使用缓存响应。 GET 和 HEAD 方法虽然是默认的，但还是建议明确指定它们。
proxy_cache_methods GET | HEAD | POST ...;
可用位置：http, server, location

四、FastCGI 代理模块¶

在中小型站点中，使用 php 是最合适的选择，那么在搭建 LAMP 时，php 有两种部署方式：

1、作为 httpd 的模块运行，缺点是 httpd 要处理静态和动态的请求，流量大时 web 服务器的压力较大。

当 httpd 是 prefork 时，是 php_module
当 httpd 是 worker 时，是 zts_module

2、通过 FastCGI 的方式运行，优点是动静分离。

fpm：fastcgi process manager

第 2 中方式中的 fpm，其实就是个 FastCGI 进程管理器，它在 php 解释器的基础上，加了一个壳，使 php 可以监听在一个套接字上，通过 FastCGI 接收并处理并发请求。

而 FastCGI 为了处理并发请求，使用的 MPM（多路工作模块）和 httpd 中的 frefork 一致，采用 M/W 的方式，Master 进程管理 Worker 线程，Worker 线程处理 php 请求。

在 Nginx 中，暂时并不支持像第 1 种那样以模块的方式运行 php，只能通过调用 Nginx 自己的 FastCGI 模块，来和后端的 fpm 通信。

ngx_http_fastcgi_module 模块¶

使用这个模块将请求通过 FastCGI 传递给后端服务器，下面列出几个常用配置参数。

fastcgi_pass¶

fastcgi_pass ADDRESS;
ADDRESS 为 fastcgi server 的地址。
可用位置: location, if in location。
注意：不需要加任何协议开头，如：http://, fastcgi:// 等。

fastcgi_index¶

fastcgi_index index.php ;
设置 fastcgi 默认的主页资源。

fastcgi_param （传递参数）¶

fastcgi_param parameter value [if_not_empty];
向后端 FastCGI 服务器传递参数，和静态资源不同，动态资源需要很多客户端请求时的参数。

假设 nginx 把请求代理至后端 fpm 时，fpm 是没办法直接使用 nginx 中客户端连接信息的参数的，因为 nginx 中变量的表达方式，和 fpm 中变量的表达方式不一样，例如 nginx 中的变量都是小写，fpm 却是大写等等，所以 nginx 代理 fpm 时，要把自己的变量名转成 fpm 的变量名才行。

fpm 中需要传递的参数很多，nginx 安装好后，在 /etc/nginx/ 目录下会自动生成一个 fastcgi.conf 文件，该文件中包含了使用 fpm 时 必备的参数。

配置示例：

// 前提：已经配置好 fpm server 和 mariadb-server 服务
location ~* \.php$ {
  fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;   // 后端 fpm 的地址
  fastcgi_index  index.php;        // 主页文件        // ↓ 这个变量代表请求的 uri
  fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /usr/share/nginx/html$fastcgi_script_name;
                 // ↑ fpm 中的变量      // ↑ 前边路径代表 uri 的起始目录，对应 fpm 服务器中资源存放目录
  include        fastcgi_params;   // 变量参数映射列表
}

五、FastCGI 缓存¶

FastCGI 的缓存其实也是通过 ngx_http_fastcgi_module 实现，也需要先定义再使用，之前说过，不同协议的缓存不能混在一起使用，所以需要和 http 缓存分开，单独定义。

这几个参数的使用方法和 http 缓存一样，就不重复叙述了。

fastcgi_cache_path 定义缓存同样需要写在配置文件的 http 配置段中。
fastcgi_cache
fastcgi_cache_key
fastcgi_cache_methods
fastcgi_cache_valid

示例：

http {
  ...
  fastcgi_cache_path /var/cache/nginx/fastcgi_cache levels=1:2:1 keys_zone=fcgi:20m inactive=120s;
  ...
  server {
    ...
    location ~* \.php$ {
      ...
      fastcgi_cache fcgi;
      fastcgi_cache_key $request_uri;
      fastcgi_cache_valid 200 302 10m;
      fastcgi_cache_valid 301 1h;
      fastcgi_cache_valid any 1m;
      ...
    }
    ...
  }
  ...
}

六、php-fpm 状态页¶

php-fpm 自己提供了一个状态页面，可以配合监控程序来使用，下面说一下怎么开启。

环境¶

192.168.50.11 – Nginx
192.168.50.12 – php-fpm

php-fpm 端配置¶

1、安装 php-fpm

1	yum install php-fpm -y

2、更改配置
打开 /etc/php-fpm.d/www.conf 配置文件，更改以下配置。

listen = 127.0.0.1:9000` --> listen = 9000    # 改为监听所有 IP
listen.allowed_clients = 127.0.0.1 --> listen.allowed_clients = 192.168.50.11    # 设置允许的 IP
 # 下面两行默认有注释，去掉即可，去掉后如下
pm.status_path = /status
ping.path = /ping

3、额外创建一个 phpinfo 页，此步不是必须。这里注意文件目录为 /data/index.php，后边会用到。

Nginx 端配置¶

1、安装 Nginx

1	yum install nginx -y

2、在默认配置文件 /etc/nginx/nginx.conf 里添加两个新的 location

location ~* \.php$ {
  fastcgi_pass   192.168.50.12:9000;
  fastcgi_index  index.php;
  fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /data$fastcgi_script_name;  # 这里注意要和之前创建的 phpinfo 的目录一致
  include        fastcgi_params;
}

location ~* ^/(status|ping)$ {
  include        fastcgi_params;
  fastcgi_pass   192.168.50.12:9000;
  fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  $fastcgi_script_name;
}

验证
从浏览器访问 http://192.168.50.11/status，就打开 fpm 的状态信息了。

pool:                 www      # fpm 池子名称，大多数为 www
process manager:      dynamic  # 进程管理方式，值：static, dynamic or ondemand, dynamic
start time:           05/Aug/2019:21:07:48 +0800    # 启动日期，如果 reload了，时间会更新
start since:          1089   # 运行时长
accepted conn:        15     # 当前池子接受的请求数
listen queue:         0      # 请求等待队列，如果这个值不为 0，那么要增加 FPM 的进程数量
max listen queue:     0      # 请求等待队列最高的数量
listen queue len:     128    # socket 等待队列长度
idle processes:       4      # 空闲进程数量
active processes:     1      # 活跃进程数量
total processes:      5      # 总进程数量
max active processes: 2      # 最大的活跃进程数量（FPM启动开始算）
max children reached: 0      # 进程最大数量限制的次数，如果这个数量不为 0，那说明你的最大进程数量太小了，请改大一点
slow requests:        0      # 启用了 php-fpm slow-log，缓慢请求的数量

访问 http://192.168.50.11/ping，返回 pong，表示连接正常。

访问 http://192.168.50.11/index.php，也能看到 phpinfo 页面，就不放截图了。