Nginx介绍及使用

1.Nginx介绍

Nginx是一款开源的、高性能的HTTP和反向代理服务器

1.正向代理和反向代理

正向代理（代理客户端）是一种位于客户端和目标服务器之间的中间服务器。客户端通过正向代理服务器向目标服务器发送请求，代理服务器将请求转发给目标服务器，并将目标服务器的响应返回给客户端

反向代理（代理服务端）客户端的请求首先发送到反向代理服务器，反向代理服务器再将请求转发到后端的服务器。后端服务器处理请求后，将响应返回给反向代理服务器，反向代理服务器再将响应返回给客户端。

2.负载均衡（Load Balancing）

负载均衡用于在多个服务器之间分配客户端的请求，以优化资源利用、提高系统的可用性和可靠性。

主要功能

流量分配：
- 根据预设的算法（如轮询、最少连接、加权等），将客户端的请求分配到不同的服务器上，避免某一台服务器过载。
- 常见的算法包括：
  - 轮询（Round Robin）：按顺序依次分配请求。
  - 最少连接（Least Connections）：优先分配到当前连接数最少的服务器。
  - 加权轮询（Weighted Round Robin）：根据服务器的权重分配请求。
  - 加权最少连接（Weighted Least Connections）：结合权重和连接数分配请求。
  - IP哈希（IP Hash）：根据客户端的IP地址进行哈希计算，将请求分配到固定的服务器。
故障转移（Failover）：
- 当某一台服务器出现故障时，能够自动将流量切换到其他健康的服务器上，确保服务的持续可用。
- 负载均衡器会定期检查后端服务器的健康状态，自动移除故障服务器，并重新分配流量。

3.Nginx

主要特点

高性能：
- Nginx采用事件驱动的异步非阻塞架构，能够处理大量的并发连接，性能优于传统的Apache服务器。
- 它可以轻松处理数万个并发连接，适合高流量的网站。
反向代理和负载均衡：
- Nginx可以作为反向代理服务器，将客户端请求转发到后端的多个服务器上，并根据配置的策略进行负载均衡。
- 支持多种负载均衡算法，如轮询、最少连接、IP哈希等。
静态文件服务：
- Nginx对静态文件（如HTML、CSS、JavaScript、图片等）的处理非常高效，可以直接从磁盘读取文件并返回给客户端，减少后端服务器的负担。

2.Nginx启动和停止

1. 启动 Nginx

sudo systemctl start nginx

sudo nginx

说明：启动 Nginx 服务。

2. 停止 Nginx

bash复制

sudo systemctl stop nginx

或者

bash复制

sudo nginx -s stop

说明：立即停止 Nginx 服务。

3. 重启 Nginx

bash复制

sudo systemctl restart nginx

或者

bash复制

sudo nginx -s reload

说明：重新加载 Nginx 配置文件而不中断现有连接。

4. 重新加载配置文件

bash复制

sudo nginx -s reload

说明：重新加载 Nginx 配置文件而不中断现有连接。如果配置文件有语法错误，Nginx 会拒绝加载。

3.Nginx配置
/etc/nginx/nginx.conf

nginx.conf
├── 全局块
├── events 块
└── http 块
├── 通用设置（日志、MIME等）
├── server 块（一个网站）
│ ├── listen / server_name
│ ├── location /（静态文件或反向代理）
│ └── error_page
└── ...

# 全局块
user  nginx;
worker_processes  auto;
error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

# 事件块
events {
    worker_connections  1024;
}

# HTTP 块
http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    
    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    
    access_log  /var/log/nginx/access.log  main;
    
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;

     # 1️⃣ 定义后端服务集群（upstream）
    upstream my_backend {
        server 127.0.0.1:8081 weight=3 max_fails=3 fail_timeout=30s;
        server 127.0.0.1:8082 weight=1;
    }

    # 服务器块
    server {
        listen       80;
        server_name  localhost;

        # 位置块
        location / {
            root   /usr/share/nginx/html;
            index  index.html index.htm;
        }

        # 错误页
        error_page  404              /404.html;
        location = /404.html {
            root   /usr/share/nginx/html;
        }

        # 反向代理示例
        location /api/ {
            proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        }
    }
}

`proxy_set_header Host $host;`

proxy_set_header 指令用于设置转发请求时的 HTTP 头。
Host $host; 表示在转发请求时，将原始请求的 Host 头设置为 $host（即客户端请求的域名或 IP 地址）。这确保后端服务器能够正确处理请求，因为它知道请求原本是针对哪个域名的。

`proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;`

这行配置设置了 X-Real-IP 头，值为 $remote_addr，即客户端的真实 IP 地址。
由于 Nginx 作为代理服务器，后端服务器看到的请求来源是 Nginx 的 IP 地址（通常是 127.0.0.1）。通过设置 X-Real-IP，后端服务器可以知道实际发起请求的客户端 IP 地址。

用途	配置示例
静态文件服务	`location / { root /path/to/html; }`
反向代理	`proxy_pass http://backend;`
负载均衡	`upstream backend { server 127.0.0.1:8001; server 127.0.0.1:8002; }`
HTTPS 配置	使用 `listen 443 ssl;` 和 `ssl_certificate` 等参数

3.Nginx安装

1. 什么是 `--with-stream`？

这个参数是用来启用 Nginx 的 Stream 模块的。

默认情况下，Nginx 只支持 HTTP、HTTPS 等基于应用层的协议。
加上 --with-stream，你就可以让 Nginx 作为 TCP 或 UDP 的反向代理使用，比如：
- 代理 MySQL、Redis、FTP 等 TCP 服务
- 或者代理 DNS、QUIC 等 UDP 服务

2. 源码安装 Nginx 并启用 `--with-stream`

1 下载官方 Nginx 源码包：

wget http://nginx.org/download/nginx-1.24.0.tar.gz tar -zxvf nginx-1.24.0.tar.gz cd nginx-1.24.0

2. 配置编译选项（重点是加上 `--with-stream`）：

./configure --prefix=/usr/local/nginx \ --with-http_ssl_module \ --with-http_v2_module \ --with-stream \ --with-stream_ssl_module

3. 编译并安装：

make -j$(nproc) sudo make install

安装完成后，nginx 会被装在 /usr/local/nginx 下。

4.验证安装是否成功

/usr/local/nginx/sbin/nginx -V

#启动 nginx：

sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx

#然后查看是否启动成功：

ps aux | grep nginx

5.设置 nginx 命令软链接（可选）

sudo ln -s /usr/local/nginx/sbin/nginx /usr/bin/nginx

以后就可以直接用 nginx 命令了。

4.Nginx使用

1.准备多个后端服务

方法1：使用 `nc`（netcat）模拟 TCP 服务

使用 nc 模拟两个简单的 TCP 服务，分别在端口 5001 和 5002 上监听。

# 模拟两个 TCP 后端服务器（不同端口）
nc -lk 5001 <<< "hello from backend 1"
nc -lk 5002 <<< "hello from backend 2"

-l：监听模式。
-k：在连接关闭后继续监听。
<<<：将字符串作为输入传递给 nc。

这样，你就有两个简单的 TCP 服务，分别在 5001 和 5002 上监听。

2. 配置 Nginx 的 `stream` 负载均衡

编辑你的 Nginx 配置文件 /usr/local/nginx/conf/nginx.conf，添加如下内容（保留原来的 events {} 块）：

stream {
    upstream backend_group {
        least_conn;  # 负载均衡策略：最少连接，可改为 round-robin（默认）

        server 127.0.0.1:5001 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=20s;
        server 127.0.0.1:5002 weight=2 max_fails=4 fail_timeout=40s;
                     # fail_timeout 多长时间内允许服务器失败的次数达到 max_fails
    }

    server {
        listen 6000;
        proxy_pass backend_group;
        proxy_connect_timeout 3s;  # 设置 Nginx 与后端服务器建立连接的超时时间
        tcp_nodelay on;  # 禁用 Nagle 算法
    }    
}

nginx -t
sudo nginx -s reload

3.测试负载均衡是否生效

使用 telnet 或 netcat 连接 Nginx 暴露的端口：

nc 127.0.0.1 6000

多次连接，或者从多个终端连接，你应该会轮流连接到 5001 和 5002，分别输出不同的 "hello from backend"。

for i in {1..10}; do nc 127.0.0.1 6000; done

观察输出是否轮流从两个后端返回。

5.查看网络连接状态

sudo netstat -tanp

是一个常用的 Linux 命令，用于显示当前系统中所有网络连接的状态。这个命令可以帮助你查看哪些进程正在监听特定端口，以及当前的网络连接情况。

命令解释

netstat：显示网络连接、路由表、接口统计等网络相关信息。
-t：显示 TCP 连接。
-a：显示所有网络连接（包括监听和非监听状态）。
-n：显示数字形式的地址和端口，而不是解析为域名或服务名称。
-p：显示每个连接的进程 ID 和进程名称。