史上最全的技术实践之nginx，反向代理、防盗链、高速缓存

今天说说nginx， 其实有老铁比较奇怪，nginx不是运维来搞的吗？确实是的，大部分情况下，公司比较大的话，存在运维的话，这个锅肯定是运维来做的。但是现在有个趋势叫devops之前我也说过，开发运维一体化，开发也要懂一定的运维知识。在一些互联网的创业公司刚开始技术的工种，并不是分的那么清楚，可能都要会的。环境的搭建，运维，框架搭建，开发都必须拿得下来。

源码：https://github.com/limingios/netFuture/tree/master/nginx

Nginx服务搭建与基础演示（一）

Nginx

• 官网

http://nginx.org/

• 介绍

Nginx是一个轻量级、高性能、稳定性高、并发性好的HTTP和反向代理服务器。也是由于其的特性，其应用非常广。

• 历史

由俄罗斯的程序设计师Igor Sysoev所开发，最初供俄国大型的入口网站及搜寻引擎Rambler（俄文：Рамблер）使用。 其特点是占有内存少，并发能力强，事实上nginx的并发能力确实在同类型的网页伺服器中表现较好.目前中国大陆使用nginx网站用户有：新浪、网易、 腾讯,另外知名的微网志Plurk也使用nginx。

• 理解代理的概念

1.正向代理：某些情况下，代理我们用户去访问服务器，需要用户手动的设置代理服务器的ip和端口号。

2.反向代理：是用来代理服务器的，代理我们要访问的目标服务器。代理服务器接受请求，然后将请求转发给内部网络的服务器(集群化)，并将从服务器上得到的结果返回给客户端，此时代理服务器对外就表现为一个服务器。

• 根据源码配置的机器

系统类型IP地址节点角色CPUMemoryHostnameCentos7192.168.66.110nginx12GnginxCentos7192.168.66.111tomcat12Gtomcat1Centos7192.168.66.112tomcat12Gtomcat2

• 三台机器

准备工作

yum -y install make zlib zlib-devel gcc-c++ libtool openssl openssl-devel

• nginx主机安装pcre的安装包（192.168.66.110）

https://sourceforge.net/projects/pcre/files/pcre/

nginx rewrite依赖于PCRE库，所以需要在linux系统中编译安装PCRE库

wget https://nchc.dl.sourceforge.net/project/pcre/pcre/8.41/pcre-8.41.tar.gz
tar zxvf pcre-8.41.tar.gz
cd image.png
./configure
make && make install
pcre-config --prefix

• 安装nginx

cd ..
wget http://nginx.org/download/nginx-1.13.10.tar.gz
tar zxvf nginx-1.13.10.tar.gz
mkdir nginx
cd nginx-1.13.10
./configure --prefix=/root/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --with-pcre=/root/pcre-8.41
make && make install  

cd ~
cd nginx/sbin/
./nginx -v
./nginx -t

• 启动nginx

cd ~/nginx/sbin/
./nginx

其实没有权限

修改配置文件

vi ~/nginx/conf/nginx.conf
#修改成user root
#wq保存
#重新加载nginx新的配置
./sbin/nginx -s reload

• 111 和112 两个机器安装tomcat

java -version
wget http://mirrors.hust.edu.cn/apache/tomcat/tomcat-8/v8.5.37/bin/apache-tomcat-8.5.37.tar.gz

tar zxvf apache-tomcat-8.5.37.tar.gz 
cd apache-tomcat-8.5.37
cd bin
./startup.sh
curl 127.0.0.1:8080

• 111 和112 添加一个index.jsp文件方法查看

cd /root/apache-tomcat-8.5.37/webapps/ROOT
>index.jsp
vi index.jsp
cat index.jsp

upstream 与location 模块参数与案例讲解（二）

未来软件其实都是趋于模块化的。拼装完成。

upstream

• 官网的介绍

http://nginx.org/en/docs/

• upstream实例

http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_upstream_module.html

• upstream 参数

参数名称描述service反向服务地址 加端口weight权重max_fails失败多少次 认为主机已挂掉则，踢出，默认是1次，企业一般配置2到3次，但是电商更加重视用户体验所以就是1次。前提这个机器供给比较多。fail_timeout踢出后重新探测时间backup备用服务max_conns允许最大连接数slow_start当节点恢复，不立即加入

修改66.110 那个nginx配置文件

vi /root/nginx/conf/nginx.conf
cat /root/nginx/conf/nginx.conf

因为权重相同，所以轮播111 和 112 2个tomcat

yu

*负载均衡算法

1.ll+weight

默认的负载算法，其实就是根据权重才分配服务请求。

2.ip_hash

基于Hash 计算 应用场景：保持session 一至性，第一次访问那台，一直是同一台。hash(ip)%3 =index。弊端小区或者学校集中化的地方，他们出去的ip都是一致的，某个节点负载会非常非常的大。成为热点，有了ip_hash导致weight权重就失效了。

3.url_hash

(第三方)应用场景：静态资源缓存,节约存储，加快速度

4.least_conn

最少链接

5.least_time

最小的响应时间,计算节点平均响应时间，然后取响应最快的那个，分配更高权重。

6.keeplive

占用连接数。内存消耗比较大，但是响应速度很快，应该保持这socket连接。

• location
• 1.root

后面的配置相当于把浏览器中的输入路径进行了重指

2.index

在前后端分离的基础上，指定网站初始页

3.proxy_set_header

用来重定义发往后端服务器的请求头

4.proxy_pass

如果在proxy_pass后面的url加/，表示绝对根路径；如果没有/，表示相对路径，把匹配的路径部分也给代理走

动静分离方案

一般动静分离两种方式

1. 静态文件放入nginx
2. 静态文件放入指定的服务器，通过请求地址来区别跳转到那个服务器。

• 静态文件放入nginx

#思路：动、静态的文件，请求时匹配不同的目录当访问gif,jpeg时 直接访问e:wwwroot;
server { 
 listen 80; 
 server_name localhost; 
 location / { 
 root e:wwwroot; 
 index index.html; 
 } 
 # 所有静态请求都由nginx处理，存放目录为html 
 location ~ .(gif|jpg|jpeg|png|bmp|swf|css|js)$ { 
 root e:wwwroot; 
 } 
 # 所有动态请求都转发给tomcat处理 
 location ~ .(jsp|do)$ { 
 proxy_pass http://test; 
 } 
 error_page 500 502 503 504 /50x.html; 
 location = /50x.html {  

 root e:wwwroot; 
 } 
} 

• 静态服务器的方式

多个upstream，多个location， location的名称不一样。

Nginx如何实现高速缓存（三）

场景介绍

假设在做一个大型项目，面向全国的，公司对架构师的要求是做到700+的QPS，如何去处理。

• 介绍几个开发网站需要了解的关键字

1. 响应时间(RT)

响应时间是指系统对请求作出响应的时间。

1. 吞吐量(TPS)

系统在单位时间内处理请求的数量

1. 并发用户数

系统可以同时承载的正常使用系统功能的用户的数量

1. QPS每秒查询率

对一个特定的查询服务器在规定时间内所处理流量多少的衡量标准

• 了解下一个网站一般的实际html大小

打开一个技术博客：idig8.com

查看源代码

保存在文件大小：45kb，700QPS/s = 700*45/1024 = 30MB，单个页面如果700QPS的话需要吐出来30MB/s的量，毕竟是个人博客肯定承受不了。

image.png

咱们在拿某东为例，保存在文件大小：186kb，700QPS/s = 700*186/1024 = 100MB+，单个页面如果700QPS的话需要吐出来100MB/s的量，某东好牛逼。

如果让咱们来设计京东这么大的体谅如何设计。

• 对于商品详情 页涉及了如下主要服务:

1. 商品详情页HTML页面渲染
2. 价格服务
3. 促销服务 库存状态/配送至服务 广告词服务
4. 预售/秒杀服务
5. 评价服务
6. 试用服务
7. 推荐服务
8. 商品介绍服务 各品类相关的一些特殊服务

上边的全部搞成微服务。

1. 采用Ajax 动态加载 价格、广告、库存等服务
2. 采用key value 缓存详情页主体html。

很多比较大型的内部系统都是这样来设计的。

微服务和微服务之前都是内网都是千兆带宽，第一次从微服务中取。之后都是通过redis直接过去。特殊的数据通过ajax的方式。从redis来获取肯定会有大大的提升。如果用这种情况500qps还是可以的，如果想往上走，基本很难得。但是我们的要求走到700qps。

当达到500QPS 的时候很难继续压测上去。

分析原因:一个详情页html 主体达平均150 kb 那么在500QPS 已接近局域网宽带极限。75MB+，内网一般都是千兆带宽，千年带宽128MB/s，其实这个也是在往内网IO的一个瓶颈上边走。在上边图的架构，其实内网走了2次，一个是通过nginx访问商品的详情服务，一个是详情服务访问redis。

• 如果想解决上边的2次内网的通信最理想的方式，上图中的2个节点都不要就可以了。

不走redis缓存，也不通过nginx来请求商品详情页服务，直接从nginx本地的硬盘缓存来走。内网通信的瓶颈是不是就解决了。

• 解决方式

减少内网的通信，nginx本身也可以通过配置将数据缓存到本地硬盘上，下次请求直接请求nginx内部的硬盘缓存数据，这样也减少了内网的通信。

正常情况下是这样的流程，有缓存的情况。

正常情况下没有缓存的情况，nginx自动添加缓存

商品变更怎么办，思路是通过MQ消息服务，通过详情页服务，由详情页服务统一的来请求直接的地址的，来清空nginx下的缓存。

nginx的缓存配置

• nginx如何配置缓存

proxy_cache 是用于 proxy 模式（一般也可称为反代）的缓存功能

events {
 worker_connections 1024;
}
http {
 include mime.types;
 default_type application/octet-stream;
 sendfile on;
 keepalive_timeout 65;
#配置缓存
 proxy_cache_path /data/nginx/cache_item levels=1:2 keys_zone=cache_item:200m inactive=30d max_size=10g;
 
 upstream idig8 {
 server 192.168.66.111:8080 weight=5;
 server 192.168.66.112:8080 weight=5;
 }
 server {
 listen 80;
 server_name localhost;
 location / {
 root html;
 index index.html index.htm;
 }
 error_page 500 502 503 504 /50x.html;
 location = /50x.html {
 root html;
 }
 
 #配置缓存
 location ~*\\.(html|htm)$ {
 proxy_set_header Host $host;
 proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
 proxy_pass http://idig8; 

 proxy_cache cache_item;
 proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;
 proxy_cache_valid 200 304 12h;
 expires 7d;
 }
 }
}

image.png

• 在tomcat目录下新建立一个index.html

tomcat1

idig8.com
192.168.66.111

tomcat2

idig8.com
192.168.66.112
 

• 重启nginx

./sbin/nginx -s stop
mkdir -p /data/nginx/cache_item
./sbin/nginx

• 查看缓存路径

pwd
cd /data/nginx/cache_item/3/cf
ls

• 清空缓存

看看效果

修改了index.html

请求还是缓存里面的数据

回顾如何配置，该方案Nginx 配置实现

1、在http元素下添加缓存区声明。
proxy_cache_path /data/nginx/cache_item levels=1:1:2 keys_zone=cache_item:500m
inactive=30d max_size=10g;
2、为指定location 设定缓存策略。
proxy_cache cache_item;
proxy_cache_key $host $uri$is_args$args;#以全路径md5值做做为Key
proxy_cache_valid 200 304 12h; #对不同的HTTP状态码设置不同的缓存时间
expires 7d; #总体缓存时间 

演示缓存生效过程

1. 配置声明缓存路径
2. 为location 配置缓存策略
3. 重启nginx（修改了）
4. 查看缓存目录生成

父元素名称描述httpproxy_cache_path指定缓存区的根路径levels缓存目录层级最高三层，每层1~2个字符表示。如1:1:2 表示三层。keys_zone缓存块名称 及内存块大小。如cache_item:500m 。表示声明一个名为cache_item 大小为500m。超出大小后最早的数据将会被清除。inactive最长闲置时间 如:10d 如果一个数据被闲置10天将会被清除max_size缓存区硬盘最大值。超出闲置数据将会被清除locationproxy_cache指定缓存区，对应keys_zone 中设置的值proxy_cache_key通过参数拼装缓存key 如：host uri is_args args 则会以全路径md5值做做为Keyproxy_cache_valid为不同的状态码设置缓存有效期

• 缓存的清除：

该功能可以采用第三方模块 ngx_cache_purge 实现。将ngx_cache_purge编译到到Nginx中,用来清除指定URL的缓存。

• 为nginx 添加 ngx_cache_purge 模块

cd ~
wget http://labs.frickle.com/files/ngx_cache_purge-2.3.tar.gz
#查看已安装模块
~/nginx/sbin/nginx -V
#进⼊nginx安装包⽬录 重新安装 --add-module为模块解压的全路径
cd ~/nginx-1.13.10
./configure --prefix=/root/nginx --with-http_stub_status_module --with-http_ssl_module --add-module=/root/ngx_cache_purge-2.3
#重新编译
make
cp /root/nginx-1.13.10/sbin/nginx ~/nginx/sbin/nginx 
#查看是否安装成功
./nginx/sbin/nginx -t

清除配置

location ~ /purge(/.*) {
#允许访问的IP
allow 127.0.0.1;
allow 192.168.0.193;
#禁⽌访问的IP
deny all;
#配置清除指定缓存区和路径(与proxy_cache_key⼀⾄)
proxy_cache_purge cache_item $host$1$is_args$args;
}

Nginx如何防盗链（四）

提问：

什么是图片防盗链？意思是指本站内图片、CSS等资源只有本站点可以访问，不允许其它站点打开!

该功能如果用JAVA如何实现？很单简单，只要判断一下 请求头当中的referer 属性是否为 指定域名即可。

Nginx原理类似。

location ~* \\.(gif|png|jpg|swf|flv)$ {
root html;
valid_referers none *.tl.com;
if ($invalid_referer) {
rewrite ^/ http://www.tl.com/image/403.png;
#return 404;
}
} 

说明：如果 valid_referers 条件判断未通过，nginx 则会赋值 invalid_referer 为true

语法: valid_referers none | blocked | server_names | string ...;

参数说明:

none

不允许 “Referer” 来源头部为空的情况

blocked

不允许“Referer”值为空情况，有可能Referer被的值被代理或者防火墙删除

server_names

“Referer”来源头部包必须含当前的server_names （当前域名）可以多个

Nginx如何实现子域名站点配置，类似赶紧网城市站点的配置（三）

有时会有这样的需求，每个子域名对应一个静态站点（类似58到家、有赞商城等）。如果每天增加一个域名

的会相当麻烦。在nginx 当中可直接基于$host 连接到对应目录。具体配置实现如下：

server {
listen 80;
server_name *.tl.com; 

root /data/www/$host;
access_log logs/$host.access.log;
location / {
index index.html;
}
}

一定要修改下，主机的host文件，它依靠host文件的。

PS：一般用nginx比较多就是反向代理，其实很多特殊的配置也是在大型互联网电商经常使用的。所以这个高速缓存和防盗链也是一个不错的功能。