Nginx 反向代理流程，以及缓冲区详解

Nginx 反向代理流程

客户端请求：
- 客户端（如浏览器）发送 HTTP 请求到 Nginx 服务器。
Nginx 接收请求：
- Nginx 监听特定的端口（通常是 80 或 443），接收到客户端的请求。
匹配 server 块：
- Nginx 根据请求中的 Host 头信息或其他条件（如 IP 地址或端口号）匹配相应的 server 块。
匹配 location 块：
- 在匹配到的 server 块中，Nginx 根据请求的 URI 匹配相应的 location 块。
处理指令：
- 在 location 块中，Nginx 执行各种指令，如 proxy_pass 将请求转发到后端服务器。
与后端服务器通信：
- Nginx 将请求转发到指定的后端服务器。
- 后端服务器处理请求并返回响应。
响应客户端：
- Nginx 接收后端服务器的响应，并将其返回给客户端。

缓冲区的作用

减少 I/O 操作：通过在内存中缓存数据，减少对磁盘的读写操作，从而提高性能。
优化网络传输：通过一次性读取更多的数据，减少网络传输次数，提高效率。
处理大文件：对于大文件或大数据流，缓冲区可以帮助更高效地处理数据。

环境

两台后端应用服务器：backend1 和 backend2
使用 SSL/TLS 加密
使用 Nginx 作为反向代理和负载均衡器
使用 Nginx 缓存静态资源
使用合理的缓冲区配置优化性能

安装 Nginx

如果你还没有安装 Nginx，可以使用以下命令进行安装（以 Ubuntu 为例）：

sudo apt-get update
sudo apt-get install nginx

生成 SSL 证书

为了启用 HTTPS，你需要一个有效的 SSL 证书。你可以使用 Let's Encrypt 免费获取证书，或者从其他 CA 获取。

sudo apt-get install certbot python3-certbot-nginx
sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

Nginx 配置文件

编辑 Nginx 的配置文件，通常位于 /etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/conf.d/ 目录下的某个 .conf 文件。以下是一个完整的配置示例：

# 全局配置
user www-data;
worker_processes auto;
pid /run/nginx.pid;events {worker_connections 768;
}http {# 日志格式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;error_log /var/log/nginx/error.log;# 上游服务器组upstream backend {server backend1:8080;server backend2:8080;# 负载均衡算法：轮询（默认）# least_conn;  # 最少连接# ip_hash;    # IP 哈希}# 主服务器块 (HTTP)server {listen 80;server_name example.com www.example.com;# 将 HTTP 请求重定向到 HTTPSreturn 301 https://$host$request_uri;}# 主服务器块 (HTTPS)server {listen 443 ssl http2;server_name example.com www.example.com;# SSL 证书和私钥路径ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;ssl_trusted_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/chain.pem;  # 如果有 CA 捆绑包# 强制 HSTSadd_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains" always;# 安全头add_header X-Frame-Options DENY;add_header X-Content-Type-Options nosniff;add_header X-XSS-Protection "1; mode=block";add_header Referrer-Policy "no-referrer-when-downgrade";# 缓冲区设置proxy_buffers 8 16k;  # 设置代理缓冲区数量和每个缓冲区的大小proxy_buffer_size 32k;  # 单个缓冲区的大小proxy_busy_buffers_size 64k;  # 尝试释放的缓冲区最大总大小proxy_temp_file_write_size 64k;  # 写入临时文件的最小数据量client_body_buffer_size 128k;  # 客户端请求体缓冲区大小client_header_buffer_size 1k;  # 客户端请求头缓冲区大小large_client_header_buffers 4 8k;  # 大型客户端请求头缓冲区数量和大小# 默认 location 块location / {proxy_pass http://backend;proxy_set_header Host $host;proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;# 缓存配置proxy_cache my_cache;proxy_cache_valid 200 302 10m;proxy_cache_valid 404 1m;add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status;# 缓冲区相关指令proxy_buffers 8 16k;proxy_buffer_size 32k;proxy_busy_buffers_size 64k;proxy_temp_file_write_size 64k;}# 静态资源缓存location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {expires 30d;proxy_pass http://backend;proxy_cache my_cache;proxy_cache_valid 200 302 30d;proxy_cache_valid 404 1m;add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status;# 缓冲区相关指令proxy_buffers 8 16k;proxy_buffer_size 32k;proxy_busy_buffers_size 64k;proxy_temp_file_write_size 64k;}}# 缓存配置proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
}

详细解释

1. 全局配置

user www-data;：指定运行 Nginx 的用户。
worker_processes auto;：根据 CPU 核心数自动设置工作进程数。
events 块：设置每个工作进程的最大连接数。

2. 日志格式

log_format：定义日志格式。
access_log 和 error_log：指定访问日志和错误日志的位置。

3. 上游服务器组

upstream backend：定义后端服务器组，包含两台后端服务器 backend1 和 backend2。

4. 主服务器块 (HTTP)

listen 80;：监听 80 端口。
server_name example.com www.example.com;：匹配域名。
return 301 https://$host$request_uri;：将所有 HTTP 请求重定向到 HTTPS。

5. 主服务器块 (HTTPS)

listen 443 ssl http2;：监听 443 端口并启用 SSL 和 HTTP/2。
ssl_certificate 和 ssl_certificate_key：指定 SSL 证书和私钥的路径。
ssl_trusted_certificate：如果需要 CA 捆绑包，指定其路径。
add_header：添加安全相关的 HTTP 头，如 HSTS、X-Frame-Options 等。

6. 缓冲区设置

proxy_buffers 8 16k;：设置 8 个 16KB 的缓冲区，总共 128KB。
proxy_buffer_size 32k;：单个缓冲区的大小为 32KB。
proxy_busy_buffers_size 64k;：尝试释放的缓冲区最大总大小为 64KB。
proxy_temp_file_write_size 64k;：写入临时文件的最小数据量为 64KB。
client_body_buffer_size 128k;：客户端请求体的缓冲区大小为 128KB。
client_header_buffer_size 1k;：客户端请求头的缓冲区大小为 1KB。
large_client_header_buffers 4 8k;：大型客户端请求头的缓冲区数量和大小。

7. 默认 location 块

proxy_pass http://backend;：将请求转发到后端服务器组。
proxy_set_header：设置转发请求时的头部信息。
proxy_cache 和 proxy_cache_valid：配置缓存策略。

8. 静态资源缓存

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$：匹配静态资源。
expires 30d;：设置静态资源的过期时间为 30 天。
proxy_cache 和 proxy_cache_valid：配置缓存策略。

9. 缓存配置

proxy_cache_path：定义缓存存储路径、层级、键区域大小、最大缓存大小和不活跃时间。

测试和应用配置

测试配置：
```
sudo nginx -t
```

重新加载 Nginx：

sudo systemctl reload nginx

或者

sudo service nginx reload