1. 概述

大家都知道Nginx有很多功能模塊，比如反向代理、緩存等，這篇文章總結(jié)下我們這些年實際環(huán)境中那些有用的Nginx規(guī)則和模塊，大部分是用法的概括及介紹。

2. 內(nèi)置語法

先介紹Nginx默認已支持的內(nèi)置功能，靠這些基本就滿足大部分的web服務需求。

2.1 proxy代理
proxy常用于兩類應用場景，一類是中轉(zhuǎn)，如異地科學的上網(wǎng)方式，另外一類是到后端服務的負載均衡方案。
用反向代理時候，需要特別注意里面的域名默認是在nginx啟動時候就解析了，除非reload否則一直用的是當初解析的域名，也就是說不能動態(tài)解析。
但這個問題是可以通過別的模塊或者用內(nèi)置字典變量方式來解決。
resolver 114.114.114.114;
server {
    location / {
        set $servers github.com;
        proxy_pass http://$servers;
    }

}

2.1.1 中轉(zhuǎn)
針對某個域名進行中轉(zhuǎn)：
server {
listen 172.16.10.1:80;
    server_name pypi.python.org;
    location ~ /simple {
        proxy_set_header Host $http_host;
        proxy_redirect off;
        proxy_pass http://pypi.python.org;
    }
}
注意如果是前后端域名不一樣的話需要處理proxy_redirect的301跳轉(zhuǎn)之類的顯示，否則在跳轉(zhuǎn)時候會跳轉(zhuǎn)到proxy_pass的域名。
另外可以直接代理所有80端口的http流量：
server {
    listen 80;
    server_name _;
    resolver 114.114.114.114;
    set $URL $host;
    location / {
        proxy_pass http://$URL;
    }
}

如果是想代理https的站點也不是不可能，只是需要自行處理CA證書導入即可，而且經(jīng)過https中轉(zhuǎn)的流量對nginx是透明的，也就是有證書的時候做竊聽和劫持的情況。

2.1.2 負載均衡
這是代理的另外一個常見用法，通過upstream到多個后端，可以通過weight來調(diào)節(jié)權(quán)重或者backup關(guān)鍵詞來指定備份用的后端，通常默認就可以 了，或者可以指定類似ip_hash這樣的方式來均衡，配置很簡單，先在http區(qū)域添加upstream定義：
upstream backend {
    ip_hash;
    server backend1.example.com weight=5;
    server backend2.example.com weight=5;;
}
然后在server里面添加proxy_pass：
location / {
    proxy_pass http://backend;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Connection "";
}
做負載均衡的時候可以智能識別后端服務器狀態(tài)，雖然可以智能地proxy_next_upstream到另外的后端，但還是會定期損失一些正常的“嘗試性”的連接，比如過了max_fails 次嘗試之后，休息fail_timeout時間，過了這個時間之后又會去嘗試，這個時候可以使用第三方的upstream_check模塊來在后臺定期地自動探索，類似這樣：
check interval=3000 rise=2 fall=5 timeout=2000 type=http;
這樣替代用戶正常的連接來進行嘗試的方式進一步保障了高可用的特性。

還有就是在做前端代理的時候也是這樣的方式，直接proxy_pass到后端即可，比如CDN的場景。

2.2 防盜鏈
普通的防盜鏈是通過referer來做，比如：
location ~* \.(gif|jpg|png|bmp)$ {
    valid_referers none blocked *.example.com server_names ~.google. ~.baidu.;
    if ($invalid_referer) {
        return 403;
    }
}

再精細一點的就是URL加密，針對一些用戶IP之類的變量生成一個加密URL通常是針對文件下載時候用到，可以通過openresty來寫lua腳本或者是accesskey之類的模塊來實現(xiàn)。

2.3 變量
nginx里面支持正則匹配和變量配置，默認的變量比如remote_addr、request_filename、query_string、server_name之類的，這些組合在一起可以做很多規(guī)則，或者還有日志里面status、http_cookie等。
還有在進行多域名配置時候可以用通配符，比如：
server_name ~^(www\.)?(.+)$;
root /data/web/$2;
這樣就實現(xiàn)了自動進行域名的目錄指派。
變量方面，比如配置變量a=1：
set $a 1;

下面這個案例配合if判斷來做有更大的用處。

2.4 if判斷
nginx里面支持一些簡單的if判斷，但是沒有多重邏輯的語法，多個判斷條件用起來需要結(jié)合變量的方式來實現(xiàn)，比如允許ip地址為10.10.61段和和192.168.100段的用戶訪問，其余的拒絕，返回405狀態(tài)碼：
set $err 0;
    if ( $remote_addr ~ 10.10.61.){
        set $err 0;
    }
    if ( $remote_addr ~ 192.168.100.){
        set $err 0;
    }
    if ( $err = 1){
        return 405;
    }

這樣通過一個err變量比較巧妙實現(xiàn)了需求。

2.5 error_page
有用到后端proxy的地方需要加上這句話才可以傳到狀態(tài)碼到nginx：
fastcgi_intercept_errors on;
具體配置一般是配置到具體的錯誤URL頁面，比如：
#返回具體狀態(tài)碼
error_page 404 403 /4xx.html
#返回200狀態(tài)碼
error_page 404 403 =200  /error.html
或者采用callback的方式統(tǒng)一做處理：
error_page 404 403 = @fallback; 
location @fallback {
    proxy_pass http://backend;
    access_log /data/logs/404_error.log access;
}

這樣在重定向時不會改變URL，然后把404頁面直接返回。

2.6 rewrite
rewrite做一些301、302之類的跳轉(zhuǎn)，同時也可以在CDN前端做“去問號”緩存的效果。
location /db.txt {
    rewrite (.*) $1? break;
    include proxy.conf;
}
另外最常見的跳轉(zhuǎn)寫法：
rewrite ^/game/(.*) /$1;
把/game/test跳轉(zhuǎn)為/test的效果，注意這樣是沒有狀態(tài)碼的，如果訪問正常就直接返回200狀態(tài)碼。
可以在后面加個permanent參數(shù)，就變?yōu)榱?01 Moved Permanently，或者添加redirect改為302跳轉(zhuǎn)。
同理，還可以進行多個正則匹配進行URL重組，比如：

rewrite ^/download/(.*)/lastest/(.*)$ /file/$1?ver=$2 break;

2.7 日志字段
想針對每個連接進行日志留檔，可以在nginx日志那里配置好字段，比如記錄cookie之類的數(shù)據(jù)。
在log_format字段里面加入$http_cookie變量即可。
另外post的數(shù)據(jù)可以永久保留在文件里面，比如用來做http的日志備份，包括get和post的原始數(shù)據(jù)，把這個值開啟即可：
client_body_in_file_only  on;

然后post的數(shù)據(jù)就會保存在nginx/client_body_temp文件夾里面。

2.8 internal關(guān)鍵詞
這個關(guān)鍵詞很少見，但有時候是很有用的，比如在有很多規(guī)則時候，突然需要針對某個目錄轉(zhuǎn)為nginx內(nèi)部處理。
location ^~ /upload/down/ {
alias /data/web/dts/dtsfile/down/;
internal;

}

2.9 try_files
字面意思是嘗試，后面可以接多個目錄或者文件，比如kohana框架：
try_files $uri /index.php?$query_string;
先看是否有URL這個文件，沒有的話再調(diào)用index.php來處理，或者支持狀態(tài)碼處理：
try_files /foo /bar/ =404;

沒有這兩個文件的話返回404狀態(tài)。

2.10 auth認證
可以做簡單的用戶登錄認證方式，其中的passwd_file得通過apache的htpasswd命令來生成。
auth_basic "Restricted";
auth_basic_user_file passwd_file;

認證通過之后每次訪問會在頭部添加Authorization字段包含用戶名密碼的base64加密密文給服務端。

2.11 gzip
普通的線上web站點gzip壓縮是必須要開的，壓縮一些文本類型的文件再返回給用戶。
注意必須手動指定全需要壓縮的類型，比如css、js之類的，線上配置如下：
gzip on;
gzip_min_length  2048;
gzip_buffers     4 16k;
gzip_vary   on;
gzip_http_version 1.1;

gzip_types  text/plain  text/css text/xml application/xml application/javascript application/x-javascript ;

2.12 mime配置
很久以前基本是忽略這個配置，但手游流行之后就發(fā)現(xiàn)異常了，需要讓手機瀏覽器知道返回的apk后綴是什么類型，否則類似IE瀏覽器會以zip后綴返回，需要加上：
application/vnd.android.package-archive apk;

application/iphone pxl ipa;

2.13 限速
限速包括限制請求的并發(fā)數(shù)和請求的下載速度。
簡單的限制某個線程的下載速度就直接加上一句話就可以了：
limit_rate 1024k;
要限制某個IP的并發(fā)數(shù)之類的就需要用ngx_http_limit_req_module和ngx_http_limit_conn_module模塊了，不過是默認就編譯好的。
比如使用一個 10M 大小的狀態(tài)緩存區(qū)，針對每個IP每秒只接受20次的請求：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=NAME:10m rate=20r/s;

2.14 location匹配
location匹配有多種方式，常見的比如
location  = / 
location  / 
location ^~ /test{
是有優(yōu)先級的，直接 ”=” 的優(yōu)先級是最高的，一般就用”~”這個符號來匹配php就好了，不過是區(qū)分了大小寫的：

location ~ .*.php$

2.15 文件緩存
返回給用戶的文件一般都配置了過期時間，讓瀏覽器緩存起來。
比如緩存14天：
expires 14d;
針對某些特殊的文件就需要location匹配之后進行禁止緩存配置：
add_header Cache-Control no-cache;
add_header Cache-Control no-store;

expires off;

2.16 緩存文件
nginx可以作為ATS這樣的緩存服務器來緩存文件，配置也比較簡單，不過我們很少用，除非一些特殊的場合，參考配置：
#先在全局下面定義好緩存存放的目錄
proxy_cache_path  /data/cache/ levels=1:2 keys_zone=cache_one:10m inactive=7d max_size=10g;
proxy_temp_path   /data/cache/proxy_temp_path;
proxy_cache_key   $host$uri$is_args$args;
#然后在server里面的location匹配好目的文件，加入下一段即可
proxy_cache cache_one;
proxy_cache_valid 200 304 24h;
proxy_cache_valid any 10m;
proxy_pass https://$host;
proxy_cache_key $host$uri$is_args$args;

add_header  Nginx-Cache "$upstream_cache_status"; 3. 內(nèi)置模塊

3. 內(nèi)置模塊
nginx含有大量的模塊可以支持多種復雜的需求，比如源碼目錄src/http/modules里面就有很多c模塊的代碼，或者直接通過./configure –help|grep module來查看有哪些內(nèi)置模塊，編譯時候直接加上就可以了。
除了nginx內(nèi)置的模塊，網(wǎng)絡上還有很多第三方的模塊，可以通過編譯時候加參數(shù)–add-module=PATH指定模塊源碼來編譯。

下面介紹一些我們線上用過而且比較贊的內(nèi)置模塊。

3.1 stream
端口轉(zhuǎn)發(fā)的模塊，從nginx1.9版本才開始支持，包含tcp和udp的支持，和IPTABLES相比這個雖然是應用層，會監(jiān)聽端口，但是配置起來很方便，比IPTABLES靈活，在tcp模塊下面添加類似vhost的server就可以了，方便自動化管理，參考配置：
server {
    listen PORT;
    proxy_pass IP:PORT;
    access_log /data/logs/tcp/PORT.log;

}

3.2 http_realip_module

nginx反向代理之后，如何讓后端web直接獲取到的IP不是反向代理的iP，而是直接獲取到用戶的真實IP呢，就需要這個模塊了，不需要代碼那里再做類似X-Real-IP的變量特殊判斷。

3.3 http_slice_module

在做CDN時候可以用到，讓一個大文件分片，分成多個小文件通過206斷點續(xù)傳到后端，然后再組合起來，避免大文件直接回源導致多副本和多次回源的問題。

3.4 http_secure_link_module

前面說到的防盜鏈可以用這個來做，但是這個一般是針對那種文件下載時候用到的，比如從網(wǎng)頁下載時候，服務端生成一個加密URL給用戶，然后這個URL有過期時間之類的，避免此URL被多次分享出去，不過普通的素材加載還是用普通的防盜鏈即可。

3.5 http_sub_module

替換響應給用戶的內(nèi)容，相對于sed之后再返回，比如可以在需要臨時全局修改網(wǎng)站背景或者title時候可以一次性處理好。

4. 擴展項目

簡單介紹下大名鼎鼎的兩個基于nginx的擴展項目，也是我們線上有很多地方用到的。

4.1 openresty
集成lua腳本，幾乎可以完成任何普通web相關(guān)的需求。

比如URL加密進行防劫持和防盜鏈，服務端動態(tài)生成一串a(chǎn)es加密的URL給CDN，CDN的openresty解密之后用普通的URL轉(zhuǎn)發(fā)到后端，然后再返回給用戶正確的內(nèi)容。

4.2 tengine
淘寶的nginx修改版，實現(xiàn)了很多nginx的收費功能或者是特殊功能，比如動態(tài)加載、concat合并請求，動態(tài)解析等。

我們python開發(fā)的后臺基本都是用的這個版本，主要是利用了concat的合并素材的功能。

5. 結(jié)語
Nginx是個非常實用軟件，部分功能已經(jīng)超越了普通的web服務定位，同時它具備開源、輕量、自動化等特性，能有效解決實際工作中很多特殊場景的需求。

（原文來自微信公眾號：運維軍團）