Nginx学习总结：proxy与rewrite模块（三）

斜体下划线，表示建议采用默认配置，无需显式的配置

一、ngx_http_upstream_module

     此模块中可配置的指令并不是很多。nginx的负载均衡算法包括：

    1）round-robin：轮询，request将会依次有序的分发给web server。one by one！默认使用此算法。

    2）least-connected：最小连接数，请求将会被分发给当前链接数最小的server。配置名“least_conn”。

    3）ip-hash：根据请求的客户端IP作为hashing key，来判定选择哪个server。配置名“ip_hash”。

    请求只会在“有效”的server间转发。

upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.110:8080 weight=5;
    server 192.168.1.120:8080 max_fails=3 fail_timeout=12s;
    server 192.168.1.130 backup;
}

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        health_check;
    }
}

    1、upstream 【name】 {...}

        上下文：http

    默认情况下，nginx使用“round-robin”算法来选取为请求服务的web server，我们可选的算法有“ip_hash”、“least_conn”。如果web server失效，请求将会被分发给其他server。

    2、server 【address】 【参数列表】

        上下文：upstream

    配置upstream中web server列表，可以使用“域名”，也可以使用“ip:port”方式，如果port没有指定，则默认位“80”；可选参数列表：

    1）weight=【number】：设置server的权重，权重越高，其获取request量越大，默认为1。

    2）max_fails=【number】：当server访问出错时，nginx重试的最大的失败次数，默认为1。如果仍然没有访问成功，则将此server标记为“failed”，此后的请求将不会在分发给它，直到nginx通过“heath_check”检测到它再次有效为止。

    3）fail_timeout=【time】：重试的最长时间，默认位10s；nginx重试时，如果在“fail_timeout”时间内server仍没有链接成功，或者max_fails次数达到上限，那么此server将会标记为“failed”。

    4）backup：将server标记为“backup”，即备份。当upstream中所有的主servers都失效时，“backup”才会接收请求。

    5）down：将此server永久性的标记为“下线”，通常在运维时操作。如果希望某个机器下线（比如机器确实物理失效，或者在平滑上线过程中，需要将upstream server不再提供服务），我们需要将这些机器标注为“down”，此时那些server上正在执行的请求将会转发给其他server，请求不会中断。有时候，很多人将upstream中的server使用“#”注释，也能起到“server下线”的能力，但是这种方式往往会有一些隐患，比如那些正在执行的请求，将不会中断，而是继续执行，如果此时upstream server重启（上线时）可能会导致这些请求被挂起，简而言之，就是用户感觉访问“变慢了”。

    3、health_check 【parameters】

        上下文：location

    这是一个很重要的选项，nginx周期性检测upstream中server列表的健康状况。

    1）interval=【time】：默认值为5s，检测周期。

    2）fails=【number】：连续失败多少次以后，此server被标记为“不可用”，默认为1。

    3）passes=【number】：如果一个server被认为是“健康”之后，需要检测和确认的次数，默认为1。

    4）uri=【uri】：检测server健康时所请求的URL，默认为“/”，通常我们会在web应用中单独做一个空页面或者说是健康探测页面。

    5）match=【name】：需要声明一个match区块，根据match区块中的配置匹配“uri”响应的结果，匹配时认为server正常。默认响应的status为“2xx”、“3xx”。

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        health_check match=welcome;
    }
}
match welcome {
    status 200;
    header Content-Type = text/html;
    body ~ "Welcome to nginx!";
}

    4、match 【name】 {...}

        上下文：http

    用于校验health_check请求的响应结果是否符合。match的规则比较简单，如下是允许的匹配方式：

    1）status 200：响应代码为200。

    2）status ! 500：响应代码不为500。

    3）status 200 204：响应代码为“200”或者“204”。

    4）status ! 301 302：响应代码不是301或者“302”。

    5）status 200-399：响应代码为200~399区间。

    以及上述各种表达的组合，比如“status ! 400-599”、“status 301-303 307”。

    6）header Content-Type = text/html;：检测响应header。

    7）header Content-Type != text/html;

    8）header Connection ~ close：响应header中“Connection”字符正则匹配“close”。

    9）header Connection !~ close：

    10）header Host;：header中包含Host。

    11）body ~ "welcome to nginx"：body中的字符串正则匹配。

    5、keepalive 【connections】

    对当前upstream保持长连接的链接数，每个worker进程对当前upstream下所有的servers保持的长连接总数，注意此参数并不是用来设定http协议中的keep-alive选项的；如果超过此值，那么将根据LRU算法关闭其他多余的链接。此值并不会限制nginx与upstream之间链接的总数，通常情况下nginx与upstream之间总是创建新的短连接，即每次请求总是创建新的链接，请求结束后链接关闭（保留keepliave个链接）。此值应该相对较小，以便upstream server能够接受新的请求链接。简而言之，相对于upstream server，nginx就是http客户端，我们不应该保持大量链接。对于http 1.1而言，如果希望在连接上重置keep-alive选项，我们还需要清除Connection header部分：

upstream backend {
    server 127.0.0.1:8080;
    keepalive 16;
}
server {
    ....
    location /http/ {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Connection "";
    }
}

    通常情况下，我们应该开启keepalive来提升nginx与tomcat之间的通信效率，毕竟短连接总会导致大量的创建和销毁（nginx端或者upstream后端出现大量的链接TIME_WAIT），当然后端的server（比如tomcat）也会干扰keepalive链接的数量，比如tomcat配置中最多保持150个长链接，那么即使nginx中设定此值为200也不会达到此值，因为tomcat已经将多余的链接关闭了。

    6、queue 【number】【timeout=${time}】

    如果一个upstream server在处理请求时不能立即被选中，这个请求将会被加入queue中，通过此指令，可以限制queue中最大的request个数，当queue满时、或者请求在queue中等待的时间超过timeout，则会向client返回502错误（Bad Gateway）。

二、ngx_http_proxy_module

    用于将客户端请求转发给后端的server，通常与upstream模块一起使用。

    1、proxy_buffers 【number】 【size】

        上下文：http，server，location

    “number”默认为8；“size”在32为平台下位4K，在64位平台为8K，即和一个内存页大小相等；此参数用来设定从后端server读取响应时使用的buffer空间，注意buffer的设定全部是针对一个链接而言（或者说是请求）。

    2、proxy_buffer_size 【size】

        上下文：http，server，location

    默认值与“proxy_buffers”中“size”参数一致；设定用于保存后端server响应的第一部分内容的buffer大小，这部分包含一个小的响应的header。通常此值可以设置的更小。

    3、proxy_buffering 【on | off】

        上下文：http，server，location

    默认值为“on”；设定是否buffer来自后端server的响应。

    当“buffering”开启时，nginx将会缓存从后端server收到的响应，保存在“proxy_buffer_size”和“proxy_buffers”设定的buffer中；如果整个响应无法全部保存在buffer内存中，则剩余部分将会写入临时文件，临时文件由“proxy_max_temp_file_size”、“proxy_temp_file_write_size”设定。

    当“buffering”关闭时，nginx收到响应后立即将会以同步的方式发送给客户端，nginx不会尝试读取整个响应（读取整个响应后才发送给客户端），nginx能够读取（等待客户端读取）的最大数据量为“proxy_buffer_size”。

    buffering可以通过响应的header中“X-Accel-Buffering”来指定，可选值为“yes”或者“no”；当然nginx也可以通过“proxy_ignore_headers”来忽略这个header。

    4、proxy_busy_buffers_size 【size】

        上下文：http，server，location

    默认值为“proxy_buffer_size”或者“proxy_buffers”的2倍。如果nginx边读取响应，同时还将buffer中的数据发送给客户端，那么这个buffer即为“busy”；当“buffering”开启时，此指令用于设定当响应尚未完全读取之前，nginx能够发送给客户端的最大buffer数据量；剩余的buffer，将会用于读取响应，如果buffer不足，将写入临时文件。处于“busy”状态的buffer，尽管已经发送，当仍然不能被当前请求回收重用。

    5、proxy_max_temp_file_size 【size】

        上下文：http，server，location

    默认值为“1024m”；当“buffering”开启时，如果“proxy_buffer_size”无法全部保存响应内容，那么剩余的将会被写入临时文件，这个指令就是控制临时文件的最大尺寸。

    “proxy_temp_file_write_size”指定每次写入临时文件的数据大小，默认值为“proxy_buffer_size”或者“proxy_buffers”的2倍。

    6、proxy_temp_path 【path】【level】

        上下文：http，server，location

    设定一个Path用来保存临时文件，“path”用来设定临时文件的路径，其中level表示目录的层级，最大为3级，1级的目录名有一个字符表示，2级为2个，三级为三个（？），例如：

proxy_temp_path /home/data/nginx/tmp 1 2;

    表示path下开启“1级”、“2级”目录。最终临时文件的路径看起来类似于：

/home/data/nginx/tmp/7/45/00000123457

    7、proxy_cache 【zone | off】

        上下文：http，server，location

    默认值为“off”；声明当前location使用的cache名称，与其配合指令有“proxy_cache_key”、“proxy_cache_path”。zone名称由“proxy_cache_path”指令定义。

    8、proxy_cache_path

        上下文：http

    这个指令很重要，用来指定proxy_cache有关的参数，是实现nginx静态资源缓存的重要配置之一。此指令指定cache在内存的占用空间、本地磁盘存储等等，本地文件名默认为“proxy_cache_key”的MD5值。指令格式：

proxy_cache_path path [levels=levels] [use_temp_path=on|off] keys_zone=name:size [inactive=time] [max_size=size] [loader_files=number] [loader_sleep=time] [loader_threshold=time];

    1）levels：指定本地文件cache的目录层级，“1:2”表示开启1级、二级目录。

    2）use_temp_path：如果此参数值缺省或者为“on”，则表示使用“proxy_temp_path”老保存cache的临时文件。

    3）keys_zone：指定一个共享内存空间zone，用来缓存数据（key）。“proxy_cache”中可以共用此zone空间。

    4）inactive：如果cache中的数据在此时间内没有被访问，那么数据将会从cache（本地文件中）移除，默认此值为“10m”。

    5）max_size：cache存储的最大尺寸，当尺寸超过，将会基于LRU算法移除数据。nginx启动时，会创建一个“Cache manager”进程，通过“purge”方式移除数据。

    6）loader_files：“cache loader”进程遍历文件时，每次加载的文件个数。默认为100.

    7）loader_threshold：每次遍历消耗时间上限。默认为200毫秒。

    8）loader_sleep：一次遍历之后，停顿的时间间隔，默认为50毫秒。

#设置Web缓存区名称为cache_one，内存缓存空间大小为64MB，1天没有被访问的内容自动清除，硬盘缓存空间大小为30GB。
proxy_temp_path   /home/proxy_temp_dir;
proxy_cache_path  /home/proxy_cache_path levels=1:2 use_temp_path=off keys_zone=cache_one:64m inactive=1d max_size=30g;
location / {
    proxy_next_upstream http_502 http_504 error timeout invalid_header;
        proxy_cache cache_one;
        proxy_cache_valid 200 304 30d;
        proxy_cache_valid 301 302 404 1m;
        proxy_cache_valid any 1m;
        proxy_cache_key $host$request_uri;

    add_header X-Proxy-Cache $upstream_cache_status;
        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-For $remote_addr;
        proxy_set_header If-Modified-Since $http_if_modified_since;
    expires 30d;
    proxy_pass http://image;
        if_modified_since before;
}

    9、proxy_cache_valid 【code...】 【time】

        上下文：http，server，location

    针对不同的响应code设置不同的缓存时间。

proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_valid 404 1m;
proxy_cache_valid any 1m;

    如果响应代码为200，302，则缓存10分钟；如果为404，则缓存1分钟。其中“any”表示任意类型的code。

    10、proxy_connect_timeout 【time】

        上下文：http，server，location

     默认值为“60s”；定义nginx与后端server建立链接的超时时间，此时间不能超过75秒。

    11、proxy_hide_header 【field】

        上下文：http，server，location

    默认nginx不会将响应中的“Date”、“Server”、“X-Pad”、“X-Accel-...”等headers发送给客户端。“proxy_hide_header”指令设置不需要发送的额外的field；反之，对于可以传递给客户端的filed，通过“proxy_pass_header”指令指定。

    12、proxy_http_version 【1.0 | 1.1】

        上下文：http，server，location

    默认值为“1.0”；指定与后端server通信时使用的http协议的版本，在与“keepalive”链接配合使用时，建议此值为“1.1”。

    13、proxy_ignore_headers 【field...】

        上下文：http，server，location

    指定来自后端server的响应中的某些header不会被处理，如下几个fields可以被ignore：“X-Accel-Redirect”、“X-Accel-Expires”、“X-Accel-Limit-Rate”、“X-Accel-Buffering”、“X-Accel-Charset”、“Expires”、“Cache-Control”、“Set-Cookie”、“Vary”。“不被处理”就是nginx不会尝试解析这些header并应用它们，比如nginx处理来自后端server的“Expires”，将会影响它本地的文件cache的机制。

    14、proxy_intercept_errors 【on | off】

        上下文：http，server，location

    默认值为“off”；当后端server的响应code >= 300时，是否跳转到“error_page”指令指定的错误页面上。如果为“off”，将nginx不做拦截，直接戒后端server的响应返回给客户端。

proxy_intercept_errors on;
error_page 404 /404.html;
error_page 500 502 503 504 /50x.html

    15、proxy_next_upstream

        上下文：http，server，location

    此指令很重要，用来设定当何种情况下，请求将会被转发给下一个后端server。此指令允许的参数列表为：

    1）error：当nginx与后端server建立连接、发送请求、读取响应header时，发生错误。

    2）timeout：当nginx与后端server在建立链接、发送请求（write）、读取响应header（read）时，操作超时。

    3）invalid_header：如果后端server返回空的或者无效的header时。

    4）http_500、http_502、http_503、http_504、http_403、http_404：后端server返回指定的错误code时。

    5）off：不将请求转发给下一个server，直接响应错误code。（在生产环境中，建议不要关闭，这会对部署期间的用户访问带来不良影响，此时nginx会以错误的方式返回给Client，无论你的nginx是否down了此upstream server）

    6）non_idempotent：默认情况下nginx不会对“non_idempotent”类型的请求转发给next upstream（比如post请求如果在一个upstream server上超时，将不会转发给下一个upstream，此前的版本，没有这个限制，所以会导致表单重复提交等问题，nginx终于解决了这个问题），1.9.13版本新增参数；如果指定了此参数，则明确表示对于“POST、LOCK、PATCH”等类型的请求可以转发给next upstream。

    需要注意的时，只有nginx尚未将任何响应内容发送给客户端之前出现上述错误，才会将请求转发给下一个server。

    16、proxy_pass 【URL】

        上下文：location

    设置转发给后端server时请求所使用的HTTP协议和URI，协议可以为“http”、“https”；地址可以为“域名”、“ip”，其中port是可选的，默认为80。

    如果proxy_pass指令指定了URI，那么请求中匹配location部分的URI将会被替换：

location /name {
    proxy_pass http://127.0.0.1:8080/other;
}
#http://exampe.org/name/a.jhtml将会被转发给：
#http://127.0.0.1:8080/other/a.jhtml

   如果location中使用了uri，但是proxy_pass中没有使用，那么请求的uri将会全部添加到proxy_pass指定的路径之后。

location /name {
    proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
}
#请求url为http://example.org/name/a.jhtml将会被转发到
#http://127.0.0.1:8080/name/a.jhtml

    如果location中使用了正则表达式，那么在proxy_pass指令中不应该指定uri，否则uri的替换是无法断定的。

    如果在location中使用了“rewrite”指令（break）对请求的uri进行了修改，那么proxy_pass指令中的uri将会被忽略，被rewrite之后的全量uri将会传递给server。

location /name {
    rewrite /name/([^/]+) /users?name=$1 break;
    proxy_pass http://127.0.0.1;
}
#http://exmaple.org/name/zhangsan，将会转发到
#http://127.0.0.1/users?name=zhangsan

    其中server名称、端口、uri等均可以使用变量：

proxy_pass http://$host$uri;
##等价于
proxy_pass $request;

    17、proxy_pass_header 【field】

        上下文：http，server，location

    上述我们已经知道，“proxy_hide_header”指令默认不会把几个header传递给client，那么“proxy_pass_header”则允许其中某个header传递给客户端。

    18、proxy_pass_request_body 【on | off】

        上下文：http，server，location

    默认值为“on”，不建议修改此值；是否将原始的请求body转发给后端server。如果你需要nginx对body进行裁剪，然后再转发给后端server，那么此处可以设定为“off”。

    19、proxy_pass_request_header 【on | off】

        上下文：http，server，location

    默认值为“on”，不建议修改此值；指定是否将请求的原始header转发给后端的server。如果在某些场景下，nginx需要忽略所有的请求header，或者对header进行改造时，可以关闭此值。

    20、proxy_read_timeout 【time】

        上下文：http，server，location

    默认值为“60s”；设定nginx从后端server读取响应时的超时时间，此时间为两次read操作之间阻塞的最大时间，而非整个响应的读取耗时。

    21、proxy_send_timeout 【time】

        上下文：http，server，location

    默认为“60s”；nginx将响应发送给客户端时最长的阻塞时间。同上。

    22、proxy_set_header 【field】【value】

        上下文：http，server，location

    默认值为：

proxy_set_header Host $proxy_host;
proxy_set_header Connection close;

    此指令的作用是，将请求发送给后端server之前，重新设置或者append指定的header的值。当然我们也可以重新设置上述两个header。

二、proxy模块中内置的变量

    1、$proxy_host：在“proxy_pass”指令中指定的后端server的名称和端口。通常指nginx选择的后端server。（$http_host指原始请求中“Host” header的值，此值可能为空；$host指nginx根据请求中Host域匹配的“server_name”值，此值通常与“$http_host”一样，如果http_host为空，此值将为首个匹配的“server_name”）

    2、$proxy_port：在“proxy_pass”指令中指定的后端server的端口，或者是协议的默认端口。

    3、$proxy_add_x_forwarded_for：其值为请求头“X-Forwarded-For”值，追加“$remote_addr”，中间通过“,”分割。如果“X-Forwarded-For”值为空，那么最终“$proxy_add_x_forwarded_for”的值和“$remote_addr”相等；如果此请求经过了多个nginx转发链路，那么此值应该能够表达nginx的转发过程，那么此值的第一个“,”之前的部分才是原始的客户端地址。

三、ngx_http_rewrite_module

    此模块根据正则表达式改变请求的URI、重定向请求等。

    1、break;

        上下文：server，location

    这个指令不需要任何参数；它的本身语义同“break”（中断），停止处理当前rewrite模块中的其他指令。如果此指令在“location”区块中，后续的请求处理，将会继续。

if ($slow) {
    limit_rate 10k;
    break;
}

    2、return

        上下文：server，location

    此指令的语法为：

    1）return 【code】【text】：停止处理，并向客户端返回指定code，其中text是响应的文本内容。

    2）return 【code】【url】：code值通常为301、302、303、307，url为客户端需要重定向的地址。

    3）return 【url】：向客户端返回302代码，并重定向到指定url。

    3、rewrite 【regex】【replacement】【flag】

        上下文：server，location

    使用正在表达式对原始uri进行改变。rewrite指令按照其在配置中声明的顺序执行，可能flag会提前终止执行后续的指令。如果“replacement”以“http://”、“https://”开头，替换uri后，终止处理后续指令，直接将重定向返回给客户端（302）。“flag”的可选值为：

    1）last：停止处理当前rewrite模块中的指令，根据改变后的uri，重新开始查找新的location配置。（server,location区块中）

    2）break：停止处理当前rewrite模块中的指令，继续执行此location区块中非rewrite指令。（location区块中）

    3）redirect：工作原理同“return url”；不过“replacement”不以“http”、“https”开头，将rewrite之后的url重定向给客户端，响应code为302。

    4）permanent：同3），永久重定向，返回code为301。

server {
    listen 80;
    server_name exmaple.org www.example.org .example.org
    rewrite ^/(.*)$  https://$host/$1 last;
 }
server {
    listen 443;
    server_name www.xuehaodai.com xuehaodai.com;

    ssl on;
    ssl_certificate      /usr/local/nginx/conf/ssl/example_org.crt;
    ssl_certificate_key  /usr/local/nginx/conf/ssl/example_org.key;
    ssl_session_timeout  5m;
    ssl_protocols  SSLv3 TLSv1 TLSv1.2 TLSv1.1;
    ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5:!EXPORT56:!EXP;
    ssl_prefer_server_ciphers   on;

    location  / {
    ...
    }
}