Nginx 服务器总结：安装、配置、反向代理与负载均衡详解

一、Nginx 概述

Nginx 是一款高性能的 HTTP 和反向代理服务器，在高并发连接下能够支持高达 5 万个并发连接，而系统资源消耗却非常低，运行稳定。它采用事件驱动（epoll）的异步非阻塞模型，广泛用于 Web 服务、反向代理、负载均衡、动静分离等场景。

1.1 实验环境规划

节点名称 IP 地址 作用
nginx-server 10.1.8.10/24 Nginx 服务器（用于安装测试）
nginx-client 10.1.8.11/24 客户端，用于访问测试

二、Nginx 基础部署

2.1 安装 Nginx

# 添加 EPEL 源（CentOS 7 默认源不含 nginx）
[root@nginx-server ~]# wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo

# 安装 nginx
[root@nginx-server ~]# yum -y install nginx

2.2 启动服务与防火墙

# 启动并设置开机自启
[root@nginx-server ~]# systemctl enable nginx --now

# 自定义默认主页
[root@nginx-server ~]# mv /usr/share/nginx/html/index.html{,.ori}          # 备份原主页
[root@nginx-server ~]# echo "Hello world From Nginx" > /usr/share/nginx/html/index.html

# 放行 HTTP 服务（80 端口）
[root@nginx-server ~]# firewall-cmd --add-service=http --permanent
[root@nginx-server ~]# firewall-cmd --reload

2.3 客户端测试

# 在客户端配置 hosts 解析（Linux/Mac）
[root@client ~]# vim /etc/hosts
10.1.8.10  www.laogao.cloud

# 测试访问
[root@client ~]# curl http://www.laogao.cloud
Hello world From Nginx

三、Nginx 配置文件结构详解

Nginx 主配置文件为 /etc/nginx/nginx.conf，采用层级化、模块化的结构，分为 全局块、events 块、http 块（内含 server、location 块）。

3.1 全局配置块

# 运行 Nginx 的工作进程用户（默认 nobody，这里设为 nginx）
user nginx;

# 工作进程数，auto 表示自动匹配 CPU 核心数
worker_processes auto;

# 错误日志路径及级别
error_log /var/log/nginx/error.log warn;

# 主进程 PID 文件
pid /run/nginx.pid;

# 加载动态模块（如第三方模块）
include /usr/share/nginx/modules/*.conf;

3.2 events 块（网络连接相关）

events {
    # 每个 worker 进程的最大并发连接数（默认 1024）
    worker_connections 1024;

    # 使用 epoll 事件模型（Linux 下高性能）
    use epoll;

    # 允许一个 worker 进程一次性接受多个新连接
    multi_accept on;
}

3.3 http 块（HTTP 服务核心配置）

http {
    # 引入 MIME 类型映射文件（定义文件后缀与 Content-Type 的对应关系）
    include /etc/nginx/mime.types;

    # 默认 MIME 类型（当无法识别时，作为二进制流处理）
    default_type application/octet-stream;

    # 自定义日志格式（main）
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    # 访问日志路径及使用的格式
    access_log /var/log/nginx/access.log main;

    # 高效文件传输（减少磁盘 I/O 与 CPU 复制）
    sendfile on;

    # 累积数据包后一次性发送（需配合 sendfile）
    tcp_nopush on;

    # 禁用 Nagle 算法，减少延迟
    tcp_nodelay on;

    # 长连接超时时间（秒）
    keepalive_timeout 65;

    # 文件类型哈希表大小
    types_hash_max_size 4096;

    # 加载 /etc/nginx/conf.d/ 下的所有 .conf 文件（模块化配置）
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;

    # ---------- 虚拟主机 server 块示例 ----------
    server {
        # 监听 IPv4 和 IPv6 的 80 端口
        listen 80;
        listen [::]:80;

        # 服务器域名（可多个，空格分隔）
        server_name www.laogao.cloud;

        # 网站根目录
        root /usr/share/nginx/html;

        # 加载默认虚拟主机的额外配置（如 php 配置）
        include /etc/nginx/default.d/*.conf;

        # 错误页面配置
        error_page 404 /404.html;
        location = /404.html {
        }

        error_page 500 502 503 504 /50x.html;
        location = /50x.html {
        }

        # 根路径的 location 块
        location / {
            index index.html index.htm;
        }
    }
}

四、虚拟主机（Virtual Host）配置实践

Nginx 支持基于 域名、端口 和 IP 的虚拟主机。

4.1 基于域名的虚拟主机

# 创建两个网站的根目录及测试页面
[root@nginx-server ~]# mkdir -p /var/www/web1 /var/www/web2
[root@nginx-server ~]# echo "web1.laogao.cloud" > /var/www/web1/index.html
[root@nginx-server ~]# echo "web2.laogao.cloud" > /var/www/web2/index.html

# 创建配置文件 /etc/nginx/conf.d/vhost-name.conf
[root@nginx-server ~]# vim /etc/nginx/conf.d/vhost-name.conf

# vhost-name.conf
server {
    listen 80;
    server_name web1.laogao.cloud;
    root /var/www/web1;
    index index.html;
}

server {
    listen 80;
    server_name web2.laogao.cloud;
    root /var/www/web2;
    index index.html;
}

# 重载配置
[root@nginx-server ~]# systemctl reload nginx

客户端测试（需在 hosts 中添加 10.1.8.10 web1.laogao.cloud web2.laogao.cloud）：

[root@client ~]# curl http://web1.laogao.cloud
web1.laogao.cloud
[root@client ~]# curl http://web2.laogao.cloud
web2.laogao.cloud

4.2 基于端口的虚拟主机

# 创建不同端口的站点目录
[root@nginx-server ~]# mkdir /usr/share/nginx/808{1,2}
[root@nginx-server ~]# echo 8081 > /usr/share/nginx/8081/index.html
[root@nginx-server ~]# echo 8082 > /usr/share/nginx/8082/index.html

# 配置文件 /etc/nginx/conf.d/vhost-port.conf
[root@nginx-server ~]# vim /etc/nginx/conf.d/vhost-port.conf

server {
    listen 8081;
    server_name www.laogao.cloud;
    root /usr/share/nginx/8081;
}

server {
    listen 8082;
    server_name www.laogao.cloud;
    root /usr/share/nginx/8082;
}

# 重载并测试（注意防火墙需放行对应端口）
[root@nginx-server ~]# systemctl reload nginx
[root@client ~]# curl http://www.laogao.cloud:8081
8081
[root@client ~]# curl http://www.laogao.cloud:8082
8082

五、SSL/TLS 配置（HTTPS）

5.1 生成自签名证书

# 创建证书存放目录
[root@nginx-server ~]# mkdir /etc/ssl/certs/www.laogao.cloud && cd /etc/ssl/certs/www.laogao.cloud

# 1. 生成私钥
[root@nginx-server certs]# openssl genrsa -out www.key 2048

# 2. 生成证书签名请求（CSR），CN 必须与域名一致
[root@nginx-server certs]# openssl req -new -key www.key -out www.csr \
    -subj "/C=CN/ST=JS/L=NJ/O=LG/OU=DEVOPS/CN=www.laogao.cloud/emailAddress=webadmin@laogao.cloud"

# 3. 使用私钥自签名生成证书（有效期 10 年）
[root@nginx-server certs]# openssl x509 -req -days 3650 -in www.csr -signkey www.key -out www.crt

5.2 配置 HTTPS 虚拟主机

# 复制默认配置并修改
[root@nginx-server ~]# cp /etc/nginx/nginx.conf /etc/nginx/conf.d/vhost-www-ssl.conf
[root@nginx-server ~]# vim /etc/nginx/conf.d/vhost-www-ssl.conf

# HTTPS 服务（443 端口）
server {
    listen 443 ssl http2;
    listen [::]:443 ssl http2;
    server_name www.laogao.cloud;
    root /usr/share/nginx/html;

    # 证书与私钥路径
    ssl_certificate "/etc/ssl/certs/www.laogao.cloud/www.crt";
    ssl_certificate_key "/etc/ssl/certs/www.laogao.cloud/www.key";

    # SSL 会话缓存与超时
    ssl_session_cache shared:SSL:1m;
    ssl_session_timeout 10m;

    # 加密套件（优先使用高强度算法）
    ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
}

# HTTP 重定向到 HTTPS（可选）
server {
    listen 80;
    listen [::]:80;
    server_name www.laogao.cloud;
    root /usr/share/nginx/html;
    return 301 https://$host$request_uri;
}

# 放行 HTTPS 服务（443 端口）
[root@nginx-server ~]# firewall-cmd --add-service=https --permanent
[root@nginx-server ~]# firewall-cmd --reload

# 重载 nginx
[root@nginx-server ~]# systemctl reload nginx

5.3 客户端测试

# -k 忽略证书验证（自签名证书）
[root@client ~]# curl -k https://www.laogao.cloud/
Hello world From Nginx

# -L 跟随重定向（自动从 HTTP 跳转到 HTTPS）
[root@client ~]# curl -Lk http://www.laogao.cloud/
Hello world From Nginx

六、基本认证（Basic Authentication）

# 安装 htpasswd 工具（来自 httpd-tools）
[root@nginx-server ~]# yum install -y httpd-tools

# 创建密码文件（-c 首次创建，-b 非交互式指定密码）
[root@nginx-server ~]# htpasswd -bc /etc/nginx/.htpasswd laogao 123456

# 创建需要认证的目录及测试页
[root@nginx-server ~]# mkdir /usr/share/nginx/html/auth-basic
[root@nginx-server ~]# cat > /usr/share/nginx/html/auth-basic/index.html <<EOF
<html><body><h1>Authenticated Area</h1></body></html>
EOF

在 HTTPS 配置中添加 location 块：

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name www.laogao.cloud;
    root /usr/share/nginx/html;
    ssl_certificate ...;
    ssl_certificate_key ...;

    # 对 /auth-basic/ 路径启用基本认证
    location /auth-basic/ {
        auth_basic "Basic Auth";
        auth_basic_user_file "/etc/nginx/.htpasswd";
    }
}

[root@nginx-server ~]# systemctl reload nginx

# 客户端测试（-u 指定用户名密码）
[root@client ~]# curl -ku laogao:123456 https://www.laogao.cloud/auth-basic/
<html><body><h1>Authenticated Area</h1></body></html>

七、PHP 支持（PHP-FPM）

7.1 安装 PHP 及 PHP-FPM

[root@nginx-server ~]# yum install -y php php-fpm php-gd php-common php-pear php-mbstring php-mcrypt

# 启动并设置开机自启
[root@nginx-server ~]# systemctl enable php-fpm --now

# 测试 PHP 解析是否正常
[root@nginx-server ~]# php -r "echo 'Hello PHP';"
Hello PHP

7.2 配置 Nginx 解析 PHP

创建 PHP 测试文件：

[root@nginx-server ~]# echo "<?php phpinfo(); ?>" > /usr/share/nginx/html/info.php

在 HTTPS 的 server 块中添加 location 规则（或单独创建 /etc/nginx/default.d/php.conf）：

# 方法一：直接在 server 块中添加
location ~ \.php$ {
    # 防止非法路径（如 /xxx.php/yyy）绕过访问控制
    try_files $uri =404;

    # 将 PHP 请求转发到本地 9000 端口的 PHP-FPM 服务
    fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;

    # 默认索引文件
    fastcgi_index index.php;

    # 设置要执行的脚本文件绝对路径
    fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;

    # 引入 FastCGI 默认参数（如 QUERY_STRING, REQUEST_METHOD 等）
    include fastcgi_params;
}

# 重载 nginx
[root@nginx-server ~]# systemctl reload nginx

# 客户端测试（访问 info.php）
[root@client ~]# curl -k https://www.laogao.cloud/info.php
# 输出 PHP 系统信息（HTML 格式）

八、反向代理（Reverse Proxy）

8.1 反向代理概念

  • 正向代理：代理客户端（隐藏客户端），例如翻墙代理。
  • 反向代理：代理服务器（隐藏后端服务器），客户端只看见反向代理服务器。

反向代理的主要作用：

  • 负载均衡：分发请求到多个后端服务器。
  • 缓存：缓存后端响应，减轻后端压力。
  • 动静分离：静态资源由 Nginx 直接处理，动态请求转发到后端应用服务器。

8.2 Location 匹配规则与 proxy_pass

Nginx 使用 location 指令匹配 URL 路径，然后通过 proxy_pass 将请求转发给后端。

Location 优先级（从高到低）：

  1. = 精确匹配
  2. ^~ 前缀匹配（一旦匹配，不再检查正则）
  3. ~ 正则匹配（区分大小写） / ~* 正则匹配（不区分大小写）
  4. 普通前缀匹配（如 /api）
  5. / 通用匹配

proxy_pass 末尾带 / 与不带 / 的区别：

  • 带 /：删除 location 匹配的路径前缀，将剩余部分拼接到后端地址。
  • 不带 /：保留 location 匹配的路径前缀，直接拼接到后端地址。

示例：

# 场景1：proxy_pass 末尾带 /
location /api/ {
    proxy_pass http://backend:9090/;
}
# 请求 /api/user/list → 后端接收 /user/list

# 场景2：proxy_pass 末尾不带 /
location /api/ {
    proxy_pass http://backend:9090;
}
# 请求 /api/user/list → 后端接收 /api/user/list

8.3 反向代理实验环境

搭建三个后端 Web 服务器和一个代理服务器：

主机名 IP 地址 角色
proxy.laogao.cloud 10.1.8.20 反向代理服务器
nginx1.laogao.cloud 10.1.8.21 后端 Web 服务器
nginx2.laogao.cloud 10.1.8.22 后端 Web 服务器
nginx3.laogao.cloud 10.1.8.23 后端 Web 服务器
client.laogao.cloud 10.1.8.11 客户端测试

所有节点安装 nginx，并准备不同的主页内容：

# 在各后端节点执行
[root@nginx1 ~]# echo "welcome to nginx1.laogao.cloud" > /usr/share/nginx/html/index.html
# nginx2、nginx3 类似，内容对应主机名

8.4 代理本地文件（静态资源）

# 在代理服务器上准备不同目录的静态资源
[root@proxy ~]# mkdir -p /var/nginx /var/nginx1 /var/nginx2
[root@proxy ~]# echo "Hello, Nginx" > /var/nginx/index.html
[root@proxy ~]# echo "Hello, Nginx1" > /var/nginx1/index.html
[root@proxy ~]# echo "Hello, Nginx2" > /var/nginx2/index.html

配置文件 /etc/nginx/conf.d/proxy.conf：

server {
    listen 80;
    server_name www.laogao.cloud;

    # 默认根位置
    location / {
        root /var/nginx;
        index index.html;
    }

    # 普通前缀匹配：/nginx1 映射到 /var/nginx1
    location /nginx1 {
        root /var;   # 实际路径 = /var + /nginx1 = /var/nginx1
        index index.html;
    }

    # 正则匹配：/nginx.* 映射到 /var/www1（优先级高于普通前缀）
    location ~ /nginx.* {
        root /var/www1;
        index index.html;
    }

    # 精确匹配：仅 /nginx2/index.html 映射到 /var/www2
    location = /nginx2/index.html {
        root /var/www2;
        index index.html;
    }
}

优先级测试结果（访问 /nginx1/）：

  • 正则匹配优先级最高，所以会访问 /var/www1/nginx1/index.html（若存在）。
  • 精确匹配只在 URL 完全相等时生效。

8.5 代理远端服务器（反向代理）

server {
    listen 80;
    server_name www.laogao.cloud;

    # 反向代理到后端集群（使用 upstream 或直接写后端地址）
    location / {
        proxy_pass http://nginx1.laogao.cloud:80/;
        # 传递客户端真实信息
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
    }

    # 代理 /nginx1/ 路径到 nginx1 服务器（注意末尾 / 会剥离路径）
    location /nginx1/ {
        proxy_pass http://nginx1.laogao.cloud/;
    }

    # 正则匹配并重写路径后代理
    location ~ /nginx[12](.*)$ {
        rewrite /nginx[12](.*)$ $1 break;
        proxy_pass http://nginx2.laogao.cloud;   # 末尾无 /，保留重写后的路径
    }

    # 精确匹配 + 代理
    location = /nginx1/ {
        proxy_pass http://nginx1.laogao.cloud/;
    }
}

常用 proxy_set_header 说明：

指令 作用
proxy_set_header Host $host; 传递客户端访问的域名
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; 传递客户端真实 IP
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; 传递代理链路 IP
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; 传递原始协议（http/https）

九、负载均衡（七层）

Nginx 通过 upstream 模块定义后端服务器组，然后在 proxy_pass 中引用该组名，实现负载均衡。

9.1 定义 upstream

# 在 http 块内定义
upstream backends {
    # 默认轮询（round-robin）
    server nginx1.laogao.cloud:80;
    server nginx2.laogao.cloud:80;
    server nginx3.laogao.cloud:80;
}

9.2 使用 proxy_pass 引用

server {
    listen 80;
    server_name www.laogao.cloud;
    root /usr/share/nginx/html;

    location / {
        proxy_pass http://backends/;
        # 必要头部
        proxy_set_header Host $http_host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_redirect off;
    }
}

9.3 负载均衡算法及参数

算法 说明 示例
轮询 (rr) 默认，按顺序轮流分配 server backend1;
权重轮询 按权重比例分配 server backend1 weight=3;
ip_hash 根据客户端 IP 哈希分配，同一 IP 固定到同一后端 ip_hash;
least_conn 分配给活动连接数最少的后端 least_conn;
hash 按自定义键（如 URI）哈希分配 hash $request_uri;

常用参数：

upstream backends {
    keepalive 32;                     # 每个 worker 保持的空闲连接数

    server nginx1.laogao.cloud:80 weight=5 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server nginx2.laogao.cloud:80 weight=2 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server nginx3.laogao.cloud:80 backup;   # 备份服务器，其他全部故障时启用
    server nginx4.laogao.cloud:80 down;     # 手动标记为下线
}

9.4 测试负载均衡效果

# 循环访问 90 次，统计各后端出现的次数
[root@client ~]# for n in {1..90}; do curl -s http://www.laogao.cloud/; done | sort | uniq -c
     30 welcome to nginx1.laogao.cloud
     30 welcome to nginx2.laogao.cloud
     30 welcome to nginx3.laogao.cloud

加上权重后（假设权重 10:20:30），测试结果会按比例分配。

十、高级调度算法简介

  • 最少时间（least_time）：仅限 Nginx Plus，选择平均延迟最低且活动连接数最少的服务器，可基于 header（首字节）或 last_byte（完整响应）计算。
  • 通用哈希（hash）：可指定 $request_uri、$remote_addr$remote_port 等作为键值，常用于缓存场景。
upstream backend {
    hash $request_uri consistent;   # consistent 使用一致性哈希
    server backend1:80;
    server backend2:80;
}

十一、总结

通过本实验，我们掌握了：

  • ✅ Nginx 的安装、启停与基本配置（全局、events、http）。
  • ✅ 虚拟主机配置（基于域名、端口）。
  • ✅ HTTPS 自签名证书生成及 SSL 配置，HTTP 强制跳转 HTTPS。
  • ✅ 基本认证（Basic Auth）增加访问控制。
  • ✅ PHP 动态网站支持（Nginx + PHP-FPM）。
  • ✅ 反向代理核心：location 匹配优先级、proxy_pass 替换路径规则、常用头部传递。
  • ✅ 负载均衡：upstream 定义，多种调度算法（轮询、权重、ip_hash、least_conn 等）。

Nginx 作为高性能 Web 服务器和反向代理，在现代互联网架构中占据核心地位。熟练掌握其配置，能够应对绝大多数 Web 服务的部署、优化及高可用场景。

# nginx # 服务器 # 负载均衡
Logo
openEuler 社区

openEuler 是由开放原子开源基金会孵化的全场景开源操作系统项目，面向数字基础设施四大核心场景（服务器、云计算、边缘计算、嵌入式），全面支持 ARM、x86、RISC-V、loongArch、PowerPC、SW-64 等多样性计算架构

更多推荐

cover

Godot(4.X): 全局AutoLoad网络管理中心: 全局数据同步

avatar openEuler 社区
cover

π的解析本源：基于复指数最小正半周期的统一结构理论

avatar openEuler 社区

ELK 在生产环境完整实战指南

架构日志：Java 输出JSON 格式，带 traceId部署：ES 集群化，Filebeat 每台服务器部署优化：ES 内存不超过物理内存 50%，按天拆分索引使用：故障排查、全链路监控、实时告警ELK 是 Java 生产环境标配，掌握这套方案，线上日志问题、故障排查效率提升 10 倍以上。

avatar openEuler 社区