前言
Nginx是一款高效的Web服务器，不仅能处理静态文件，还能通过反向代理和负载均衡来优化网站性能。本文将分享Nginx的反向代理和负载均衡功能及其应用场景。
什么是反向代理
反向代理的用途：
- 隐藏后端服务器：客户端无法直接访问后端服务器，有助于提高安全性。
- SSL 加速：可在反向代理层处理 SSL 加密，减轻后端服务器负担。
- 缓存静态内容：提高响应速度，降低后端服务器压力。
什么是负载均衡
- 轮询：默认的负载均衡方法。客户端请求按顺序依次分配给每个后端服务器。
- 最少连接数：将客户端请求分配给当前活动连接数最少的服务器。
- IP哈希：根据客户端的 IP 地址计算哈希值，将请求分配到特定的后端服务器。同一IP地址的请求将被分配到同一个后端服务器上。可能导致负载不均衡。
- 加权轮询：管理员给每个后端服务器设置一个权重，请求按照权重进行分配。
- 加权最少连接数：类似于加权轮询，但分配请求时考虑每台服务器的连接数和权重。
- 随机：随机选择一台后端服务器来处理请求。可能出现不均衡的负载分配。
安装 Nginx
下载资源
下载 Nginx 并解压。
# 下载 nginx 压缩包wget -P /usr/local/src http://nginx.org/download/nginx-1.18.0.tar.gz# 解压tar -zxvf /usr/local/src/nginx-1.18.0.tar.gz -C /usr/local/src安装依赖
Nginx 是基于 C 语言开发的，HTTP 模块使用了 pcre 来解析正则表达式，且可以使用 zlib 对 HTTP 包的内容进行 gzip 压缩，Nginx 不仅支持 HTTP 协议，还支持 HTTPS，HTTPS 需要 openssl 提供支持，所以安装 Nginx 之前必须先安装它所依赖的环境。
yum install -y gcc gcc-c++ pcre pcre-devel zlib zlib-devel openssl-devel安装 Nginx
编译并安装。
# 切换至 nginx 的解压目录cd /usr/local/src/nginx-1.18.0# 创建 nginx 的安装目录mkdir -p /usr/local/nginx# 指定 nginx 的安装路径./configure --prefix=/usr/local/nginx/# 编译并安装make && make install常用命令
# 切换目录cd /usr/local/nginx# 启动sbin/nginx# 重启sbin/nginx -s reload# 停止sbin/nginx -s quit访问
启动 Nginx 以后，浏览器访问：http://服务器IP:80/ 结果如下：
Nginx配置
http { upstream backend { least_conn; server backend1.example.com; server backend2.example.com; server backend3.example.com; } proxy_connect_timeout 600; server { listen 80;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; } }}配置说明：
- proxy_pass：反向代理核心指令，这个指令用于将请求转发到指定的服务器，例如转发到本地8081端口服务，这样配置”proxy_pass http://127.0.0.1:8081;“。
- upstream：负载均衡核心指令，用于定义服务器组，包含多个后端服务器，这里定义的服务器组的名称为backend。
- proxy_set_header：用于设置代理请求头的指令，反向代理时，设置转发请求的HTTP请求头。
- least_conn：用于设置负载均衡的服务器组，使用最少连接数配置。
- proxy_connect_timeout：nginx代理参数，用于指定反向代理跟后端服务器连接超时的时间。
完整配置示例
1、负载均衡算法
默认设置，直接配置 upstream，Nginx 会使用轮询算法。
http { upstream backend { server backend1.example.com; server backend2.example.com; server backend3.example.com; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; } }}使用 least_conn 指令来指定最少连接算法。
http { upstream backend { least_conn; # 使用最少连接算法 server backend1.example.com; server backend2.example.com; server backend3.example.com; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; } }}使用 ip_hash 指令确保来自同一 IP 的请求被转发到同一台服务器。
http { upstream backend { ip_hash; # 使用 IP 哈希算法 server backend1.example.com; server backend2.example.com; server backend3.example.com; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; } }}为每个服务器设置权重，权重超高，分配到这台服务器的概率就越高。
http { upstream backend { server backend1.example.com weight=3 fail_timeout=30s; # 权重为3,30秒超时即算失败 server backend2.example.com weight=2; # 权重为2 server backend3.example.com; # 默认权重为1 } server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; } }}结合权重和最少连接。
http { upstream backend { least_conn; # 使用最少连接算法 server backend1.example.com weight=3; server backend2.example.com weight=2; server backend3.example.com; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; } }}此功能需要使用第三方模块，例如 ngx_http_random_module ，标准Nginx 不支持随机选择。如果已安装此模块，可以这样配置。
http { upstream backend { server backend1.example.com; server backend2.example.com; server backend3.example.com; # 启用随机选择 random; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://backend; } }}2、反向代理参数配置
反向代理参数可以配置到http块、server块、location块，配置到http块将对此http下的所有server生效，配置到server只能当前server生效，如若配置到location块，将接收到此location块的请求生效。
http { # 定义 upstream 块，用于管理后端服务器 upstream backend { server backend1.example.com; # 后端服务器 1 server backend2.example.com; # 后端服务器 2 } # 配置服务器块 server { listen 80; # 监听 80 端口 server_name example.com; # 设置服务器域名 # 设置客户端请求体大小限制 client_max_body_size 10M; # 最大请求体为 10MB # 表示客户端请求头部的缓冲区大小。绝大多数情况下一个请求头不会大于1k，不过如果有来自于wap客户端的较大的cookie它可能会大于 1k，Nginx将分配给它一个更大的缓冲区，这个值可以在large_client_header_buffers里面设置 client_header_buffer_size 32k; # 表示一些比较大的请求头使用的缓冲区数量和大小，默认一个缓冲区大小为操作系统中分页文件大小，通常是4k或8k，请求字段不能大于一个缓冲区大小，如果客户端发送一个比较大的头，nginx将返回"Request URI too large" (414)，请求的头部最长字段不能大于一个缓冲区，否则服务器将返回"Bad request" (400) large_client_header_buffers 4 32k; # 长连接超时时间，单位是秒 keepalive_timeout 65; # 启用 TCP_NODELAY 选项，优化小数据包的发送。这意味着在发送小数据包时，不会等待可以合并的更多数据包，从而避免延迟 tcp_nodelay on; # 默认off，是否开启gzip gzip on; # 指定需要进行 Gzip 压缩的 MIME 类型。列表包括： gzip_types text/plain text/css application/json application/x-javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript; # 开启静态文件的 Gzip 支持。如果请求的文件已经有 Gzip 压缩版本（通常以 .gz 结尾），Nginx 将直接返回该压缩文件，而不是动态生成。 gzip_static on; # 允许对代理请求进行压缩。可以接受任何状态码的响应。 gzip_proxied any; # 设置 Vary 响应头为 "Accept-Encoding"。这告诉缓存服务器（如 CDN）根据请求的编码格式来缓存不同版本的资源。 gzip_vary on; # 设置 Gzip 压缩级别，范围是 1 到 9，数字越大压缩率越高，但 CPU 使用率也随之增加。6 是一个比较平衡的选择。 gzip_comp_level 6; # 设置用于 Gzip 压缩的缓冲区数量和大小。在这个例子中，有 16 个 8KB 的缓冲区可用于处理请求。 gzip_buffers 16 8k; # gzip_min_length 1k; # 指定启用 Gzip 压缩所需的最低 HTTP 版本，这里设置为 1.1。 gzip_http_version 1.1; # 处理根路径的请求 location / { proxy_pass http://backend; # 将请求转发到 upstream 定义的后端服务器 # 设置代理超时 proxy_connect_timeout 60s; # 连接后端服务器的超时时间 proxy_read_timeout 90s; # 客户端读取响应的超时时间 proxy_send_timeout 60s; # 向后端服务器发送请求的超时时间 #代理请求缓存区，这个缓存区间会保存用户的头信息以供Nginx进行规则处理 一般只要能保存下头信息即可 proxy_buffer_size 16k; proxy_buffers 4 32k; # 如果系统很忙的时候可以申请更大的proxy_buffers proxy_busy_buffers_size 64; # proxy缓存临时文件的大小 proxy_temp_file_write_size 64; proxy_redirect default; # 隐藏Nginx后端服务X-Powered-By头 proxy_hide_header X-Powered-By; proxy_hide_header Server; # 设置缓存（可选） proxy_cache my_cache; # 指定缓存区域 proxy_cache_valid 200 1h; # 对 200 响应进行 1 小时缓存 # 配置缓存区域（可选） proxy_cache_path /var/cache/nginx/my_cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off; } }}3、反向代理请求头配置
location / { proxy_pass http://backend_server; # 替换为您的后端服务器地址 # 设置代理请求头 proxy_set_header Host $host; # 原始请求的主机名 proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; # 客户端真实 IP proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; # 转发链中的客户端 IP proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; # 请求的协议（http/https） proxy_set_header X-Forwarded-Host $host; # 转发请求的 Host proxy_set_header X-Forwarded-Port $server_port; # 转发请求的端口 proxy_set_header User-Agent $http_user_agent; # 客户端软件的信息，通常包含浏览器类型和版本号。 # 指示请求来源的 URL。 proxy_set_header Referer $http_referer; # 告知服务器客户端能够处理的内容类型 proxy_set_header Accept $http_accept; # 可以根据需要添加自定义请求头 proxy_set_header Custom-Header "CustomValue"; # 自定义请求头示例}4、ssl配置（HTTPS）
需要安装 with-http_ssl_module 模块。
http{ server{ listen 443 ssl; #对应你的域名 server_name test.com; ssl_certificate /usr/local/nginx/cert/ssl.crt; ssl_certificate_key /usr/local/nginx/cert/ssl.key; ssl_session_timeout 5m; ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE; ssl_prefer_server_ciphers on; #如果是静态文件,直接指向目录,如果是动态应用,用proxy_pass转发一下 location / { root /usr/local/service/ROOT; index index.html; } } #监听80端口,并重定向到443 server{ listen 80; server_name test.com; rewrite ^/(.*)$ https://test.com:443/$1 permanent; }}5、vue配置
server { listen 80; # 监听 HTTP 请求的 80 端口 server_name your_domain.com; # 替换为你的域名或 IP 地址 location / { root /path/to/your/vue/dist; # Vue 应用构建后的目录 index index.html; # 默认首页 try_files $uri $uri/ /index.html; # 处理前端路由，用于适配history模式 } # 可选：设置 gzip 压缩 gzip on; gzip_types text/plain application/json application/javascript text/css; gzip_min_length 256;}