牛皮!几张图就把Nginx剖析的明明白白

服务器
Nginx 是一个采用主从架构的 Web 服务器,可用于反向代理、负载均衡器、邮件代理和 HTTP 缓存。

 Nginx 是一个采用主从架构的 Web 服务器,可用于反向代理、负载均衡器、邮件代理和 HTTP 缓存。

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图片来自 Pexels

Emmm,上面的 Nginx 介绍看过去有些复杂而且充满了不明觉厉的术语。

Relax,在这篇文章里,我会先带你理解 Nginx 的架构和专有术语,最后实践一把安装和配置 Nginx。

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简单来说,你只要记住一点:Nginx 是个神奇的 Web 服务器。(注:神奇之处下文会娓娓道来)

那什么是 Web 服务器呢?简而言之,Web 服务器就是一个中间人。

举个例子,你要访问 xxxx.com,在地址栏输入 https://xxxx.com 时,你的浏览器会找到 https://xxxx.com 的网络服务器地址并将它指向后端服务器,后端服务器再返回响应给客户端。

代理 vs 反向代理

Nginx 的基本特性是代理,所以你一定要明白什么是代理和反向代理。

代理

看个小例子,现在我们有 N 个客户端(N>=1),一个中间 Web 服务器(在本例中,我们称之为代理)和一个服务器。

这个例子主要的场景是,服务器不知道哪个客户端在请求(响应)。是不是有点难以理解?

下面让我用示意图讲解下:

如图,client1 和 client2 通过代理服务器向服务器发送请求 request1 和 request2,此时后端服务器不知道 request1 是由 client1 发送的还是 client2 发送的,但会执行(响应)操作。 

反向代理

简单来说,反向代理与代理的功能相反。现在我们有一个客户端、一个中间 Web 服务器和 N 个后端服务器(N>=1)。

同样的来看下示意图:

如图,客户端将通过 Web 服务器发送请求。而 Web 服务器会通过一个算法,当中最有意思的算法是轮询,直接将请求指向许多后端服务器中的一个,并通过 Web 服务器将响应返回给客户端。 

因此,在上面的例子中,客户端其实并不知道在与哪个后端服务器进行交互。

负载均衡

又是枯燥的一个名词:负载均衡,不过它很好理解,因为负载均衡本身就是反向代理的一个实例。

来看看负载均衡和反向代理的本质区别。在负载均衡中,你必须有 2 个或者更多的后端服务器,但在反向代理中,多台服务器不是必需的,甚至一台后端服务器也能运作。

我们再深入点,如果我们有很多来自客户端的请求,负载均衡器会检查每个后端服务器的状态,均匀地分配请求,更快地向客户端发送响应。

有状态 vs 无状态应用

Okay,在我们开始实践 Nginx 之前,先搞清所有的基本知识!

有状态应用

有状态应用存了一个额外变量,只用来保存服务器中单个实例使用所需的信息。

如图所示,一个后端服务器 server1 存储了一些信息,服务器 server2 并不存储此信息,因此,客户端 (上图 Bob) 的交互可能会也可能不会得到想要的结果,因为它可能会与 server1 或 server2 交互。

在本例中,server1 允许 Bob 查看数据文件,但 server2 不允许。因此,虽然有状态应用避免对数据库的多次 API 调用,并且(响应)速度更快,但它可能会在不同的服务器上导致这个(无法得到想要结果)问题。

无状态应用

无状态应用有更多的数据库 API 调用,但当客户端与不同后端服务器的交互时,无状态应用却存在更少的问题。

 

没明白?简单来说,如果我通过 Web 服务器从客户端向后端服务器 server1 发送请求,它将向客户端返回一个令牌,用于任何进一步的访问请求。

客户端可以使用令牌并向 Web 服务器发送请求。此 Web 服务器将请求连同令牌一起发送到任意后端服务器,而每个后端服务器都能提供相同的所需结果。

Nginx 是什么?

Nginx 是网络服务器,到目前为止,我的整个博客一直在用这个网络服务器。老实说,Nginx 这就像个中间人。

 

这个图不难理解,它是目前为止所有概念的一个组合。在这里,我们有 3 个后端服务器运行在 3001、3002 和 3003 端口,这些后端服务器都能访问同一个运行在 5432 端口的数据库。

当一个客户端向 https://localhost (默认端口 443)发起一个 GET /employees 请求时,Nginx 将基于算法向任意后端服务器发送请求,从数据库获取数据并将 JSON 数据返回 Nginx Web 服务器再发送给客户端。

如果我们使用一个诸如轮询这样的算法,它让 client2 向 https://localhost 发送一个请求,然后 Nginx 服务器会先将请求传到 3000 端口并将响应返回给客户端。对另一个请求,Nginx 会把请求传给 3002 端口,以此类推。

知识储备完成!到这里,你对 Nginx 是什么以及 Nginx 所涉及的术语有了一个清晰的理解。是时候,了解安装和配置技术了。

开始安装 Nginx

时机到了,如果你了解了上面的概念,可以动手开始 Nginx 实践了。

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嗯,Nginx 的安装过程对任何系统来说都很简单。我是一个 Mac OSX 用户,所以例子的命令是基于 macOS 的, Ubuntu、Windows 和其他 Linux 发行版操作和例子类似。

  1. $ brew install Nginx 

只要执行上面这步,你的系统就有 Nginx 了!是不是很神奇?

运行 Nginx 如此简单,要检查 Nginx 是否运行也很简单。

  1. $ nginx  
  2. OR  
  3. $ sudo nginx 

执行上面指令,再打开浏览器并输入 http://localhost:8080/ 回车查看下,你会看到以下画面!

 

Nginx 基本配置 & 示例

下面,我们通过实操来感受下 Nginx 的魔力。

首先,在本地创建如下的目录结构:

  1. ├── nginx-demo 
  2. │  ├── content 
  3. │  │  ├── first.txt 
  4. │  │  ├── index.html 
  5. │  │  └── index.md 
  6. │  └── main 
  7. │    └── index.html 
  8. └── temp-nginx 
  9.   └── outsider 
  10.     └── index.html 

当然,.html 和 .md 文件中要包含基本信息。我们想要得到什么呢?

这里,我们有两个单独的文件夹 nginx-demo 和 temp-nginx,每个文件夹都包含静态 HTML 文件。我们将着力在一个公共端口上运行这两个文件夹,并设置我们想要的规则。

回到之前说的,如果要修改 Nginx 默认配置,得修改 usr/local/etc/nginx 目录下的 nginx.conf文件。

我的系统中有 vim,所以在这里用 vim 来更改 Nginx 配置,你可以用自己的编辑器来修改配置。

  1. $ cd /usr/local/etc/nginx 
  2. $ vim nginx.conf 

上面的命令会打开一个 Nginx 默认配置文件,我真的不想直接使用默认配置。因此,我通常的做法是复制这个配置文件,然后对主文件进行更改。这里也不例外。

  1. $ cp nginx.conf copy-nginx.conf 
  2. $ rm nginx.conf && vim nginx.conf 

上面命令将打开一个空文件,我们将为它添加配置。

①添加配置的基本设置。一定要添加 events {},因为在 Nginx 架构中,它通常用来表示 worker 的数量。在这里我们用 http 告诉 Nginx 我们将在 OSI 模型的第 7 层作业。

这里,我们告诉 Nginx 监听 5000 端口,并指向 main 文件夹中的静态文件。

  1. http { 
  2.  
  3.   server { 
  4.     listen 5000; 
  5.     root /path/to/nginx-demo/main/;  
  6.     } 
  7.  
  8.  
  9. events {} 

②接下来我们将为 /content 和 /outsider URL 添加其他的规则,其中 outsider 将指向第一步中提到的根目录之外的目录。

这里的 location/content 表示无论我在叶(leaf)目录中定义了什么根(root),content 子 URL 都会被添加到定义的根 URL 的末尾。

因此,当我指定 root 为 root /path/to/nginx-demo/时,这仅仅意味着我告诉 Nginx 在 http://localhost:5000/path/to/nginx-demo/content/ 文件夹中显示静态文件的内容。

  1. http { 
  2.  
  3.   server { 
  4.       listen 5000; 
  5.       root /path/to/nginx-demo/main/;  
  6.  
  7.       location /content { 
  8.           root /path/to/nginx-demo/; 
  9.       }    
  10.  
  11.       location /outsider { 
  12.           root /path/temp-nginx/; 
  13.       } 
  14.   } 
  15.  
  16.  
  17. events {} 

酷毙了!现在 Nginx 不仅能定义 URL 根路径,还可以设置规则,这样我们就能阻止客户端访问某个文件了。

③接下来,我们在主服务器上编写一个规则来防止任意 .md 文件被访问。我们可以在 Nginx 中使用正则表达式,因此我们将这样定义规则:

  1. location ~ .md { 
  2.       return 403; 

④最后,让我们学习下 proxy_pass 命令来结束这个章节。我们已经了解了什么是代理和反向代理,在这里我们从定义另一个运行在 8888 端口上的后端服务器开始。现在,我们在 5000 和 8888 端口上运行了 2 个后端服务器。

我们要做的是,当客户端通过 Nginx 访问 8888 端口时,将这个请求传到 5000 端口,并将响应返回给客户端!

  1. server { 
  2.     listen 8888; 
  3.  
  4.     location / { 
  5.         proxy_pass http://localhost:5000/; 
  6.     } 
  7.  
  8.     location /new { 
  9.         proxy_pass http://localhost:5000/outsider/; 
  10.     } 

看下,这是所有的配置信息:

  1. http { 
  2.  
  3.     server { 
  4.         listen 5000; 
  5.         root /path/to/nginx-demo/main/;  
  6.  
  7.         location /content { 
  8.             root /path/to/nginx-demo/; 
  9.         }    
  10.  
  11.         location /outsider { 
  12.             root /path/temp-nginx/; 
  13.         } 
  14.  
  15.                 location ~ .md { 
  16.           return 403; 
  17.         } 
  18.     } 
  19.  
  20.       server { 
  21.         listen 8888; 
  22.  
  23.         location / { 
  24.             proxy_pass http://localhost:5000/; 
  25.         } 
  26.  
  27.         location /new { 
  28.             proxy_pass http://localhost:5000/outsider/; 
  29.         } 
  30.   } 
  31.  
  32.  
  33. events {} 

使用 sudo nginx 来运行此配置。

其他 Nginx 命令

首次启动 Nginx Web 服务器:

  1. $ nginx  
  2. #OR  
  3. $ sudo nginx 

重新加载正在运行的 Nginx Web 服务器:

  1. $ nginx -s reload 
  2. #OR  
  3. $ sudo nginx -s reload 

停止正在运行中的 Nginx Web 服务器:

  1. $ nginx -s stop 
  2. #OR  
  3. $ sudo nginx -s stop 

查看系统上运行的 Nginx 进程:

  1. $ ps -ef | grep Nginx 

第 4 条命令很重要,如果前 3 条命令产生了一些问题,通常你可以用第 4 条命令找到所有正在运行的 Nginx 进程并杀死进程,然后重新启动它们。

要杀死一个进程,你需要 PID,再用以下命令杀死它:

  1. $ kill -9 <PID> 
  2. #OR  
  3. $ sudo kill -9 <PID> 

下面尽情享受 Coding、探索 Nginx 的魔力吧!

作者:Aemie Jariwala

编辑:陶家龙

出处:转载自公众号 HelloGitHub(ID:GitHub520)

 

责任编辑:武晓燕 来源: HelloGitHub
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