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你真的了解如何将 Nginx 配置为Web服务器吗

简介: 阅读之前,建议先阅读初识 Nginx。 之后,我们来了解一下 Nginx 配置。 抽象来说,将 Nginx 配置为 Web 服务器就是定义处理哪些 URLS 和如何处理这些URLS 对应的请求。具体来说,就是定义一些虚拟服务器(Virtual Servers),控制具有特定 IP 和域名的请求。
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阅读之前,建议先阅读初识 Nginx。 之后,我们来了解一下 Nginx 配置。

抽象来说,将 Nginx 配置为 Web 服务器就是定义处理哪些 URLS 和如何处理这些URLS 对应的请求。具体来说,就是定义一些虚拟服务器(Virtual Servers),控制具有特定 IP 和域名的请求。

更具体的来说, Nginx 通过定义一系列 locations 来控制对 URIS 的选择。每一个 location 定义了对映射到自己的请求的处理场景:返回一个文件或者代理请求,或者根据不同的错误代码返回不同的错误页面。另外,根据 URI 的不同,请求也可以被重定向到其它 server 或者 location 。

设置虚拟服务器

listen:
Nginx 配置文件至少包含一个 server 命令 ,用来定义虚拟服务器。当请求到来时, Nginx 会首先选择一个虚拟服务器来处理该请求。

虚拟服务器定义在 http 上下文中的 server 中:

Copy
http {
    server {
        # Server configuration
    }
}

注意: http 中可以定义多个 server

server 配置块使用 listen 命令监听本机 IP 和端口号(包括 Unix domain socket and path),支持 IPv4、IPv6,IPv6地址需要用方括号括起来:

Copy
server {
    listen 127.0.0.1:8080;  # IPv4地址,8080端口
    # listen [2001:3CA1:10F:1A:121B:0:0:10]:80;   # IPv6地址,80端口
    # listen [::]:80;  # 听本机的所有IPv4与IPv6地址,80端口
    # The rest of server configuration
}

上述配置,如果不写端口号,默认使用80端口,如果不写 IP ,则监听本机所有 IP。

server_name:

如果多个 server 的 listen IP 和端口号一模一样, Nginx 通过请求头中的 Host 与 server_name 定义的主机名进行比较,来选择合适的虚拟服务器处理请求:

Copy
server {
    listen      80;
    server_name lufficc.com  www.lufficc.com;
    ...
}

server_name 的参数可以为:

完整的主机名,如:api.lufficc.com
含有通配符(含有 ),如:.lufficc.com 或 api.* 。
正则表达式,以 ~ 开头。

通配符只能在开头或结尾,而且只能与一个 . 相邻。www..example.org 和 w.example.org 均无效。 但是,可以使用正则表达式匹配这些名称,例如 ~^www..+.example.org$ 和 ~^w..example.org$ 。 而且 可以匹配多个部分。 名称 * .example.org 不仅匹配 www.example.org,还匹配www.sub.example.org。

对于正则表达式:Nginx 使用的正则表达式与 Perl 编程语言(PCRE)使用的正则表达式兼容。 要使用正则表达式,且必须以 ~ 开头。

命名的正则表达式可以捕获变量,然后使用:

Copy
server {
    server_name   ~^(www\.)?(?<domain>.+)$;

    location / {
        root   /sites/$domain;
    }
}

小括号 () 之间匹配的内容,也可以在后面通过 $1 来引用,$2 表示的是前面第二个 () 里的内容。因此上述内容也可写为:

Copy
server {
    server_name   ~^(www\.)?(.+)$;

    location / {
        root   /sites/$2;
    }
}
一个 server_name 示例:

Copy
server {
    listen      80;
    server_name api.lufficc.com  *.lufficc.com;
    ...
}

同样,如果多个名称匹配 Host 头部, Nginx 采用下列顺序选择:

完整的主机名,如 api.lufficc.com
最长的,且以 开头的通配名,如:.lufficc.com。
最长的,且以 结尾的通配名,如:api.
第一个匹配的正则表达式。(按照配置文件中的顺序)
即优先级:api.lufficc.com > .lufficc.com > api. > 正则。

如果 Host 头部不匹配任何一个 server_name ,Nginx 将请求路由到默认虚拟服务器。默认虚拟服务器是指:nginx.conf 文件中第一个 server 或者 显式用 default_server 声明:

Copy
server {
    listen      80 default_server;
    ...
}

配置 location

URI 与 location 参数的匹配
当选择好 server 之后,Nginx 会根据 URIs 选择合适的 location 来决定代理请求或者返回文件。

location 指令接受两种类型的参数:

前缀字符串(路径名称)
正则表达式
对于前缀字符串参数, URIs 必须严格的以它开头。例如对于 /some/path/ 参数,可以匹配 /some/path/document.html ,但是不匹配 /my-site/some/path,因为 /my-site/some/path 不以 /some/path/ 开头。

Copy
location /some/path/ {
    ...
}

对于正则表达式,以 ~ 开头表示大小写敏感,以 ~* 开头表示大小写不敏感。注意路径中的 . 要写成 . 。例如一个匹配以 .html 或者 .htm 结尾的 URI 的 location:

Copy
location ~ \.html? {
    ...
}

正则表达式的优先级大于前缀字符串。如果找到匹配的前缀字符串,仍继续搜索正则表达式,但如果前缀字符串以 ^~ 开头,则不再检查正则表达式。

具体的搜索匹配流程如下:

将 URI 与所有的前缀字符串进行比较。
= 修饰符表明 URI 必须与前缀字符串相等(不是开始,而是相等),如果找到,则搜索停止。
如果找到的最长前缀匹配字符串以 ^~ 开头,则不再搜索正则表达式是否匹配。
存储匹配的最长前缀字符串。
测试对比 URI 与正则表达式。
找到第一个匹配的正则表达式后停止。
如果没有正则表达式匹配,使用 4 存储的前缀字符串对应的 location。
= 修饰符拥有最高的优先级。如网站首页访问频繁,我们可以专门定义一个 location 来减少搜索匹配次数(因为搜索到 = 修饰的匹配的 location 将停止搜索),提高速度:

Copy
location = / {
    ...
}

静态文件和代理

location 也定义了如何处理匹配的请求:返回静态文件 或者 交给代理服务器处理。下面的例子中,第一个 location 返回 /data 目录中的静态文件,第二个 location 则将请求传递给 https://lufficc.com 域名的服务器处理:

Copy
server {
    location /images/ {
        root /data;
    }

    location / {
        proxy_pass https://lufficc.com;
    }
}

root 指令定义了静态文件的根目录,并且和 URI 拼接形成最终的本地文件路径。如请求 /images/example.png,则拼接后返回本地服务器文件 /data/images/example.png 。

proxy_pass 指令将请求传递到 URL 指向的代理服务器。让后将来自代理服务器的响应转发给客户端。 在上面的示例中,所有不以 /images / 开头的 URI 的请求都将传递给代理服务器处理。

比如我把 proxy_pass 设置为 https://www.baidu.com/,那么访问 http://search.lufficc.com/ 将得到百度首页一样的响应(页面)(感兴趣的童鞋可以自己试一试搜索功能,和百度没差别呢):

Copy
server{
      listen 80;
      server_name search.lufficc.com;
      location / {
              proxy_pass https://www.baidu.com;
      }
}

使用变量(Variables)

你可以使用变量来使 Nginx 在不同的请求下采用不同的处理方式。变量是在运行时计算的,用作指令的参数。 变量由 $ 开头的符号表示。 变量基于 Nginx 的状态定义信息,例如当前处理的请求的属性。

有很多预定义变量,例如核心的 HTTP 变量,你也可以使用 set,map 和 geo 指令定义自定义变量。 大多数变量在运行时计算,并包含与特定请求相关的信息。 例如,$remote_addr 包含客户端 IP 地址,$uri 保存当前URI值。

一些常用的变量如下:

变量名称 作用
$uri 请求中的当前URI(不带请求参数),它可以通过内部重定向,或者使用index指令进行修改,$uri不包含主机名,如 /foo/bar.html。
$arg_name 请求中的的参数名,即“?”后面的arg_name=arg_value形式的arg_name
$hostname 主机名
$args 请求中的参数值
$query_string 同 $args
$request 代表客户端的请求地址
$request_uri 这个变量等于包含一些客户端请求参数的原始URI,它无法修改,不包含主机名,如:/cnphp/test.php?arg=freemouse。

一个简单的应用就是从 http 重定向到 https 时带上路径信息:

Copy
server{
       ...
       return      301 https://lufficc.com$request_uri;
       ...
}

返回特定状态码
如果你的网站上的一些资源永久移除了,最快最简洁的方法就是使用 return 指令直接返回:

Copy
location /wrong/url {
    return 404;
}

return 的第一个参数是响应代码。可选的第二个参数可以是重定向(对应于代码301,302,303和307)的 URL 或在响应正文中返回的文本。 例如:

Copy
location /permanently/moved/url {
    return 301 http://www.example.com/moved/here;
}

return 指令可以包含在 location 和 server 上下文中:

Copy
server{
      location / {
              return 404;
      }
}
或者:

Copy
server{
      ...
      return 404;
      location / {
          ...            
      }
}

错误处理

error_page 命令可以配置特定错误码的错误页面,或者重定向到其他的页面。下面的示例将在 404 错误发生时返回 /404.html 页面。

Copy
error_page 404 /404.html;

error_page 命令定义了如何处理错误,因此不会直接返回,而 return 确实会立即返回。当代理服务器或者 Nginx 处理时产生相应的错误的代码,均会返回相应的错误页面。

在下面的示例中,当 Nginx 找不到页面时,它将使用代码301替换代码404,并将客户端重定向到 http://example.com/new/path.html 。 此配置很有用,比如当客户端仍尝试用旧的 URI 访问页面时,301代码通知浏览器页面已永久移除,并且需要自动替换为返回的新地址。

Copy
location /old/path.html {
    error_page 404 =301 http:/example.com/new/path.html;
}

重写 URIs

rewrite 指令可以多次修改请求的 URI。rewrite 的第一个参数是 URI需要匹配的正则表达式,第二个参数是将要替换的 URI。第三个参数可选,指示是否继续可以重写或者返回重定向代码(301或302)。例如:

Copy
location /users/ {
    rewrite ^/users/(.*)$ /show?user=$1 break;
}

您可以在 server 和 location 上下文中包括多个 rewrite 指令。 Nginx 按照它们发生的顺序一个一个地执行指令。 当选择 server 时,server 中的 rewrite 指令将执行一次。

在 Nginx 处理一组 rewrite 指令之后,它根据新的 URI 选择 location 。 如果所选 location 仍旧包含 rewrite 指令,它们将依次执行。 如果 URI 匹配所有,则在处理完所有定义的 rewrite 指令后,搜索新的 location 。

以下示例将 rewrite 指令与 return 指令结合使用:

Copy
server {
    ...
    rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.mp3 last;
    rewrite ^(/download/.*)/audio/(.*)\..*$ $1/mp3/$2.ra  last;
    return  403;
    ...
}

诸如 /download/some/media/file 的 URI 被改为 /download/some/mp3/file.mp3 。 由于 last 标志,后续指令(第二个 rewrite 指令和 return 指令)被跳过,但 Nginx 继续以更改后的 URI 处理请求。 类似地,诸如 /download/some/audio/file 的 URI 被替换为 /download/some/mp3/file.ra。 如果 URI 不匹配 rewrite 指令,Nginx 将403 错误代码返回给客户端。

last 与 break的区别是:

last : 在当前 server 或 location 上下文中停止执行 rewrite 指令,但是 Nginx 继续搜索与重写的URI匹配的 location,并应用新 location 中的任何 rewrite 指令(这意味着 URI 可能再次改变)。
break :停止当前上下文中 rewrite 指令的处理,并取消搜索与新 URI 匹配的 location。 不会执行新 location中的 rewrite 指令。

附录

常用正则

  • . : 匹配除换行符以外的任意字符
  • ? : 重复0次或1次
    • : 重复1次或更多次
  • *: 重复0次或更多次
  • d :匹配数字
  • ^ : 匹配字符串的开始
  • $ : 匹配字符串的结束
  • {n} : 重复n次
  • {n,} : 重复n次或更多次
  • [c] : 匹配单个字符c
  • [a-z]: 匹配a-z小写字母的任意一个

全局变量

  • $args : #这个变量等于请求行中的参数,同$query_string
  • $content_length : 请求头中的Content-length字段。
  • $content_type : 请求头中的Content-Type字段。
  • $document_root : 当前请求在root指令中指定的值。
  • $host : 请求主机头字段,否则为服务器名称。
  • $http_user_agent : 客户端agent信息
  • $http_cookie : 客户端cookie信息
  • $limit_rate : 这个变量可以限制连接速率。
  • $request_method : 客户端请求的动作,通常为GET或POST。
  • $remote_addr : 客户端的IP地址。
  • $remote_port : 客户端的端口。
  • $remote_user : 已经经过Auth Basic Module验证的用户名。
  • $request_filename : 当前请求的文件路径,由root或alias指令与URI请求生成。
  • $scheme : HTTP方法(如http,https)。
  • $server_protocol : 请求使用的协议,通常是HTTP/1.0或HTTP/1.1。
  • $server_addr : 服务器地址,在完成一次系统调用后可以确定这个值。
  • $server_name : 服务器名称。
  • $server_port : 请求到达服务器的端口号。
  • $request_uri : 包含请求参数的原始URI,不包含主机名,如:/foo/bar.php?arg=baz。
  • $uri : 不带请求参数的当前URI,$uri不包含主机名,如/foo/bar.html。
  • $document_uri : 与$uri相同。
例如请求:http://localhost:88/test1/test2/test.php
$host:localhost
$server_port:88
$request_uri:/test1/test2/test.php
$document_uri:/test1/test2/test.php
$document_root:/var/www/html
$request_filename:/var/www/html/test1/test2/test.php

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