Nginx反向代理和負載均衡部署指南 - 慶沉的個人空間 - 詳情 - nginx,IP,Nginx,JavaScript,前端開發 lanhy 博客

本文詳解Nginx反向代理原理、配置技巧和負載均衡策略，從入門到生產級實踐。

前言

Nginx是最流行的Web服務器和反向代理：

全球使用率超過30%
性能強悍，10萬+併發輕鬆
配置靈活，功能豐富

今天來深入講解Nginx反向代理和負載均衡的實戰配置。

一、反向代理基礎

1.1 什麼是反向代理

正向代理（代理客户端）：
客户端 → 代理服務器 → 目標服務器
例如：FQ工具

反向代理（代理服務端）：
客户端 → Nginx → 後端服務器
例如：網站負載均衡

1.2 反向代理的作用

功能	説明
負載均衡	分發請求到多台後端
SSL終結	統一處理HTTPS
緩存加速	緩存靜態資源
安全隔離	隱藏真實服務器
統一入口	多服務共用80/443端口

1.3 安裝Nginx

# Ubuntu/Debian
sudo apt update
sudo apt install nginx -y

# CentOS
sudo yum install epel-release -y
sudo yum install nginx -y

# 啓動
sudo systemctl start nginx
sudo systemctl enable nginx

# 驗證
curl http://localhost

二、基礎反向代理配置

2.1 最簡配置

# /etc/nginx/conf.d/proxy.conf
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
    }
}

2.2 完整配置模板

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    # 日誌
    access_log /var/log/nginx/example_access.log;
    error_log /var/log/nginx/example_error.log;
    
    location / {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
        
        # 傳遞真實IP
        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-Proto $scheme;
        
        # 超時設置
        proxy_connect_timeout 60s;
        proxy_send_timeout 60s;
        proxy_read_timeout 60s;
        
        # 緩衝設置
        proxy_buffering on;
        proxy_buffer_size 4k;
        proxy_buffers 8 4k;
    }
}

2.3 多服務代理

# 不同路徑代理到不同服務
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    # 前端靜態文件
    location / {
        root /var/www/html;
        try_files $uri $uri/ /index.html;
    }
    
    # API服務
    location /api/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:3000/;
    }
    
    # 管理後台
    location /admin/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:8000/;
    }
    
    # WebSocket
    location /ws/ {
        proxy_pass http://127.0.0.1:9000/;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
    }
}

三、負載均衡

3.1 負載均衡策略

策略	説明	適用場景
輪詢（默認）	依次分發	服務器配置相同
加權輪詢	按權重分發	服務器配置不同
IP Hash	同IP固定後端	需要會話保持
Least Conn	最少連接優先	長連接場景
Fair	響應時間優先	需要第三方模塊

3.2 輪詢配置

upstream backend {
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    server 192.168.1.103:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

3.3 加權輪詢

upstream backend {
    server 192.168.1.101:8080 weight=5;  # 處理50%請求
    server 192.168.1.102:8080 weight=3;  # 處理30%請求
    server 192.168.1.103:8080 weight=2;  # 處理20%請求
}

3.4 IP Hash（會話保持）

upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    server 192.168.1.103:8080;
}

3.5 最少連接

upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    server 192.168.1.103:8080;
}

3.6 健康檢查

upstream backend {
    server 192.168.1.101:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.102:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server 192.168.1.103:8080 backup;  # 備用服務器
}

# max_fails: 失敗次數閾值
# fail_timeout: 標記不可用時長
# backup: 主服務器都掛了才啓用

四、HTTPS配置

4.1 SSL證書配置

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;
    
    ssl_certificate /etc/nginx/ssl/example.com.crt;
    ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/example.com.key;
    
    # SSL優化
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
    ssl_session_timeout 10m;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto https;
    }
}

# HTTP跳轉HTTPS
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}

4.2 Let's Encrypt自動證書

# 安裝certbot
sudo apt install certbot python3-certbot-nginx -y

# 自動配置
sudo certbot --nginx -d example.com

# 自動續期
sudo certbot renew --dry-run

五、性能優化

5.1 Gzip壓縮

http {
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_min_length 1024;
    gzip_comp_level 6;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript 
               text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
}

5.2 靜態文件緩存

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
    expires 30d;
    add_header Cache-Control "public, no-transform";
}

5.3 代理緩存

http {
    # 定義緩存區
    proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m 
                     max_size=1g inactive=60m use_temp_path=off;
}

server {
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        
        # 啓用緩存
        proxy_cache my_cache;
        proxy_cache_valid 200 60m;
        proxy_cache_valid 404 1m;
        proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
        
        # 緩存狀態頭
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
    }
}

5.4 連接優化

http {
    # 長連接
    keepalive_timeout 65;
    keepalive_requests 1000;
    
    # upstream長連接
    upstream backend {
        server 127.0.0.1:8080;
        keepalive 32;
    }
}

六、跨網絡代理場景

6.1 常見場景

場景：公司有多個機房/分支，需要統一入口

┌─────────────┐     ┌─────────────┐     ┌─────────────┐
│   總部機房   │     │   分部A     │     │   分部B     │
│   Nginx     │     │  後端服務    │     │  後端服務    │
│ 192.168.1.1│     │192.168.2.10│     │192.168.3.10│
└─────────────┘     └─────────────┘     └─────────────┘

問題：各機房網絡不通，Nginx無法直接代理到分部服務器。

6.2 組網解決方案

使用組網軟件（如星空組網）打通網絡：

組網後：
┌─────────────┐
│   Nginx     │
│  10.10.0.1  │←─┐
└─────────────┘  │
                 │ 組網虛擬局域網
┌─────────────┐  │
│   分部A     │←─┤
│  10.10.0.2  │  │
└─────────────┘  │
                 │
┌─────────────┐  │
│   分部B     │←─┘
│  10.10.0.3  │
└─────────────┘

Nginx配置：

upstream all_servers {
    server 10.10.0.1:8080;  # 總部（組網IP）
    server 10.10.0.2:8080;  # 分部A（組網IP）
    server 10.10.0.3:8080;  # 分部B（組網IP）
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://all_servers;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

效果：

多機房服務統一入口
負載均衡跨機房
故障自動切換
無需公網暴露各分部服務

6.3 按地域分流

# 根據用户IP分流到最近機房
upstream beijing {
    server 10.10.0.1:8080;
}

upstream shanghai {
    server 10.10.0.2:8080;
}

upstream guangzhou {
    server 10.10.0.3:8080;
}

# 需要GeoIP模塊
map $geoip_city $backend {
    default         beijing;
    "Shanghai"      shanghai;
    "Guangzhou"     guangzhou;
}

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

七、安全配置

7.1 限流

http {
    # 定義限流區
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=10r/s;
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;
}

server {
    location /api/ {
        # 每秒10個請求，突發20個
        limit_req zone=one burst=20 nodelay;
        # 每IP最多100連接
        limit_conn addr 100;
        
        proxy_pass http://backend;
    }
}

7.2 訪問控制

location /admin/ {
    # 白名單
    allow 192.168.1.0/24;
    allow 10.10.0.0/24;  # 組網IP段
    deny all;
    
    proxy_pass http://backend;
}

7.3 隱藏版本信息

http {
    server_tokens off;
}

7.4 防盜鏈

location ~* \.(gif|jpg|png)$ {
    valid_referers none blocked example.com *.example.com;
    if ($invalid_referer) {
        return 403;
    }
}

八、監控與日誌

8.1 自定義日誌格式

http {
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for" '
                    '$upstream_addr $upstream_response_time $request_time';
    
    access_log /var/log/nginx/access.log main;
}

8.2 狀態監控

server {
    listen 8080;
    
    location /nginx_status {
        stub_status on;
        allow 127.0.0.1;
        allow 10.10.0.0/24;  # 組網IP
        deny all;
    }
}

# 查看狀態
curl http://localhost:8080/nginx_status

Active connections: 42 
server accepts handled requests
 7368 7368 12345 
Reading: 0 Writing: 5 Waiting: 37

8.3 日誌分析

# 統計請求數
awk '{print $1}' access.log | sort | uniq -c | sort -rn | head -20

# 統計狀態碼
awk '{print $9}' access.log | sort | uniq -c | sort -rn

# 慢請求分析
awk '$NF > 1 {print $0}' access.log

九、常見問題

9.1 502 Bad Gateway

# 後端服務未啓動或無法連接
# 檢查後端服務
curl http://127.0.0.1:8080

# 檢查Nginx錯誤日誌
tail -f /var/log/nginx/error.log

9.2 504 Gateway Timeout

# 增加超時時間
location / {
    proxy_pass http://backend;
    proxy_connect_timeout 300s;
    proxy_send_timeout 300s;
    proxy_read_timeout 300s;
}

9.3 配置檢查

# 檢查配置語法
nginx -t

# 重載配置
nginx -s reload

十、總結

Nginx反向代理配置要點：

基礎代理：proxy_pass + 必要的header
負載均衡：根據場景選擇策略
健康檢查：設置失敗閾值和備用服務器
HTTPS：Let's Encrypt免費證書
性能優化：Gzip、緩存、長連接
跨網絡代理：組網打通多機房
安全加固：限流、訪問控制

生產環境建議：

配置健康檢查
啓用訪問日誌
配置合理的超時
使用HTTPS

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博客 / 詳情

Nginx反向代理和負載均衡部署指南 - 慶沉的個人空間 -

前言

一、反向代理基礎

1.1 什麼是反向代理

1.2 反向代理的作用

1.3 安裝Nginx

二、基礎反向代理配置

2.1 最簡配置

2.2 完整配置模板

2.3 多服務代理

三、負載均衡

3.1 負載均衡策略

3.2 輪詢配置

3.3 加權輪詢

3.4 IP Hash（會話保持）

3.5 最少連接

3.6 健康檢查

四、HTTPS配置

4.1 SSL證書配置

4.2 Let's Encrypt自動證書

五、性能優化

5.1 Gzip壓縮

5.2 靜態文件緩存

5.3 代理緩存

5.4 連接優化

六、跨網絡代理場景

6.1 常見場景

6.2 組網解決方案

6.3 按地域分流

七、安全配置

7.1 限流

7.2 訪問控制

7.3 隱藏版本信息

7.4 防盜鏈

八、監控與日誌

8.1 自定義日誌格式

8.2 狀態監控

8.3 日誌分析

九、常見問題

9.1 502 Bad Gateway

9.2 504 Gateway Timeout

9.3 配置檢查

十、總結

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