為什麼我推薦Nginx作為後端伺服器代理

碼農小胖哥發表於2020-07-22
Nginx後端伺服器

1. 前言

我們真實的伺服器不應該直接暴露到公網上去，否則更加容易洩露伺服器的資訊，也更加容易受到攻擊。一個比較“平民化”的方案是使用Nginx反向代理它。今天就來聊一聊使用Nginx反向代理的一些能力，Nginx代理能幫助我們實現很多非常有效的API控制功能。這也解釋了我為什麼一直推薦使用Nginx來代理我們的Spring Boot應用。

2. Nginx可以提供哪些能力

Nginx已經不用太多的讚美了，它已經得到了業界的廣泛認可。我們就聊聊它具體能夠實現什麼功能。

2.1 代理能力

這是針對伺服器端我們最常用的功能，一臺具有公網的Nginx伺服器可以代理和它能進行內網通訊的真實的伺服器。讓我們的伺服器不直接對外暴露，增加其抗風險能力。

Nginx反向代理web應用

假如Nginx伺服器192.168.1.8可以和同一內網網段的192.168.1.9的應用伺服器進行通訊，同時Nginx伺服器具有公網能力並將公網繫結到域名felord.cn上。那麼我們Nginx代理的對應的配置（nginx.conf）是這樣的：

    server {
        listen       80;
        server_name  felord.cn;
    #   ^~ 表示uri以某個常規字串開頭，如果匹配到，則不繼續往下匹配。不是正則匹配
        location ^~  /api/v1 {
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_pass http://192.168.1.9:8080/;
        }
    }

經過以上配置後我們伺服器真實的介面地址是http://192.168.1.9:8080/foo/get就可以通過http://felord.cn/api/v1/foo/get訪問。

proxy_pass如果以/結尾，就相當於是絕對根路徑，那麼Nginx不會把location中匹配的路徑部分代理走;如果不以/結尾，也會代理匹配的路徑部分。

2.2 Rewrite功能

Nginx還提供了一個rewrite功能讓我們在請求到達伺服器時重寫URI,有點類似Servlet Filter的意味，對請求進行一些預處理。

Nginx包含rewrite的流程

在2.1的例子中如果我們要實現如果判斷請求為POST的話返回405，只需要更改配置為：

location ^~  /api/v1 {
    proxy_set_header Host $host;
    if ($request_method = POST){
      return 405;
    }
    proxy_pass http://192.168.1.9:8080/;
}

你可以使用Nginx提供的全域性變數(如上面配置中的$request_method)或自己設定的變數作為條件，結合正規表示式和標誌位（last、break、redirect、permanent）實現URI重寫以及重定向。

2.3 配置HTTPS

之前很多同學在群裡問如何在Spring Boot專案中配置HTTPS,我都推薦使用Nginx來做這個事情。 Nginx比Spring Boot中配置SSL要方便的多，而且不影響我們本地開發。Nginx中HTTPS的相關配置根據下面的改一改就能用：

http{
    #http節點中可以新增多個server節點
    server{
        #ssl 需要監聽443埠
        listen 443;
        # CA證書對應的域名
        server_name felord.cn;
        # 開啟ssl
        ssl on;
        # 伺服器證書絕對路徑
        ssl_certificate /etc/ssl/cert_felord.cn.crt;
        # 伺服器端證書key絕對路徑 
        ssl_certificate_key /etc/ssl/cert_felord.cn.key;
        ssl_session_timeout 5m;
        # 協議型別
        ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
        # ssl演算法列表 
        ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE;
        #  是否 伺服器決定使用哪種演算法  on/off   TLSv1.1 的話需要開啟
        ssl_prefer_server_ciphers on;
        
        location ^~  /api/v1 {
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_pass http://192.168.1.9:8080/;
        }
    }
    # 如果使用者通過 http 訪問 直接重寫 跳轉到 https 這個是一個很有必要的操作
    server{
        listen 80;
        server_name felord.cn;
        rewrite ^/(.*)$ https://felord.cn:443/$1 permanent;
    }

}

這裡就用到了rewrite來提高使用者體驗。

2.4 負載均衡

一般專案都是從小做到大起來的，起步的時候部署一個伺服器就夠用了，如果你的專案使用者多了起來，首先恭喜你，說明你的專案方向很對。但是伴隨而來還有伺服器壓力，你一定不想伺服器當機帶來的各種損失，你需要快速提高伺服器的抗壓能力，或者你想不停機維護避免業務中斷，這些都可以通過Nginx的負載均衡來實現，而且非常簡單。假如felord.cn我們部署了三個節點：

Nginx 負載均衡

最簡單的輪詢策略

輪番派發請求，這種配置是最簡單的：

http {
    
    upstream app {
           # 節點1
           server 192.168.1.9:8080;
           # 節點2
           server 192.168.1.10:8081;
           # 節點3
           server 192.168.1.11:8082;
    }
    
    server {
        listen       80;
        server_name  felord.cn;
    #   ^~ 表示uri以某個常規字串開頭，如果匹配到，則不繼續往下匹配。不是正則匹配
        location ^~  /api/v1 {
            proxy_set_header Host $host;
            # 負載均衡
            proxy_pass http://app/;
        }
    }
}

加權輪詢策略

指定輪詢機率，weight和訪問比率成正比，用於後端伺服器效能不均的情況：

upstream app {
       # 節點1
       server 192.168.1.9:8080 weight = 6;
       # 節點2
       server 192.168.1.10:8081 weight = 3;
       # 節點3
       server 192.168.1.11:8082 weight = 1;
}

最終請求處理數將為6：3：1 進行分配。其實簡單輪詢可以看作所有的權重均分為1。輪詢當機可自動剔除。

IP HASH

根據訪問IP進行Hash，這樣每個客戶端將固定訪問伺服器，如果伺服器當機，需要手動剔除。

upstream app {
       ip_hash;
       # 節點1
       server 192.168.1.9:8080 weight = 6;
       # 節點2
       server 192.168.1.10:8081 weight = 3;
       # 節點3
       server 192.168.1.11:8082 weight = 1;
}

最少連線

請求將轉發到連線數較少的伺服器上，充分利用伺服器資源：

upstream app {
       least_conn;
       # 節點1
       server 192.168.1.9:8080 weight = 6;
       # 節點2
       server 192.168.1.10:8081 weight = 3;
       # 節點3
       server 192.168.1.11:8082 weight = 1;
}

其它方式

我們可以藉助一些外掛來實現其它模式的負載均衡，例如藉助於nginx-upsync-module實現動態負載均衡。我們是不是藉助於此可以開發一個灰度釋出功能呢？

2.5 限流

通過對Nginx的配置，我們可以實現漏桶演算法和令牌桶演算法，通過限制單位時間的請求數、同一時間的連線數來限制訪問速度。這一塊我並沒有深入研究過這裡就提一提，你可以查詢相關的資料研究。

3. 總結

Nginx非常強大，推薦使用它來代理我們的後端應用，我們可以通過配置實現很多有用的功能，而不必進行一些非業務邏輯的編碼來實現，如果你在Spring Boot中實現限流、配置SSL的話，麻煩不說，還影響本地開發，使用Nginx可以讓我們專心到業務中去。可以說Nginx在這裡充當了一個小閘道器的作用，其實很多知名閘道器底層都是Nginx，比如Kong、Orange、Apache APISIX等，如果你有興趣可以玩一玩Nginx的高階形態Openresty。另外我這裡也有一份非常不錯的Nginx入門資料送給你，可以關注：碼農小胖哥 回覆 nginx 獲取。

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