你真的了解如何将 Ngin 配置为 Web 服务器吗

2017-02-23 11:46:00

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：

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：

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：

server {    listen      80;    server_name imspm.com  www.imspm.com;    ...}

server_name 的参数可以为：

完整的主机名，如：www.url.com 。
含有通配符（含有 *），如：*.imspm.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：

server {    server_name   ~^(www\.)?(?.+)$;    location / {        root   /sites/$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：

server {    server_name   ~^(www\.)?(.+)$;    location / {        root   /sites/$2;    }}

一个 server_name 示例：

server {    listen      80;    server_name www.url.com  *.imspm.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 www.url.com。
最长的，且以 * 开头的通配名，如：*.imspm.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：www.url.com > *.imspm.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：

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。

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：

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：

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://v.imspm.com 域名的服务器处理：

server {    location /images/ {        root /data;    }    location / {        proxy_pass https://v.imspm.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.imspm.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）：

server{      listen 80;      server_name search.imspm.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：

server{       ...       return      301 https://v.imspm.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：

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：

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：

server{      location / {              return 404;      }}

或者：

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。

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。

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

重写 `URI`s

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：

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：

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