nginx教程从入门到精通，如何快速掌握核心技能？-杰瑞科技汇

Nginx 教程：从入门到精通

Nginx (发音 "engine-x") 是一款由俄罗斯程序员 Igor Sysoev 开发的高性能 HTTP 和反向代理服务器，它以其高并发、低内存消耗、稳定性和丰富的功能而闻名，是全球最流行的 Web 服务器之一。

（图片来源网络，侵删）

第一部分：入门篇 - 初识 Nginx

1 什么是 Nginx？

想象一下,你有一个网站（比如一个用 PHP 写的博客），当用户访问 yourdomain.com 时，需要一个程序来接收请求、处理它，然后把网页内容返回给用户，这个程序就是 Web 服务器。

Nginx 就是这样一个角色，但它远不止于此，它主要有三个角色：

Web 服务器：直接处理静态文件请求（如 HTML, CSS, JavaScript, 图片）。
反向代理服务器：作为客户端和后端服务器（如 Tomcat, Node.js, Python 应用）之间的中间人，接收请求并转发给合适的应用服务器。
负载均衡器：当有多个后端服务器时，Nginx 可以根据不同的策略（如轮询、最少连接）将请求分发到不同的服务器，防止单台服务器过载。

2 Nginx 的核心优势

高并发：Nginx 采用事件驱动、异步非阻塞的模型（epoll 模型），使其能轻松处理数万甚至数十万的并发连接，远超传统的 Apache 等服务器。
低资源消耗：处理高并发的同时，Nginx 本身占用的内存非常小。
高稳定性：Nginx 的设计非常注重稳定性和健壮性，能够长时间不间断运行。
模块化设计：功能丰富且高度可扩展，通过加载不同的模块可以实现各种复杂功能。
配置简单：配置文件结构清晰，易于理解和维护。

3 Nginx 与 Apache 的简单对比

特性	Nginx	Apache
模型	异步非阻塞	同步阻塞（传统模式）
并发性能	极高	相对较低
静态文件处理	极快	较快
反向代理	原生支持，性能卓越	需要模块支持
配置文件	声明式，简洁	功能强大但有时复杂
	需要配合 FastCGI 等处理	原生支持 PHP 等模块

Nginx 在处理高并发和静态资源方面优势明显，非常适合作为现代 Web 应用的前端网关。

第二部分：安装与基础配置

1 安装 Nginx

根据你的操作系统选择安装方式。

（图片来源网络，侵删）

在 Linux (Ubuntu/Debian) 上:

# 更新软件包列表
sudo apt update
# 安装 nginx
sudo apt install nginx
# 启动 nginx 服务
sudo systemctl start nginx
# 设置开机自启
sudo systemctl enable nginx
# 检查服务状态
sudo systemctl status nginx

在 Linux (CentOS/RHEL) 上:

# 安装 EPEL 仓库
sudo yum install epel-release
# 安装 nginx
sudo yum install nginx
# 启动 nginx 服务
sudo systemctl start nginx
# 设置开机自启
sudo systemctl enable nginx
# 检查服务状态
sudo systemctl status nginx

在 macOS 上 (使用 Homebrew):

# 安装 Homebrew (如果尚未安装)
/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"
# 安装 nginx
brew install nginx
# 启动 nginx
brew services start nginx

2 Nginx 目录结构

安装完成后,了解几个关键目录：

配置文件目录:
- /etc/nginx/: 主配置目录。
- /etc/nginx/nginx.conf: Nginx 的主配置文件。
- /etc/nginx/sites-available/: 存放可用站点配置文件。
- /etc/nginx/sites-enabled/: 存放已启用的站点配置文件（通常是 sites-available 中文件的软链接）。
Web 根目录:
- /var/www/html/: 默认存放网站静态文件的地方。
日志目录:
- /var/log/nginx/: 存放访问日志和错误日志。
- /var/log/nginx/access.log: 访问日志。
- /var/log/nginx/error.log: 错误日志。

3 Nginx 核心配置文件解析

打开 /etc/nginx/nginx.conf，我们来理解其结构：

user www-data; # 运行 Nginx 的用户和组
worker_processes auto; # 工作进程数，通常设置为 CPU 核心数或 auto
events {
    worker_connections 768; # 每个工作进程的最大连接数
}
http {
    # --- 基础设置 ---
    sendfile on; # 高效传输文件
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    keepalive_timeout 65; # 保持连接的超时时间
    types_hash_max_size 2048;
    # --- 文件类型映射 ---
    include /etc/nginx/mime.types;
    default_type application/octet-stream;
    # --- 日志格式 ---
    log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                    '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                    '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';
    access_log /var/log/nginx/access.log main;
    error_log /var/log/nginx/error.log;
    # --- Gzip 压缩 ---
    gzip on;
    gzip_vary on;
    gzip_proxied any;
    gzip_comp_level 6;
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
    # --- 包含站点配置 ---
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
    include /etc/nginx/sites-enabled/*;
}

核心概念:

main (主) 块: 最顶层的配置，影响全局。
events 块: 主要影响 Nginx 与网络连接相关的设置。
http 块: 几乎所有关于 HTTP 协议的配置都在这里，例如虚拟主机、MIME 类型、日志、Gzip 等。

第三部分：核心功能实践

这是 Nginx 最常用的部分，我们将通过配置一个虚拟主机来实践。

1 什么是虚拟主机？

虚拟主机允许你在一台物理服务器上托管多个网站，Nginx 通过域名或 IP 地址来区分不同的网站。

2 配置第一个虚拟主机

假设我们要创建一个名为 example.com 的网站。

步骤 1：创建网站目录

sudo mkdir -p /var/www/example.com

步骤 2：创建一个简单的首页文件

echo "<h1>Hello from example.com!</h1>" | sudo tee /var/www/example.com/index.html

步骤 3：在 sites-available 中创建配置文件

创建 /etc/nginx/sites-available/example.com:

server {
    # 监听 80 端口，并监听 example.com 和 www.example.com
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    # 访问日志
    access_log /var/log/nginx/example.com.access.log;
    error_log /var/log/nginx/example.com.error.log;
    # 网站根目录
    root /var/www/example.com;
    index index.html index.htm;
    # 当访问根路径时
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
    # 可以添加其他 location 块来处理特定请求
    # 处理所有 .php 文件
    # location ~ \.php$ {
    #    include snippets/fastcgi-php.conf;
    #    fastcgi_pass unix:/run/php/php8.1-fpm.sock;
    # }
}

配置解析:

server: 定义一个虚拟主机。
listen: 监听的端口号。
server_name: 用于匹配请求的域名。
root: 网站文件的根目录。
index: 默认的首页文件名。
location: 匹配 URL 的特定部分，并应用相应的配置。匹配所有以开头的请求。

步骤 4：启用站点

创建 sites-available 中的配置文件后，它并不会生效，我们需要创建一个指向它的软链接到 sites-enabled 目录。

sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/example.com /etc/nginx/sites-enabled/

步骤 5：测试并重载 Nginx

在重载配置之前,务必测试配置文件是否有语法错误。

# 测试配置
sudo nginx -t
# 如果输出如下，则表示成功：
# nginx: the configuration file /etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
# nginx: configuration file /etc/nginx/nginx.conf test is successful
# 重载 Nginx 使配置生效
sudo systemctl reload nginx

步骤 6：修改本地 hosts 文件（可选，用于本地测试）

如果你想在自己的电脑上测试,而不是购买真实域名，可以编辑 /etc/hosts 文件（在 Windows 上是 C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts）：

0.0.1 example.com
127.0.0.1 www.example.com

在浏览器中访问 http://example.com，你应该能看到 "Hello from example.com!"。

第四部分：进阶应用

掌握了基础配置后,我们来学习 Nginx 最强大的两个功能：反向代理和负载均衡。

1 反向代理

场景：你有一个用 Node.js 或 Python 写的后端应用，运行在 localhost:3000 上，但你不想让用户直接访问 3000 端口，而是通过 http://api.example.com 来访问。

配置：修改 example.com 的配置文件：

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;
    location / {
        # 将所有请求转发到 http://localhost:3000
        proxy_pass http://localhost:3000;
        # 设置一些代理头，让后端应用知道真实信息
        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;
    }
}

工作原理：

用户访问 http://api.example.com/users。
Nginx 接收到请求。
location / 匹配到该请求。
Nginx 将请求原封不动地转发给 http://localhost:3000/users。
Node.js 应用处理请求，并将响应返回给 Nginx。
Nginx 再将响应返回给用户。

用户完全不知道后端应用的存在和运行端口。

2 负载均衡

场景：你的后端应用部署在三台服务器上，为了防止单点故障和提高性能，你需要将请求分发到这三台服务器上。

步骤 1：定义一个 upstream

在 http 块中（不要放在 server 块内），定义一个服务器组：

http {
    # ... 其他配置 ...
    # 定义一个名为 myapp1 的上游服务器组
    upstream myapp1 {
        # 轮询策略 (默认)
        server backend1.example.com;
        server backend2.example.com;
        server backend3.example.com;
        # 其他策略示例:
        # 权重策略: server backend1.example.com weight=5;
        # IP 哈希: ip_hash;
        # 最少连接: least_conn;
    }
    # ... 其他配置 ...
}

步骤 2：在 server 块中使用 upstream

修改你的 api.example.com 配置，将 proxy_pass 指向这个 upstream：

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;
    location / {
        # 将请求转发到 myapp1 组中的服务器
        proxy_pass http://myapp1;
        # ... proxy_set_header 配置 ...
    }
}

所有访问 api.example.com 的请求都会被 Nginx 按照 upstream 中定义的策略分发到后端三台服务器之一。

第五部分：安全与优化

1 安全加固

创建非 root 用户运行：修改 nginx.conf 中的 user 指令。
隐藏 Nginx 版本号：在 http 块中添加 server_tokens off;。
配置防火墙：只开放必要的端口（如 80, 443）。
```
sudo ufw allow 'Nginx Full'
```

使用 HTTPS (SSL/TLS)：这是最重要的安全措施，可以使用 Let's Encrypt 免费证书。

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;
    ssl_certificate /path/to/your/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /path/to/your/privkey.pem;
    # ... 其他配置 ...
}

防止恶意请求：
- 限制请求体大小：client_max_body_size 20M;
- 防止盗链：配置 valid_referers 指令。

2 性能优化

Gzip 压缩：确保在 http 块中开启了 gzip on。

缓存静态资源：使用 expires 指令设置浏览器缓存。

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
    expires 1y;
    add_header Cache-Control "public, immutable";
}

优化工作进程和连接数：根据你的服务器 CPU 和内存调整 worker_processes 和 worker_connections。
开启文件缓存：在 http 块中调整 open_file_cache 相关指令。
使用 sendfile：确保 sendfile on; 已开启，这能极大提高文件传输效率。

第六部分：精通之路与资源

1 监控与日志分析

监控：使用 status 模块了解 Nginx 的运行状态。
```
location /nginx_status {
    stub_status on;
    access_log off;
    allow 127.0.0.1;
    deny all;
}
```
访问 http://your_server_ip/nginx_status 可以看到当前的连接数、请求总数等。
日志分析：使用工具如 GoAccess 或 ELK Stack (Elasticsearch, Logstash, Kibana) 对 Nginx 日志进行实时分析和可视化。

2 高级模块

ngx_lua：在 Nginx 中直接嵌入 Lua 脚本，实现复杂的逻辑处理，如 WAF（Web 应用防火墙）、API 网关等。
nginx-module-vts：提供更详细的虚拟主机状态信息，非常适合监控。
modsecurity：一个强大的 Web 应用防火墙模块，可以检测和阻止各种攻击。

3 最佳实践

配置管理：使用版本控制（如 Git）管理你的 Nginx 配置文件。
环境分离：为开发、测试、生产环境准备不同的配置。
优雅关闭：使用 nginx -s quit 而不是 nginx -s stop，让 Nginx 完成正在处理的请求后再关闭。
保持配置简洁：不要在一个 server 块中塞入过多逻辑，合理使用 include 拆分配置。

4 学习资源

官方文档：nginx.org/en/docs/ (最权威、最全面)
Nginx 博客：nginx.com/resources/
在线书籍：《The Nginx Cookbook》
社区：Stack Overflow, Reddit (r/nginx)

这份教程为你铺开了一条从 Nginx 新手到专家的完整路径，关键在于动手实践，从搭建一个简单的网站开始，逐步尝试反向代理、负载均衡，再到安全和性能优化，Nginx 是一个强大而灵活的工具，掌握它将为你的运维和开发工作带来巨大价值，祝你学习顺利！

nginx教程从入门到精通，如何快速掌握核心技能？