configuring-nginx

配置 nginx

用途

指导工程师配置 nginx，以满足常见的 Web 基础设施需求：静态文件服务、反向代理后端应用、在多台服务器之间进行负载均衡、SSL/TLS 终止、缓存和性能优化。提供适用于生产环境且遵循安全最佳实践的配置。

何时使用此技能

适用于以下场景：

• 为静态网站或单页应用设置 Web 服务器
• 为 Node.js、Python、Ruby 或 Go 应用配置反向代理
• 在多个后端服务器之间实现负载均衡
• 为 HTTPS 流量终止 SSL/TLS
• 添加缓存层以提升性能
• 构建 API 网关功能
• 通过速率限制防范 DDoS 攻击
• 代理 WebSocket 连接

触发短语：“配置 nginx”“nginx 反向代理”“nginx 负载均衡器”“在 nginx 中启用 SSL”“nginx 性能调优”“nginx 缓存”“nginx 速率限制”

安装

Ubuntu/Debian：

sudo apt update && sudo apt install nginx -y
sudo systemctl enable nginx
sudo systemctl start nginx

RHEL/CentOS/Rocky：

sudo dnf install nginx -y
sudo systemctl enable nginx
sudo systemctl start nginx

Docker：

docker run -d -p 80:80 -v /path/to/config:/etc/nginx/conf.d nginx:alpine

快速入门示例

静态网站

从目录提供 HTML/CSS/JS 文件：

server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    root /var/www/example.com/html;
    index index.html;

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }

    location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js|woff2)$ {
        expires 1y;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
    }
}

启用站点：

sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/example.com /etc/nginx/sites-enabled/
sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx

SPA 配置和高级模式请参阅 references/static-sites.md。

反向代理

将请求代理到后端应用服务器：

upstream app_backend {
    server 127.0.0.1:3000;
    keepalive 32;
}

server {
    listen 80;
    server_name app.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://app_backend;
        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;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Connection "";
    }
}

WebSocket 代理和 API 网关模式请参阅 references/reverse-proxy.md。

SSL/TLS 配置

使用现代 TLS 配置启用 HTTPS：

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;

    ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    ssl_protocols TLSv1.3 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers off;
    ssl_session_cache shared:SSL:50m;
    ssl_session_timeout 1d;

    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

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

完整的 TLS 配置和证书设置请参阅 references/ssl-tls-config.md。

核心概念

配置结构

nginx 使用分层配置上下文：

nginx.conf (global settings)
├── events { } (connection processing)
└── http { } (HTTP-level settings)
    └── server { } (virtual host)
        └── location { } (URL routing)

文件位置：

• /etc/nginx/nginx.conf - 主配置文件
• /etc/nginx/sites-available/ - 可用站点配置
• /etc/nginx/sites-enabled/ - 已启用的站点（符号链接）
• /etc/nginx/conf.d/*.conf - 其他配置
• /etc/nginx/snippets/ - 可复用的配置片段

详细结构请参阅 references/configuration-structure.md。

Location 匹配优先级

nginx 按以下顺序评估 location 块：

1. location = /exact - 精确匹配（优先级最高）
2. location ^~ /prefix - 前缀匹配，停止搜索
3. location ~ \.php$ - 正则表达式，区分大小写
4. location ~* \.(jpg|png)$ - 正则表达式，不区分大小写
5. location / - 前缀匹配（优先级最低）

示例：

location = /api/status {
    return 200 "OK\n";
}

location ^~ /static/ {
    root /var/www;
}

location ~ \.php$ {
    fastcgi_pass unix:/var/run/php/php-fpm.sock;
}

location / {
    proxy_pass http://backend;
}

基本代理标头

代理到后端时，保留客户端信息：

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;

在 /etc/nginx/snippets/proxy-params.conf 创建可复用的配置片段，并通过以下方式包含：

include snippets/proxy-params.conf;

常见模式

负载均衡

在多个后端服务器之间分配流量：

轮询（默认）：

upstream backend {
    server backend1.example.com:8080;
    server backend2.example.com:8080;
    server backend3.example.com:8080;
    keepalive 32;
}

server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        include snippets/proxy-params.conf;
    }
}

最少连接数：

upstream backend {
    least_conn;
    server backend1.example.com:8080;
    server backend2.example.com:8080;
}

IP 哈希（粘性会话）：

upstream backend {
    ip_hash;
    server backend1.example.com:8080;
    server backend2.example.com:8080;
}

运行状况检查：

upstream backend {
    server backend1.example.com:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server backend2.example.com:8080 max_fails=3 fail_timeout=30s;
    server backup.example.com:8080 backup;
}

加权负载均衡和高级模式请参阅 references/load-balancing.md。

WebSocket 代理

通过升级 HTTP 协议启用 WebSocket 连接：

upstream websocket_backend {
    server 127.0.0.1:3000;
}

server {
    listen 80;
    server_name ws.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://websocket_backend;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
        proxy_set_header Host $host;

        # Long timeouts for persistent connections
        proxy_connect_timeout 7d;
        proxy_send_timeout 7d;
        proxy_read_timeout 7d;
    }
}

速率限制

防范滥用和 DDoS 攻击：

# In http context
http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api_limit:10m rate=5r/s;
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=conn_limit:10m;
}

# In server context
server {
    listen 80;

    limit_req zone=api_limit burst=10 nodelay;
    limit_conn conn_limit 10;

    location /api/ {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

完整的安全配置请参阅 references/security-hardening.md。

性能优化

工作进程配置：

# In main context
user www-data;
worker_processes auto;  # 1 per CPU core
worker_rlimit_nofile 65535;

events {
    worker_connections 4096;
    use epoll;
    multi_accept on;
}

Gzip 压缩：

# In http context
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;

代理缓存：

# Define cache zone
proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy
                 levels=1:2
                 keys_zone=app_cache:100m
                 max_size=1g
                 inactive=60m;

# Use in location
location / {
    proxy_cache app_cache;
    proxy_cache_valid 200 60m;
    proxy_cache_use_stale error timeout updating;
    add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
    proxy_pass http://backend;
}

详细的优化策略请参阅 references/performance-tuning.md。

安全标头

添加必要的安全标头，以防范常见漏洞：

# Create /etc/nginx/snippets/security-headers.conf
add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubDomains; preload" always;
add_header X-Frame-Options "SAMEORIGIN" always;
add_header X-Content-Type-Options "nosniff" always;
add_header X-XSS-Protection "1; mode=block" always;
add_header Referrer-Policy "strict-origin-when-cross-origin" always;
add_header Content-Security-Policy "default-src 'self'; script-src 'self' 'unsafe-inline'; style-src 'self' 'unsafe-inline';" always;

在 server 块中包含：

server {
    include snippets/security-headers.conf;
    # ... rest of config
}

访问控制

按 IP 地址限制访问：

server {
    listen 80;
    server_name admin.example.com;

    # Allow specific IPs
    allow 10.0.0.0/8;
    allow 203.0.113.0/24;

    # Deny all others
    deny all;

    location / {
        proxy_pass http://admin_backend;
    }
}

选择指南

适合选择 nginx 的场景： 对性能要求较高的工作负载（10K+ 连接）、反向代理、负载均衡、静态文件服务、现代应用技术栈。

适合选择其他方案的场景： Apache（.htaccess、mod_php、旧版应用）、Caddy（自动 HTTPS、配置更简单）、Traefik（动态容器）、Envoy（服务网格）。

安全检查清单

部署 nginx 配置前：

• 测试配置语法：sudo nginx -t
• 使用重新加载，而不是重启：sudo systemctl reload nginx（零停机）
• 检查错误日志：sudo tail -f /var/log/nginx/error.log
• 验证 SSL/TLS：openssl s_client -connect domain:443 -servername domain
• 从外部测试：curl -I https://domain.com
• 监控工作进程：ps aux | grep nginx
• 检查打开的连接数：netstat -an | grep :80 | wc -l
• 验证后端运行状况：curl -I http://localhost:8080

故障排查

快速修复： 测试配置（sudo nginx -t）、检查日志（/var/log/nginx/error.log）、验证后端（curl http://127.0.0.1:3000）。

常见错误： 502（后端宕机）、504（超时——增大 proxy_read_timeout）、413（上传大小超限——设置 client_max_body_size）。

完整的调试指南请参阅 references/troubleshooting.md。

集成点

相关技能：

• implementing-tls - 证书生成与自动化（Let's Encrypt、cert-manager）
• load-balancing-patterns - 高级负载均衡架构与决策框架
• deploying-applications - 与 nginx 集成的应用部署策略
• security-hardening - nginx 专属配置之外的完整服务器安全防护
• configuring-firewalls - HTTP/HTTPS 访问的防火墙规则
• dns-management - nginx 虚拟主机的 DNS 配置
• kubernetes-operations - Kubernetes 的 nginx Ingress Controller

更多资源

渐进式披露：

• references/installation-guide.md - 所有平台的详细安装指南
• references/configuration-structure.md - 完整的 nginx.conf 结构解析
• references/static-sites.md - 静态托管模式（基础、SPA、PHP）
• references/reverse-proxy.md - 高级代理场景与 API 网关模式
• references/load-balancing.md - 所有算法、健康检查、会话保持
• references/ssl-tls-config.md - 完整的 TLS 配置与证书设置
• references/performance-tuning.md - 工作进程、缓存、压缩、缓冲区
• references/security-hardening.md - 速率限制、标头、访问控制
• references/troubleshooting.md - 常见错误与调试技巧

可运行示例：

• examples/static-site/ - 静态网站与 SPA 配置
• examples/reverse-proxy/ - Node.js、WebSocket、API 网关示例
• examples/load-balancing/ - 所有负载均衡算法
• examples/ssl-tls/ - 现代 TLS 与 mTLS 配置
• examples/performance/ - 高流量优化与缓存
• examples/security/ - 速率限制与安全加固

可复用代码片段：

• snippets/ssl-modern.conf - 现代 TLS 配置
• snippets/proxy-params.conf - 标准代理标头
• snippets/security-headers.conf - OWASP 安全标头
• snippets/cache-static.conf - 静态资源缓存