linux中级_nginx常用模块

一、Nginx 配置文件结构

1.1 配置文件层次结构

main (全局块)     # 全局配置，影响所有模块
events            # 事件模块配置
http {            # HTTP模块配置（最常用）
    server {      # 虚拟主机配置
        location { # URL匹配配置
        }
    }
}

1.2 Location 路径匹配

语法格式：

location [修饰符] 匹配模式 {
    # 配置指令
}

root 与 alias 区别：

# 1. root 指令 - 相对路径
location /images/ {
    root /data/website;
    # 访问 http://example.com/images/photo.jpg
    # 实际文件路径：/data/website/images/photo.jpg
}

# 2. alias 指令 - 绝对路径
location /static/ {
    alias /var/www/assets/;
    # 访问 http://example.com/static/logo.png
    # 实际文件路径：/var/www/assets/logo.png
}

# 3. root 与 alias 关键区别
# root: location 后的路径会附加到 root 指定的目录后
# alias: location 后的路径会被替换为 alias 指定的路径

# 4. alias 必须用目录分隔符结尾
location /downloads/ {
    alias /home/user/files/;  # 正确
}

location /docs {
    alias /var/www/html/docs/;  # 注意：location 和 alias 最好都以 / 结尾
}

二、HTTP 认证模块

2.1 Basic 认证配置

# 1. 创建密码文件
# htpasswd -c /etc/nginx/.htpasswd username
# 或使用openssl创建加密密码
# echo "username:$(openssl passwd -crypt password)" >> /etc/nginx/.htpasswd

# 2. nginx 配置
location /protected/ {
    auth_basic "Restricted Area";
    auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd;

    # 自定义错误页面（可选）
    error_page 401 = /401.html;
    location = /401.html {
        root /usr/share/nginx/html;
        internal;
    }
}

# 3. 401 错误处理
error_page 401 /error/401.html;
location /error/ {
    internal;
    root /usr/share/nginx/html;
}

2.2 组合认证与访问控制

location /admin/ {
    # IP白名单优先
    allow 192.168.1.0/24;
    allow 10.0.0.1;
    deny all;

    # 再验证用户密码
    auth_basic "Admin Area";
    auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd.admin;

    # 如果认证失败返回401
    error_page 401 = @auth_error;
}

location @auth_error {
    return 401 "Authentication Required";
}

三、IP 访问控制模块

3.1 基础配置

# 1. 允许特定网段，拒绝其他所有
location /secure/ {
    allow 192.168.16.0/24;
    allow 10.10.0.0/16;
    deny all;
}

# 2. 拒绝特定IP，允许其他所有
location /public/ {
    deny 192.168.16.100;
    deny 10.10.10.5;
    allow all;
}

# 3. 逐条检查，首次匹配生效
location /api/ {
    deny 1.2.3.4;
    allow 192.168.0.0/16;
    allow 10.0.0.0/8;
    deny all;  # 默认拒绝其他IP
}

# 4. 在server级别设置
server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    # 全局IP限制
    deny 5.6.7.8;

    location / {
        # 继承server级别的deny规则
        allow 192.168.1.0/24;
        deny all;
    }
}

3.2 基于geo模块的IP控制

# 创建IP地址映射
geo $block_ip {
    default 0;
    10.0.0.0/8 1;
    192.168.0.0/16 1;
    1.2.3.4 1;
}

server {
    location / {
        if ($block_ip) {
            return 403;
        }
        # 其他配置
    }
}

四、状态监控模块 (stub_status)

4.1 基础配置

# 1. 启用状态页（通常放在单独的location中）
server {
    listen 80;
    server_name localhost;

    location /nginx_status {
        stub_status on;
        access_log off;
        allow 127.0.0.1;      # 只允许本机访问
        allow 192.168.1.0/24; # 或特定内网IP
        deny all;

        # 可选：添加认证
        auth_basic "Nginx Status";
        auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd.status;
    }
}

# 2. 输出示例
# Active connections: 291
# server accepts handled requests
#  16630948 16630948 31070465
# Reading: 6 Writing: 179 Waiting: 106

# 3. 字段解释：
# Active connections: 当前活动连接数
# accepts: 已接受的客户端连接总数
# handled: 已处理的连接总数
# requests: 客户端请求总数
# Reading: 正在读取请求头的连接数
# Writing: 正在发送响应的连接数
# Waiting: 空闲客户端连接数

4.2 增强版状态监控

location /nginx-status {
    stub_status on;

    # 安全限制
    allow 127.0.0.1;
    deny all;

    # 添加更多信息
    add_header Content-Type "text/plain; charset=utf-8";
    add_header Cache-Control "no-cache, no-store, must-revalidate";

    # 与第三方监控集成
    # 可以配合Prometheus、Zabbix等
}

五、连接限制模块

5.1 limit_conn 模块（连接数限制）

# 1. 定义共享内存区域
http {
    # 定义连接限制区，命名为addr，10MB内存
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;
    limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;

    # 限制每个IP的连接数
    limit_conn_status 429;  # 自定义返回状态码（默认503）
    limit_conn_log_level error;  # 记录级别

    server {
        # 限制每个IP最多10个连接
        location /download/ {
            limit_conn addr 10;
            limit_rate 500k;  # 限制下载速度
        }

        # 限制整个server的连接数
        limit_conn perserver 1000;
    }
}

# 2. 多维度限制示例
http {
    # 按IP限制
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;

    # 按server限制
    limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;

    # 按特定变量限制（如用户ID）
    limit_conn_zone $cookie_sessionid zone=peruser:10m;

    server {
        location /api/ {
            # 每个IP最多10个连接
            limit_conn perip 10;

            # 每个用户最多5个连接
            limit_conn peruser 5;

            # server整体最多1000个连接
            limit_conn perserver 1000;
        }
    }
}

5.2 limit_req 模块（请求频率限制）

# 限制请求速率
http {
    # 定义限制区域，rate=1r/s 表示每秒1个请求
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=burst:10m rate=5r/m;

    server {
        # 基础限制：每秒1个请求
        location /api/ {
            limit_req zone=one;
            limit_req_status 429;
        }

        # 允许突发请求
        location /api/burst/ {
            # burst=5 允许突发5个请求
            # nodelay 立即处理突发请求
            limit_req zone=one burst=5 nodelay;
        }

        # 延迟处理突发请求
        location /api/delayed/ {
            # 没有nodelay，突发请求会被延迟处理
            limit_req zone=one burst=5;
        }
    }
}

5.3 limit_rate 模块（带宽限制）

location /download/ {
    # 限制下载速度为50KB/s
    limit_rate 50k;

    # 连接建立后10秒开始限速
    limit_rate_after 10m;

    # 对特定用户不限速
    if ($http_cookie ~* "premium_user=true") {
        set $limit_rate 0;  # 0表示不限速
    }
}

六、Location 匹配优先级

6.1 匹配符号及优先级

# 优先级顺序：1 → 2 → 3 → 4 → 5

# 1. = （精确匹配） - 最高优先级
location = /exact-match {
    # 只匹配 /exact-match
    # 不匹配 /exact-match/ 或 /exact-match/other
}

# 2. ^~ （前缀匹配） - 第二优先级
location ^~ /static/ {
    # 匹配以 /static/ 开头的所有路径
    # 优先级高于正则表达式
}

# 3. ~ （区分大小写正则） - 第三优先级
location ~ \.(gif|jpg|jpeg)$ {
    # 匹配以 .gif, .jpg, .jpeg 结尾的URL
    # 区分大小写
}

# 4. ~* （不区分大小写正则） - 第四优先级
location ~* \.(png|ico)$ {
    # 匹配以 .png, .ico 结尾的URL
    # 不区分大小写
}

# 5. 无符号 （普通前缀匹配） - 最低优先级
location / {
    # 通用匹配，匹配所有请求
}

# 6. @ （命名location） - 不用于常规匹配
location @error {
    # 内部重定向使用
    return 404 "Not Found";
}

6.2 匹配规则示例

server {
    # 示例配置展示优先级

    # 规则1：精确匹配（优先级最高）
    location = /login {
        # 只匹配 http://example.com/login
        return 200 "Login page";
    }

    # 规则2：前缀匹配（优先级次高）
    location ^~ /static/ {
        # 匹配 /static/css/, /static/js/ 等
        root /var/www;
    }

    # 规则3：正则匹配（区分大小写）
    location ~ /user/[0-9]+ {
        # 匹配 /user/123, /user/456
        proxy_pass http://backend;
    }

    # 规则4：正则匹配（不区分大小写）
    location ~* \.(php|asp)$ {
        # 匹配 .php, .PHP, .asp, .ASP 等
        deny all;  # 禁止访问脚本文件
    }

    # 规则5：普通前缀匹配（最低优先级）
    location / {
        # 匹配所有其他请求
        try_files $uri $uri/ =404;
    }

    # 测试用例：
    # /login          → 规则1
    # /static/logo.png → 规则2
    # /user/123       → 规则3
    # /index.PHP      → 规则4
    # /about          → 规则5
}

6.3 优先级总结表

优先级	匹配类型	示例	说明
1	精确匹配	`location = /path`	完全匹配，最高优先级
2	前缀匹配（不检查正则）	`location ^~ /path/`	前缀匹配，优先级高于正则
3	正则匹配（区分大小写）	`location ~ pattern`	正则匹配，区分大小写
4	正则匹配（不区分大小写）	`location ~* pattern`	正则匹配，不区分大小写
5	普通前缀匹配	`location /path`	普通前缀匹配，最低优先级
-	命名location	`location @name`	内部重定向，不用于外部匹配

七、错误重定向配置

7.1 基础错误页面配置

# 1. 自定义错误页面
error_page 404 /404.html;
error_page 500 502 503 504 /50x.html;

location = /404.html {
    root /usr/share/nginx/html;
    internal;  # 只能内部访问
}

location = /50x.html {
    root /usr/share/nginx/html;
    internal;
}

# 2. 返回自定义响应
error_page 404 = @notfound;
error_page 403 = "403 Forbidden";
error_page 404 = /custom_404.html;

# 3. 更改响应码
error_page 404 =200 /empty.gif;  # 404返回200状态码
error_page 404 =301 /index.html; # 404重定向到首页

7.2 常见错误码配置

# HTTP错误码重定向
http {
    # 客户端错误
    error_page 400 /error/400.html;
    error_page 401 /error/401.html;
    error_page 403 /error/403.html;
    error_page 404 /error/404.html;
    error_page 405 /error/405.html;

    # 服务器错误
    error_page 500 /error/500.html;
    error_page 502 /error/502.html;
    error_page 503 /error/503.html;
    error_page 504 /error/504.html;

    # 错误页面目录
    location /error/ {
        internal;
        root /usr/share/nginx/html;
    }
}

7.3 高级重定向配置

# 1. 基于域名的错误页面
server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;

    error_page 404 = @api_not_found;

    location @api_not_found {
        return 404 '{"error": "Not Found", "code": 404}';
        add_header Content-Type application/json;
    }
}

# 2. 维护页面重定向
# 当应用维护时，所有请求重定向到维护页面
server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    # 检查维护标志文件
    if (-f /var/www/maintenance.flag) {
        return 503;
    }

    error_page 503 @maintenance;
    location @maintenance {
        rewrite ^(.*)$ /maintenance.html break;
        root /usr/share/nginx/html;
    }
}

# 3. 优雅的错误处理链
location / {
    # 尝试访问原始文件
    try_files $uri $uri/ @backend;

    # 错误处理
    error_page 404 = @fallback;
    error_page 502 503 504 = @backup;
}

location @backend {
    proxy_pass http://backend;
    proxy_intercept_errors on;  # 拦截后端错误
    error_page 502 503 504 = @backup;
}

location @fallback {
    # 静态文件后备
    try_files /cache/$uri /static/$uri =404;
}

location @backup {
    # 后备服务器
    proxy_pass http://backup_server;
}

7.4 完整的错误处理示例

# 完整的错误处理配置示例
http {
    # 共享错误页面配置
    map $status $error_page {
        400 /error/bad-request.html;
        401 /error/unauthorized.html;
        403 /error/forbidden.html;
        404 /error/not-found.html;
        500 /error/internal-server-error.html;
        502 /error/bad-gateway.html;
        503 /error/service-unavailable.html;
        504 /error/gateway-timeout.html;
        default /error/generic.html;
    }

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

        # 应用错误页面映射
        error_page 400 401 403 404 500 502 503 504 @error_handler;

        location @error_handler {
            # 检查是否有对应的错误页面
            if (-f /usr/share/nginx/html$error_page) {
                rewrite ^ /error$error_page break;
            }

            # 默认错误响应
            default_type text/html;
            return $status "<html><body><h1>Error $status</h1></body></html>";
        }

        # 错误页面目录
        location ^~ /error/ {
            internal;
            root /usr/share/nginx/html;

            # 错误页面本身也应有后备
            error_page 404 = /error/generic.html;
        }

        # 主应用
        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_intercept_errors on;

            # 后端错误也重定向到错误处理器
            error_page 502 503 504 = @error_handler;
        }
    }
}

八、配置文件最佳实践

8.1 模块化配置

# 主配置文件：/etc/nginx/nginx.conf
user nginx;
worker_processes auto;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    include /etc/nginx/mime.types;
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;  # 模块化配置
}

# 模块文件：/etc/nginx/conf.d/security.conf
# IP限制、限流等安全配置
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=conn_limit_per_ip:10m;
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_limit_per_ip:10m rate=10r/s;

# 模块文件：/etc/nginx/conf.d/upstream.conf
# 上游服务器配置
upstream backend {
    server 10.0.0.1:8080;
    server 10.0.0.2:8080;
}

# 模块文件：/etc/nginx/sites-available/example.com
server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    include conf.d/security-rules.conf;

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

8.2 调试与日志

# 调试配置
http {
    # 调试日志
    error_log /var/log/nginx/error.log debug;

    # 自定义访问日志格式
    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 buffer=32k flush=5s;

    # 特定location的详细日志
    location /debug/ {
        access_log /var/log/nginx/debug.log main;
        error_log /var/log/nginx/debug.error.log debug;
    }
}

总结

核心要点回顾：

配置文件结构：main → events → http → server → location
Location匹配优先级：= > ^~ > ~ > ~* > 无符号
安全模块：认证、IP限制、连接限制协同工作
监控模块：stub_status 提供基本的性能监控
错误处理：灵活的错误页面和重定向配置

实用配置技巧：

# 1. 综合示例：安全的API端点
location /api/ {
    # 安全限制
    allow 10.0.0.0/8;
    deny all;

    # 认证
    auth_basic "API Access";
    auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd;

    # 限流
    limit_req zone=api_limit burst=20 nodelay;
    limit_conn perip 10;

    # 代理
    proxy_pass http://backend_api;

    # 错误处理
    proxy_intercept_errors on;
    error_page 502 503 504 = @api_error;
}

# 2. 静态文件服务优化
location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
    expires 30d;  # 缓存30天
    add_header Cache-Control "public, immutable";

    # 安全考虑，防止执行
    location ~ \.php$ {
        deny all;
    }
}

# 3. 维护模式开关
set $maintenance 0;
if (-f /etc/nginx/maintenance.flag) {
    set $maintenance 1;
}

location / {
    if ($maintenance = 1) {
        return 503;
    }
    # 正常处理
}

error_page 503 @maintenance;
location @maintenance {
    rewrite ^ /maintenance.html break;
    root /usr/share/nginx/html;
}

这份笔记涵盖了Nginx最常用的模块和配置技巧，可根据实际需求组合使用这些配置。