Nginx 基础使用（2025）

一、Nginx目录结构

[root@localhost ~]# tree /usr/local/nginx
/usr/local/nginx
├── client_body_temp                 # POST 大文件暂存目录
├── conf                             # Nginx所有配置文件的目录
│   ├── fastcgi.conf                 # fastcgi相关参数的配置文件
│   ├── fastcgi.conf.default         # fastcgi.conf的原始备份文件
│   ├── fastcgi_params               # fastcgi的参数文件
│   ├── fastcgi_params.default       
│   ├── koi-utf
│   ├── koi-win
│   ├── mime.types                   # 媒体类型
│   ├── mime.types.default
│   ├── nginx.conf                   #这是Nginx默认的主配置文件，日常使用和修改的文件
│   ├── nginx.conf.default
│   ├── scgi_params                  # scgi相关参数文件
│   ├── scgi_params.default  
│   ├── uwsgi_params                 # uwsgi相关参数文件
│   ├── uwsgi_params.default
│   └── win-utf
├── fastcgi_temp                     # fastcgi临时数据目录
├── html                             # Nginx默认站点目录
│   ├── 50x.html                     # 错误页面优雅替代显示文件，例如出现502错误时会调用此页面
│   └── index.html                   # 默认的首页文件
├── logs                             # Nginx日志目录
│   ├── access.log                   # 访问日志文件
│   ├── error.log                    # 错误日志文件
│   └── nginx.pid                    # pid文件，Nginx进程启动后，会把所有进程的ID号写到此文件
├── proxy_temp                       # 临时目录
├── sbin                             # Nginx 可执行文件目录
│   └── nginx                        # Nginx 二进制可执行程序
├── scgi_temp                        # 临时目录
└── uwsgi_temp                       # 临时目录

主要的目录包含conf，html，logs和sbin：

① conf目录用来存放配置文件相关

② html目录用来存放静态文件的默认目录，如前端包、html、css等

③ logs目录用来存放日志信息

④ sbin目录用于存放可执行文件，可以用 ./nginx启动nginx：

二、基本运行原理

Nginx 是一种高性能的 HTTP 和反向代理服务器，它采用了经典的「Master-Worker」模型来运行。以下是 Nginx 基本运行原理的介绍：

启动过程：
- 当 Nginx 启动时，首先会创建一个 Master 进程。
- Master 进程负责读取和验证配置文件（如 /conf/nginx.conf），确保配置的正确性。
配置文件：
- 配置文件中定义了 Nginx 的各种设置，包括监听的端口、处理请求的方式等。
Worker 进程：
- Master 进程会根据配置文件中的设置，启动多个 Worker 进程。
- 这些 Worker 进程是实际处理客户端请求的进程。
- 每个 Worker 进程独立运行，平等地竞争来自客户端的请求。
请求处理：
- 客户端通过浏览器或其他方式向 Nginx 发送请求（如访问 http://192.168.44.101/index.html）。
- 请求首先到达 Master 进程，然后由 Master 进程分发给一个 Worker 进程。
- Worker 进程解析请求，并根据请求内容读取相应的文件（如 /html/index.html）。
- Worker 进程处理完请求后，将响应返回给客户端。
进程管理：
- Master 进程负责管理 Worker 进程，包括接收外界信号、向 Worker 进程发送信号、监控 Worker 进程的运行状态等。
- 如果某个 Worker 进程异常退出，Master 进程会自动重新启动一个新的 Worker 进程，以确保服务的连续性。
性能优化：
- 通常，Worker 进程的数量会设置为与机器的 CPU 核心数一致，以充分利用多核 CPU 的性能。
- Nginx 的事件处理模型（如 epoll）使得 Worker 进程能够高效地处理大量并发连接。

通过这种「Master-Worker」模型，Nginx 能够实现高性能、高并发的 Web 服务处理。

三、Nginx配置与应用场景

3.1 nginx.conf

刚安装好的nginx.conf如下：

#user  nobody;
worker_processes  1;#error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
#error_log  logs/error.log  info;#pid        logs/nginx.pid;events {worker_connections  1024;
}http {include       mime.types;default_type  application/octet-stream;#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  logs/access.log  main;sendfile        on;#tcp_nopush     on;#keepalive_timeout  0;keepalive_timeout  65;#gzip  on;server {listen       80;server_name  localhost;#charset koi8-r;#access_log  logs/host.access.log  main;location / {root   html;index  index.html index.htm;}#error_page  404              /404.html;# redirect server error pages to the static page /50x.html#error_page   500 502 503 504  /50x.html;location = /50x.html {root   html;}# proxy the PHP scripts to Apache listening on 127.0.0.1:80##location ~ \.php$ {#    proxy_pass   http://127.0.0.1;#}# pass the PHP scripts to FastCGI server listening on 127.0.0.1:9000##location ~ \.php$ {#    root           html;#    fastcgi_pass   127.0.0.1:9000;#    fastcgi_index  index.php;#    fastcgi_param  SCRIPT_FILENAME  /scripts$fastcgi_script_name;#    include        fastcgi_params;#}# deny access to .htaccess files, if Apache's document root# concurs with nginx's one##location ~ /\.ht {#    deny  all;#}}# another virtual host using mix of IP-, name-, and port-based configuration##server {#    listen       8000;#    listen       somename:8080;#    server_name  somename  alias  another.alias;#    location / {#        root   html;#        index  index.html index.htm;#    }#}# HTTPS server##server {#    listen       443 ssl;#    server_name  localhost;#    ssl_certificate      cert.pem;#    ssl_certificate_key  cert.key;#    ssl_session_cache    shared:SSL:1m;#    ssl_session_timeout  5m;#    ssl_ciphers  HIGH:!aNULL:!MD5;#    ssl_prefer_server_ciphers  on;#    location / {#        root   html;#        index  index.html index.htm;#    }#}}

去掉注释的简单版如下：

worker_processes  1; #允许进程数量，建议设置为cpu核心数或者auto自动检测，
#注意Windows服务器上虽然可以启动多个processes，但是实际只会用其中一个events {#单个进程最大连接数（最大连接数=连接数*进程数）#根据硬件调整，和前面工作进程配合起来用，尽量大，但是别把cpu跑到100%就行。worker_connections  1024;
}http {#文件扩展名与文件类型映射表(是conf目录下的一个文件)include       mime.types;#默认文件类型，如果mime.types预先定义的类型没匹配上，默认使用二进制流的方式传输default_type  application/octet-stream;#sendfile指令指定nginx是否调用sendfile 函数（zero copy 方式）来输出文件，
#对于普通应用，必须设为on。如果用来进行下载等应用磁盘IO重负载应用，
#可设置为off，以平衡磁盘与网络IO处理速度。sendfile        on;#长连接超时时间，单位是秒keepalive_timeout  65;#虚拟主机的配置server {#监听端口listen       80;#域名，可以有多个，用空格隔开server_name  localhost;#配置根目录以及默认页面location / {root   html;index  index.html index.htm;}#出错页面配置error_page   500 502 503 504  /50x.html;#/50x.html文件所在位置location = /50x.html {root   html;}}}

配置介绍：

① worker_processes

worker_processes 1 ; 默认为 1，表示开启一个业务进程（ Worker 进程）。

②worker_connections

worker_connections 1024 ; 单个业务进程可接受连接数。

③include mime.types;

include mime.types ; 引入 http mime类型，文件包含了各种文件扩展名与 MIME 类型之间的映射关系。

④ default_type application/octet-stream;

default_type application/octet - stream ; 如果 mime类型没匹配上，默认将使用二进制流的方式传输文件。

⑤ sendfile on;

sendfile on ; 使用 linux 的 sendfile(socket, file, len) 高效网络传输，也就是数据 0 拷贝。

sendfile 可以实现数据的零拷贝（zero-copy），即数据直接从文件系统传输到网络缓冲区，而不需要经过用户空间的拷贝，从而提高传输效率。

未开启sendfile：

开启sendfile：

⑥keepalive_timeout 65;

keepalive_timeout 是 Nginx 配置中的一个指令，它用于设置保持连接打开状态的时间，也就是长连接的超时时间。

time：可以是指定的秒数，也可以是小数点表示的秒数（例如，65、65.5）。

3.2 server_name匹配规则

我们需要注意的是 servername 匹配分先后顺序，写在前面的匹配上就不会继续往下匹配了。

3.2.1完整匹配

可以配置多个域名，例如：

server_name  test81.xzj520520.cn  test82.xzj520520.cn;

3.2.2通配符匹配

使用通配符的方式如下

①通配符开始匹配:

server_name  *.xzj520520.cn;

②通配符结束匹配:

server_name  www.xzj520520.*;

需要注意的是精确匹配的优先级大于通配符匹配和正则匹配。

3.2.3正则匹配

采用正则的匹配方式如下:

server_name ~^[0-9]+\.mmban\.com$;

正则匹配格式，必须以~开头，比如：server_name ~^www\d+\.example\.net$;。如果开头没有~，则nginx认为是精确匹配。在逻辑上，需要添加^和$锚定符号。注意，正则匹配格式中.为正则元字符，如果需要匹配.，则需要反斜线转义。如果正则匹配中含有{和}则需要双引号引用起来，避免nginx报错，如果没有加双引号，则nginx会报如下错误：directive "server_name" is not terminated by ";" in ...。

3.2.4 匹配顺序

精确匹配：
Nginx 首先查找是否有完全匹配的域名。例如，如果配置了 server_name example.com;，则该服务器块会匹配直接请求 example.com 的请求。
最长通配符匹配（以 * 开头）：
如果没有精确匹配，Nginx 会查找以星号（*）开头的最长通配符匹配。例如，server_name *.example.com; 会匹配任何以 .example.com 结尾的域名，如 sub.example.com。
最长通配符匹配（以 * 结尾）：
如果没有找到以 * 开头的通配符匹配，Nginx 会查找以星号（*）结尾的最长通配符匹配。例如，server_name example.*; 会匹配任何以 example. 开头的域名，如 example.sub。
正则表达式匹配：
如果上述匹配都未找到，Nginx 会查找正则表达式匹配。正则表达式必须以 ~ 开头（区分大小写）或 ~* 开头（不区分大小写）。例如，server_name ~^www\.example\.com$; 会匹配 www.example.com。
特殊匹配：
server_name ""; 用于匹配 Host 请求头不存在的情况。
默认服务器块：
如果以上所有匹配都未找到，Nginx 会使用没有 server_name 指令的服务器块（如果有的话）作为默认服务器块来处理请求。

3.3反向代理

在 Nginx 中配置反向代理时，proxy_pass 指令用于指定客户端请求将被转发到的目标服务器地址。

假设我们要将域名example.com的请求代理到后端服务器192.168.1.100的8080端口。

server {listen 80; // 监听 80 端口server_name example.com; // 指定域名location / {proxy_pass http://192.168.1.100:8080; // 将请求转发到后端服务器proxy_set_header Host $host; // 传递原始请求的 Host 头部proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr; // 传递客户端的真实 IP 地址proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for; // 添加 X - Forwarded - For 头部，用于记录请求经过的代理服务器proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme; // 传递原始请求的协议（如 HTTP 或 HTTPS）}
}

在这个配置中，proxy_pass指令是核心，它指定了后端服务器的地址和端口。proxy_set_header指令用于设置转发请求时添加的头部信息，这对于后端服务器正确处理请求很重要。例如，X - Real - IP头部可以让后端服务器知道客户端的真实 IP 地址，而不是 Nginx 服务器的 IP 地址。

3.4负载均衡

3.4.1 如何配置负载均衡

可以通过upstream模块定义一组后端服务器，然后在proxy_pass中引用这个upstream来实现负载均衡。

upstream backend {server 192.168.1.100:8080;server 192.168.1.101:8080;server 192.168.1.102:8080;
}server {listen 80;server_name example.com;location / {proxy_pass http://backend; // 引用 upstream 中定义的服务器组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;}
}

默认情况下，Nginx 使用轮询的方式将请求分发到upstream中的服务器。也可以通过least_conn（最少连接）或ip_hash（基于 IP 哈希）等指令来指定其他负载均衡策略

3.4.2 负载均衡策略

1. 轮询（默认策略）

工作原理：默认情况下，Nginx 使用轮询策略，按照顺序依次将请求分配给后端服务器。
适用场景：适用于后端服务器性能相近且请求量相对均匀的场景。

配置示例：

upstream backend {server 127.0.0.1:8050;server 127.0.0.1:8060;server 127.0.0.1:8070;
}

2. 权重（Weight）

工作原理：通过weight指令为每台服务器分配权重。权重越高，分配到的请求越多。权重默认为1。
适用场景：适用于后端服务器性能不均的情况，高性能服务器可以分配更高的权重。
配置示例：

upstream backend {server 127.0.0.1:8050 weight=10;  # 高性能服务器server 127.0.0.1:8060 weight=1;   # 低性能服务器server 127.0.0.1:8070 weight=5;   # 中等性能服务器
}

3. 禁用服务器（Down）

工作原理：使用down指令可以将某台服务器标记为暂时不参与负载均衡。
适用场景：当某台服务器需要维护或出现故障时，可以将其标记为down。

配置示例：

upstream backend {server 127.0.0.1:8050;server 127.0.0.1:8060 down;  # 暂时禁用这台服务器server 127.0.0.1:8070;
}

4. 备用服务器（Backup）

工作原理：使用backup指令可以将某台服务器标记为备用服务器。只有当其他所有非备用服务器都不可用（如宕机或繁忙）时，才会将请求转发到备用服务器。
适用场景：用于提高系统的可用性，确保在部分服务器故障时仍然可以提供服务。
配置示例：

upstream backend {server 127.0.0.1:8050;server 127.0.0.1:8060;server 127.0.0.1:8070 backup;  # 备用服务器
}

5. IP 哈希（IP Hash）

工作原理：根据客户端的IP地址进行哈希计算，将请求分配到特定的服务器。同一个客户端的请求总是被分配到同一台服务器。
适用场景：适用于需要会话保持的应用场景，例如在线购物车系统。
配置示例：

upstream backend {ip_hash;server 127.0.0.1:8050;server 127.0.0.1:8060;
}

6. 最少连接（Least Conn）

工作原理：将新的请求分配给当前连接数最少的服务器。
适用场景：适用于请求量波动较大且服务器性能相近的场景。
配置示例：

upstream backend {least_conn;server 127.0.0.1:8050;server 127.0.0.1:8060;
}

7. URL 哈希（URL Hash）

工作原理：根据请求的URL进行哈希计算，将请求分配到特定的服务器。适用于静态资源的负载均衡。
适用场景：适用于静态资源的分配，例如图片、CSS 文件等。
配置示例：

upstream backend {hash $request_uri consistent;  # 使用请求的 URI 进行哈希server 127.0.0.1:8050;server 127.0.0.1:8060;
}

8. 响应时间（Fair）

工作原理：根据后端服务器的响应时间来分配请求。响应时间越短的服务器，分配到的请求越多。
适用场景：适用于对响应时间敏感的应用场景。
配置示例：

upstream backend {fair;server 127.0.0.1:8050;server 127.0.0.1:8060;
}

3.4.3 综合配置示例

以下是一个综合了多种策略的配置示例：

upstream backend {ip_hash;  # 保持会话least_conn;  # 最少连接server 127.0.0.1:8050 weight=10;server 127.0.0.1:8060 weight=5;server 127.0.0.1:8070 weight=1 backup;  # 备用服务器server 127.0.0.1:8080 down;  # 禁用服务器
}server {listen 80;server_name example.com;location / {proxy_pass http://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;}
}