为什么我推荐Nginx作为后端服务器代理

云栖号资讯小哥 2020-07-23

nginx 算法 服务器 spring 配置 SSL 负载均衡 Server

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1. 前言

我们真实的服务器不应该直接暴露到公网上去,否则更加容易泄露服务器的信息,也更加容易受到攻击。一个比较“平民化”的方案是使用Nginx反向代理它。今天就来聊一聊使用Nginx反向代理的一些能力,Nginx代理能帮助我们实现很多非常有效的API控制功能。这也解释了我为什么一直推荐使用Nginx来代理我们的Spring Boot应用。

2. Nginx可以提供哪些能力

Nginx已经不用太多的赞美了,它已经得到了业界的广泛认可。我们就聊聊它具体能够实现什么功能。

2.1 代理能力

这是针对服务器端我们最常用的功能,一台具有公网的Nginx服务器可以代理和它能进行内网通信的真实的服务器。让我们的服务器不直接对外暴露,增加其抗风险能力。

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假如Nginx服务器192.168.1.8可以和同一内网网段的192.168.1.9的应用服务器进行通信,同时Nginx服务器具有公网能力并将公网绑定到域名felord.cn上。那么我们Nginx代理的对应的配置(nginx.conf)是这样的:

    server {
        listen       80;
        server_name  felord.cn;
    #   ^~ 表示uri以某个常规字符串开头,如果匹配到,则不继续往下匹配。不是正则匹配
        location ^~  /api/v1 {
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_pass http://192.168.1.9:8080/;
        }
    }

经过以上配置后我们服务器真实的接口地址是http://192.168.1.9:8080/foo/get就可以通过http://felord.cn/api/v1/foo/get访问。

proxy_pass如果以/结尾,就相当于是绝对根路径,那么Nginx不会把location中匹配的路径部分代理走;如果不以/结尾,也会代理匹配的路径部分。

2.2 Rewrite功能

Nginx还提供了一个rewrite功能让我们在请求到达服务器时重写URI,有点类似Servlet Filter的意味,对请求进行一些预处理。

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在2.1的例子中如果我们要实现如果判断请求为POST的话返回405,只需要更改配置为:

location ^~  /api/v1 {
    proxy_set_header Host $host;
    if ($request_method = POST){
      return 405;
    }
    proxy_pass http://192.168.1.9:8080/;
}

你可以使用Nginx提供的全局变量(如上面配置中的$request_method)或自己设置的变量作为条件,结合正则表达式和标志位(last、break、redirect、permanent)实现URI重写以及重定向。

2.3 配置HTTPS

之前很多同学在群里问如何在Spring Boot项目中配置HTTPS,我都推荐使用Nginx来做这个事情。 Nginx比Spring Boot中配置SSL要方便的多,而且不影响我们本地开发。Nginx中HTTPS的相关配置根据下面的改一改就能用:

http{
    #http节点中可以添加多个server节点
    server{
        #ssl 需要监听443端口
        listen 443;
        # CA证书对应的域名
        server_name felord.cn;
        # 开启ssl
        ssl on;
        # 服务器证书绝对路径
        ssl_certificate /etc/ssl/cert_felord.cn.crt;
        # 服务器端证书key绝对路径 
        ssl_certificate_key /etc/ssl/cert_felord.cn.key;
        ssl_session_timeout 5m;
        # 协议类型
        ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
        # ssl算法列表 
        ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE;
        #  是否 服务器决定使用哪种算法  on/off   TLSv1.1 的话需要开启
        ssl_prefer_server_ciphers on;

        location ^~  /api/v1 {
            proxy_set_header Host $host;
            proxy_pass http://192.168.1.9:8080/;
        }
    }
    # 如果用户通过 http 访问 直接重写 跳转到 https 这个是一个很有必要的操作
    server{
        listen 80;
        server_name felord.cn;
        rewrite ^/(.*)$ https://felord.cn:443/$1 permanent;
    }

}

这里就用到了rewrite来提高用户体验。

2.4 负载均衡

一般项目都是从小做到大起来的,起步的时候部署一个服务器就够用了,如果你的项目用户多了起来,首先恭喜你,说明你的项目方向很对。但是伴随而来还有服务器压力,你一定不想服务器宕机带来的各种损失,你需要快速提高服务器的抗压能力,或者你想不停机维护避免业务中断,这些都可以通过Nginx的负载均衡来实现,而且非常简单。假如felord.cn我们部署了三个节点:

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最简单的轮询策略

轮番派发请求,这种配置是最简单的:

http {

    upstream app {
           # 节点1
           server 192.168.1.9:8080;
           # 节点2
           server 192.168.1.10:8081;
           # 节点3
           server 192.168.1.11:8082;
    }

    server {
        listen       80;
        server_name  felord.cn;
    #   ^~ 表示uri以某个常规字符串开头,如果匹配到,则不继续往下匹配。不是正则匹配
        location ^~  /api/v1 {
            proxy_set_header Host $host;
            # 负载均衡
            proxy_pass http://app/;
        }
    }
}

加权轮询策略

指定轮询几率,weight和访问比率成正比,用于后端服务器性能不均的情况:

upstream app {
       # 节点1
       server 192.168.1.9:8080 weight = 6;
       # 节点2
       server 192.168.1.10:8081 weight = 3;
       # 节点3
       server 192.168.1.11:8082 weight = 1;
}

最终请求处理数将为6:3:1 进行分配。其实简单轮询可以看作所有的权重均分为1。轮询宕机可自动剔除。

IP HASH

根据访问IP进行Hash,这样每个客户端将固定访问服务器,如果服务器宕机,需要手动剔除。

upstream app {
       ip_hash;
       # 节点1
       server 192.168.1.9:8080 weight = 6;
       # 节点2
       server 192.168.1.10:8081 weight = 3;
       # 节点3
       server 192.168.1.11:8082 weight = 1;
}

最少连接

请求将转发到连接数较少的服务器上,充分利用服务器资源:

upstream app {
       least_conn;
       # 节点1
       server 192.168.1.9:8080 weight = 6;
       # 节点2
       server 192.168.1.10:8081 weight = 3;
       # 节点3
       server 192.168.1.11:8082 weight = 1;
}

其它方式

我们可以借助一些插件来实现其它模式的负载均衡,例如借助于nginx-upsync-module实现动态负载均衡。我们是不是借助于此可以开发一个灰度发布功能呢?

2.5 限流

通过对Nginx的配置,我们可以实现漏桶算法和令牌桶算法,通过限制单位时间的请求数、同一时间的连接数来限制访问速度。这一块我并没有深入研究过这里就提一提,你可以查询相关的资料研究。

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原文发布时间:2020-07-22
本文作者:码农小胖哥
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