Nginx到底能干嘛？！Nginx是做什么用的？通俗易懂，前端必看！

一. Nginx介绍

 1. Nginx到底是什么，干什么用？

        Nginx是一个 轻量级/高性能的反向代理Web服务器，它是由C语言写的，所以速度非常快、性能非常优秀。它的主要功能就是反向代理、负载均衡、配置SSL证书、防盗链、解决跨域问题、缓存、限流、动静资源分离等等。

        上面介绍了Nginx是一台Web服务器，实际上，他并不是一台真正意义上的物理机服务器，并不是主观上真实存在的实体，它是运行在某一台服务器（电脑）上的软件。

        那为什么还说它是一台Web服务器呢？我们先来理解一下什么是网关，大家都知道，从一个房间进入另一个房间内，必须经过一个门，就像经过一个“关口”，那从一个网络发送一个信息到另一个网络，也必须经过一个“关口”，这个关口就可以说是网关。这个关口并不是摆在那里那么简单，关口可以自行决定允不允许让你的消息通过，或者决定是否替你转发和接收消息、把消息分发给其他人，或者帮你的消息添加和预处理一些信息，或者替你回答消息等等功能。

        而Nginx就相当于这个网关，转发和接收消息就相当于反向代理，把消息分发给其他人就相当于负载均衡。当我们的服务器（电脑）上安装了Nginx这个软件，通过一些简单的配置并运行这个软件，我们在服务器上运行的项目（例如Java程序）在接收Http请求的时候，这个请求就会被Nginx这个网关先拦截，经过一些上述的处理之后再交给Java程序，此时Nginx就充当了一个网关。因为外网用户的所有请求都会先经过Nginx，所以对于外网的用户来说，他们的请求都是发送给Nginx的，再由Nginx发送给Java程序处理后再发还给用户，那么从用户的角度来看，Nginx就相当于一台服务器在接收和回复用户发送的消息，所以也可以理解为Nginx是一台Web服务器。

 2. 为什么要用Nginx？

        Nginx跨平台，配置简单。我们可以在Linux系统和windows系统上都开启Nginx服务，配置也非常简单，在linux上，我们通常只需要修改三四行代码，既可以完成对项目的配置。当后端程序重构或者重新部署，例如由Java项目换成go项目，也不需要修改Nginx。

         Nginx是由C语言写的，速度非常快，性能优越。目前公认的性能最高的后端语言就是C和C++，而Nginx就是由C写和编译的，其单机并发量非常高，可以达到5w+，而一般的后端Java程序并没有这么高的并发量，所以一般都会选择Nginx当网关放在Java程序之前，提高系统的整体性能。

        动静资源分离。一般的前后端分离项目，用户想获取前端静态资源文件，都得先经过后端Java程序的接口再获取服务器上的静态资源文件，这样的效率并不是特别高，而且会占用正常程序接口的连接数量，这时候Nginx的动静资源分离功能就提供了很好的解决方法，一般静态资源文件都放在Nginx服务器中，当Nginx接收到了获取静态资源文件的请求，就直接在Nginx服务器中把放进去的静态资源返回了，而不用真正到达后端接口，这个效率是非常高的，比正常的访问速度会快一倍左右。

        在并发量较大的项目中，后端往往会开启多个相同的Java服务，来缓解单服务的压力，我们知道，每一个Java服务程序都会占用一个端口，那前端在后端接口的时候，怎么知道该选用哪个接口呢？这时就可以在所有的Java程序前放置一个Nginx程序，所有的请求都经过Nginx，由Nginx决定分发到哪个端口程序上，这样，虽然后端有很多个Java程序，但对于前端来说，是无感知的，就好像后台只有一个项目在跑一样。

        那这么多后端程序在跑，万一有一个程序挂了前端不知道怎么办？放心，Nginx还有一个Keepalive保活机制，Nginx会不断监听后端程序的接口，看该服务是不是在正常运行，万一有一个程序挂了，那么Nginx就不会把前端发来的请求转发给这个接口，确保后端服务的高可用性和稳定性。

二. 具体常见应用

1. 反向代理   

(1). 正向代理 

         说到反向代理，我们常常会想到正向代理，那么两者有何区别呢？

        正常情况下，我们访问一个网页、服务器，只需要在浏览器中输入相应的域名或ip地址和端口号，经过DNS解析后，就可以访问到服务器上的资源，这是最普通也是最直接的连接方式，也就是用户端和服务端的直接连接，我们可以直接访问服务器，但是这样有一个问题，我们用户端的ip地址就泄露给了对方，如果我们不想让服务端知道我们的ip地址呢？

        这时候就需要正向代理了，不同于反向代理，正向代理的网关是用户端自己配置和搭建的，用户端和网关是一伙的，这样用户端每次要访问服务端的时候，就把请求发到自己配置的网关上，然后由网关转发用户的请求给服务端，服务端返回响应后就再发还给用户。对于服务器来说，具体用户是谁是无感知的，因为请求都来源于网关代理的转发，这样服务端就不知道真正发请求的用户到底是谁。

(2). 反向代理

        

 拿nginx实现的反向代理来说，不同于正向代理，反向代理的网关和服务器是一伙的，用户端无法通过公网直接访问到后台服务器上的Java应用程序，但是可以直接访问nginx网关，再由nginx分发到不同的服务器（或者说应用程序）上，真正提供服务的服务器对于用户来说是无感知的，所有的请求都必须先发送到nginx网关上，再进行请求转发，用户端并不知道真正提供服务的服务器是谁，也不知道它的具体ip地址和端口，所以称之为反向代理。

         拿nginx的常见配置来讲，server_name实际上就是本机的ip，listen就是监听这个ip下的某个端口。而location则可以理解要拦截哪个url进行处理，“/”表示拦截所有。proxy_pass则表示把这个拦截的url要转发到哪个服务器上，所以填的是ip+端口。这样就可以做到反向代理，把某个ip+端口+路径的请求给拦截下来，转发到另一个ip+端口+路径的资源上。

2. 负载均衡

         通常后端项目并只会开启一个Java应用程序，一般都会开启多个，这时候就需要nginx来选择将所有的请求分发给不同的程序应用，这个过程就是负载均衡。

        那我们怎么知道要按哪些规则去分发这些请求呢？nginx中已经提供了几种常见的负载均衡算法，例如默认的轮询算法，按顺序、平均地把每一条请求分发出去。

1. upstream backserver {
2. server 192.168.1.1;
3. server 192.168.1.2;
4. }

或者按权重分配，权重值高的分配请求也越多。

1. upstream backserver {
2. server 192.168.1.13 weight=2;
3. server 192.168.1.14 weight=8;
4. }

或者按用户端的ip进行hash运算分配。

1. upstream backserver {
2. ip_hash;
3. server 192.168.0.11:88;
4. server 192.168.0.13:80;
5. }

3. 解决跨域问题

2. location / {
3. #允许跨域请求的域，* 代表所有
4. add_header 'Access-Control-Allow-Origin' *;
5. #允许请求的header
6. add_header 'Access-Control-Allow-Headers' *;
7. #允许带上cookie请求
8. add_header 'Access-Control-Allow-Credentials' 'true';
9. #允许请求的方法，比如 GET,POST,PUT,DELETE
10. add_header 'Access-Control-Allow-Methods' *;
11. if ($request_method = 'OPTIONS') {
12. return 204;
13. }
14. proxy_pass http://192.168.1.12:8080;
15. }

        只要在nginx配置中添加相关配置，nginx就会在分发每个请求前，再请求中加上跨域相关配置的请求头，再分发给后端应用，对于前端来说，可以实现无感知的跨域。

4. 限流

        漏桶算法

         用户端的大量请求（突发流量）会进入nginx内维护的漏桶中，漏桶会按照我们定义的固定的速率给服务器分发请求，正常的请求在服务器处理完后会正常返回给用户端。如果水流过大（突发流量过大）时，漏桶内的水会溢出，这时nginx就把这些溢出的水（流量）直接丢弃，也就是给用户端返回错误信息。

        令牌桶算法

         用户端发请求给nginx时，每个请求都要去nginx的令牌桶中取一个令牌，令牌桶的容量是我们自己设定的，如果某个请求成功取到了令牌，那么nginx就会把这个请求转发到服务器上进行处理。如果令牌桶已空，请求在nginx令牌桶中取不到令牌，那么nginx会直接返回该请求，也就是给用户端返回错误信息。

三. 常见问题

1. 为什么访问后端服务时，有时候要用ip+端口或者域名+端口，而有时候则可以直接用ip或者域名就可以访问？

        HTTP协议默认使用的端口是80，HTTPS协议默认使用的端口是443，这是因为在早期互联网的设计中，为了方便，HTTP和HTTPS协议的默认端口就是这两个端口。一般来说，在浏览器访问网站时，如果没有指定端口号，浏览器会默认使用HTTP协议的80端口或HTTPS协议的443端口进行连接。因此，在设置域名默认端口时，应该考虑使用这两个默认端口之一，以便用户可以直接通过域名访问网站，而不需要手动输入端口号。

        但是我们一个服务器上，可能有很多个域名都绑定了这个服务器的ip，每个域名都是一个独立的网站，而且服务器上可能有很多个后端应用服务，而端口（80）只有一个，那这么多网站和服务怎么公用一个端口呢？没错，还是靠nginx，我们只需要配置多个server即可，多个server都监听80端口，再根据域名的不同将请求转发到不同的端口即可                                                                     监听www.aa.com域名的80端口，并转发到8080端口             

 

                             监听www.bb.com域名的80端口，并转发到8081端口

2. 服务器代理和vpn代理有什么不同？

        

(1). vpn是怎么实现在家也能连到公司内网的？         

        nginx的代理往往只是代理转发请求，只需要服务端架设nginx开启反向代理或者客户端开启正向代理。而vpn代理则是通过隧道技术在公共网络上模拟出一条点到点的逻辑专线，从而达到安全数据传输的目的，最常见的用处就是人不在公司，通过vpn设备访问公司内网。

        当我们不使用vpn时，我们直接访问公司内网，带上的是公网ip，公司内的设备都是内网ip，公司内网没有接入公网，肯定访问不到公司内网，而且人家也不认识你的公网ip，这时候要访问公司内网，有两种方法，一种是从你家专门接一条网线到公司的服务器，听着确实可以，但是实际上确很不现实。第二种方法就是vpn技术，在公网上建立一条专门的隧道，直接连接你的设备和公司内网设备。架设vpn装线，往往需要用户端和服务端都部署和配置装门的vpn设备，也就是上图的vpn网关，例如路由器式vpn、交换机式vpn。

(2). vpn设计与实现

        vpn最主要的技术就是隧道技术，隧道技术用通俗的话来讲就是用另一种协议去封装我们使用的协议，隧道协议分为第二、第三层隧道协议，第二层隧道协议（如L2TP、PPTP、L2F等）工作在OSI体系结构的第二层（即数据链路层）；第三层隧道协议（如IPSec、GRE等）工作在OSl体系结构的第三层（即网络层），这两个协议会在我们网络层封装完IP头后，再封装IPSec或者GRE头，并进行信息加密，这也是代理服务器不会做的。然后再交由网络接口层添加mac头再丢到公网中，这样公网就认得你的ip并且能找到你公司内网前架设的vpn网关。

        vpn设备还会使用常用加解密技术，例如对称密钥加密和非对称密钥加密组合使用，例如用https的TLS加密技术。

        密钥管理技术和身份认证及访问控制技术的支持。

(3). 代理服务器和vpn有什么不一样？

        1. 匿名性不同。虽然它们都位于请求的中间，都隐藏了 IP 地址，并且都将信息转发。
主要区别在于 VPN 需要隧道过程，该过程建立了到 VPN 服务器的直接且不可穿透的连接。代理只是一个开放的端口，是任何人都可以连接到的单个 IP 地址。

        2. 安全性不同。vpn会加密我们的数据信息，代理服务器不会，因此vpn更加私有，连接不会被穿透，是一个开在公网上的封闭系统。

        3. 运行级别不同。vpn是运行在操作系统上，由操作系统内核封装，重定向请求流量。代理服务器是软件级别，处于用户态。

        4. 速度不同。vpn涉及加密解密，数据封装，速度较慢，但因其安全性，价格成本会更高。

四. 结语

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