从零开始学习Nginx：小白也能轻松掌握的指南

一、Nginx简介

Nginx（发音为“engine X”）是一个轻量级、高性能的Web服务器和反向代理服务器。自2004年发布以来，它凭借高并发、低内存消耗的特点，迅速成为全球最受欢迎的服务器软件之一。
据统计，全球超过40%的高流量网站（如GitHub、Netflix、知乎等）都在使用Nginx。它不仅支持HTTP、HTTPS协议，还能处理TCP/UDP流量，是构建现代应用架构的基石工具。

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二、Nginx核心概念

1. 正向代理 vs 反向代理

• 正向代理
  扮演客户端代理的角色，帮助用户访问外部资源。
  应用场景：企业内网的VPN翻墙访问外网，通常正向代理就是我们没有权限或者速率很慢访问某些服务器，通过正向代理服务器代表我们去访问外网，正向代理服务器常常是有能力访问目标服务器。
  

  <PLAINTEXT>

  用户 → 正向代理 → 互联网 → 目标网站

• 反向代理
  作为服务端代理，隐藏真实服务器信息，处理客户端请求并返回结果。
  应用场景：通过Nginx将用户请求转发到后端的Java/Python服务。例如:前后端分离开发时，当服务器有多台时端口号有多个，前端可以通过nginx实现反向代理服务器，反向代理服务器暴露给前端唯一端口号，由代理服务器将不同请求转发给相应服务器。

• 

  <PLAINTEXT>

  用户 → 反向代理（Nginx） → 真实服务器集群

2. 负载均衡

当单台服务器无法承受高并发请求时，Nginx通过负载均衡策略（如轮询、权重、IP Hash）将请求分发到多个服务器，提升应用可用性和稳定性。

假如客户端有15个请求，如果这15个请求都交给服务端，服务端的压力就会很大，但是通过nginx反向代理后，将15个请求分别分配给三个服务端，减小并发请求压力，这个过程就叫做负载均衡。

<NGINX>

http {
    upstream backend {
        server 192.168.1.101:8080 weight=3;  # 权重高，处理更多请求
        server 192.168.1.102:8080;
    }
    
    server {
        location / {
            proxy_pass http://backend;
        }
    }
}

以下是Nginx常用的几种负载均衡策略及其适用场景和配置示例：

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(1). 轮询（Round Robin）

策略说明：
默认策略，按顺序将请求依次分发到不同的后端服务器，实现简单、平均分配。

配置示例：

<NGINX>

upstream backend {
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

适用场景：

• 所有后端服务器性能相近，无需特殊权重。
• 无会话状态（如静态资源、API接口）。

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(2). 加权轮询（Weighted Round Robin）

策略说明：
为服务器分配权重，权重高的服务器处理更多请求。权重越大，承担流量比例越高。

配置示例：

<NGINX>

upstream backend {
    server backend1.example.com weight=3; # 处理3/4的请求
    server backend2.example.com weight=1; # 处理1/4的请求
}

适用场景：

• 服务器性能差异大（如高配机器需承担更多流量）。
• 逐步下线服务器时降低权重。

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(3). IP哈希（IP Hash）

策略说明：
根据客户端IP计算哈希值，固定将同一IP的请求分发到同一后端服务器，实现会话保持。

配置示例：

<NGINX>

upstream backend {
    ip_hash;  # 启用IP哈希策略
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

适用场景：

• 需要会话持久化的应用（如用户登录状态）。
• 非集群存储的Session场景（如本地Session未共享）。

缺点：

• 服务器增减时会导致部分会话失效。
• 哈希不均衡时可能造成某台服务器过载。

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(4). 最少连接（Least Connections）

策略说明：
优先将请求分配给当前活跃连接数最少的服务器，以优化资源利用率。

配置示例：

<NGINX>

upstream backend {
    least_conn;  # 启用最少连接策略
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

适用场景：

• 后端服务器处理请求的时间差异大（如长连接、大文件下载）。
• 高并发下动态均衡负载。

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(5). 响应时间（需Nginx Plus）

策略说明：
（仅限Nginx Plus）根据服务器的平均响应时间动态分配请求，优先选择响应快的节点。

配置示例：

<NGINX>

upstream backend {
    least_time header;  # 根据响应头计算时间
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

适用场景：

• 对响应速度敏感的业务（如实时API）。
• 混合部署不同性能的服务器。

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(6). 基于URI的哈希（通用哈希）

策略说明：
通过自定义哈希键（如URI、请求参数）固定请求分发路径。适用于缓存优化或分片场景。

配置示例：

<NGINX>

upstream backend {
    hash $request_uri consistent;  # 根据URI哈希，consistent为一致性哈希
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

适用场景：

• 缓存利用率优化（同一URI请求固定到同一服务器）。
• 分片处理场景（如特定文件类型路由）。

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(7). 随机策略（Random）

策略说明：
随机选择一个后端服务器，可配合权重使用。适用于简单分发无特殊要求的场景。

配置示例：

<NGINX>

upstream backend {
    random;  # 需安装第三方模块（如ngx_http_upstream_random_module）
    server backend1.example.com;
    server backend2.example.com;
}

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总结

策略	配置指令	适用场景	优点	缺点
轮询	默认	均衡分配的简单场景	无状态、配置简单	无法处理性能差异
加权轮询	weight	性能不均的服务器集群	按权重分配流量	静态配置，不够动态
IP哈希	ip_hash	需会话保持的应用	保持同一客户端会话	服务器增减时影响会话
最少连接	least_conn	处理时间差异大的长连接场景	动态负载均衡	可能忽略服务器权重
通用哈希	hash	缓存优化或分片处理	灵活绑定请求特征	需要一致性哈希支持

实际使用建议：

1. 无Session需求的API服务 → 轮询/加权轮询。
2. 需要登录状态的Web应用 → IP哈希 + Redis共享Session。
3. 大文件下载或长连接 → 最少连接。
4. 高可用动态负载 → Nginx Plus响应时间策略。

3. 动静分离

为了加快网站的解析速度，可以把动态页面和静态页面交给不同的服务器来解析，加快解析速度。降低单个服务器的压力。

将静态资源（HTML/CSS/图片） 和 动态请求（API接口） 分开处理：

• 静态资源直接由Nginx高效处理（减少后端压力）
• 动态请求转发至应用服务器（如Tomcat、Node.js）

<NGINX>

server {
    location /static/ {
        root /var/www/html;  # 直接返回静态文件
    }

    location /api/ {
        proxy_pass http://backend_server;  # 转发到Java服务
    }
}

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三、Linux系统安装Nginx

1. Ubuntu/CentOS安装步骤

Ubuntu系统

<BASH>

# 更新软件包列表并安装
sudo apt update
sudo apt install nginx -y

# 启动服务并设置开机自启
sudo systemctl start nginx
sudo systemctl enable nginx

# 访问测试（输出Welcome即成功）
curl http://localhost

CentOS系统

<BASH>

# 添加EPEL仓库并安装
sudo yum install epel-release -y
sudo yum install nginx -y

# 启动服务
sudo systemctl start nginx
sudo firewall-cmd --permanent --add-service=http  # 开放防火墙端口
sudo firewall-cmd --reload

2. 验证安装

<BASH>

nginx -v                  # 查看版本号
systemctl status nginx    # 检查运行状态

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四、Nginx常用命令

命令	说明
nginx -t	检查配置文件语法（排查错误必用）
nginx -s reload	平滑重启（不中断服务更新配置）
nginx -s stop	立即停止服务
nginx -s quit	优雅停止（处理完当前请求）
systemctl restart nginx	通过Systemd重启服务（Ubuntu/CentOS）

使用小贴士：

• 每次修改配置文件后，必须执行 nginx -t 验证语法，避免重启失败！
• -s reload 可在高并发场景下无感更新配置。

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五、Nginx配置文件详解

1. 配置文件结构

主配置文件路径：/etc/nginx/nginx.conf
配置文件按层级划分为多个块：

<NGINX>

# 全局块：配置进程、日志等全局参数
user nginx;
worker_processes auto;该值越大，可以支持的并发处理量越多

# Events块：设置网络连接参数，主要影响nginx服务器和用户网络的连接
events {
    worker_connections 1024;  # 每个worker的最大连接数
}

# Http块：主体配置，包含多个server块
http {
    include /etc/nginx/mime.types;

    # Server块：定义虚拟主机（可多个）
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        
        # Location块：URL路径匹配规则
        location / {
            root /usr/share/nginx/html;
            index index.html;
        }
    }
}

2. 核心配置示例

反向代理设置

<NGINX>

server {
    listen 80;
    server_name api.yourdomain.com;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:8080;  # 将请求转发到本地的Java应用
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

静态资源服务器配置

<NGINX>

server {
    listen 80;
    server_name static.yourdomain.com;

    location / {
        root /var/www/static;  # 静态文件存放目录
        autoindex on;          # 开启目录列表（可选）
    }
}

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六、总结与学习建议

Nginx是现代Web开发的瑞士军刀，掌握它可以轻松应对高并发、负载均衡、安全防护等需求。学习建议：

1. 动手实践每个配置案例，观察效果
2. 结合Wireshark抓包理解代理过程
3. 延展学习方向：SSL证书配置、Lua脚本扩展、性能调优

示例完整项目可参考：GitHub Nginx配置模板
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