Nginx的代码是由一个核心和一系列的模块组成, 核心主要用于提供Web Server的基本功能，以及Web和Mail反向代理的功能；还用于启用网络协议，创建必要的运行时环境以及确保不同的模块之间平滑地进行交互。不过，大多跟协议相关的功能和某应用特有的功能都是由nginx的模块实现的。这些功能模块大致可以分为事件模块、阶段性处理器、输出过滤器、变量处理器、协议、upstream和负载均衡几个类别，这些共同组成了nginx的http功能。事件模块主要用于提供OS独立的(不同操作系统的事件机制有所不同)事件通知机制如kqueue或epoll等。协议模块则负责实现nginx通过http、tls/ssl、smtp、pop3以及imap与对应的客户端建立会话。
Nginx的核心模块为Main和Events，此外还包括标准HTTP模块、可选HTTP模块和邮件模块，其还可以支持诸多第三方模块。Main用于配置错误日志、进程及权限等相关的参数，Events用于配置IO模型，如epoll、kqueue、select或poll等，它们是必备模块。
Nginx的主配置文件由几个段组成，这个段通常也被称为nginx的上下文，每个段的定义格式如下所示。需要注意的是，其每一个指令都必须使用分号(;)结束，否则为语法错误。
<section> {
<directive><parameters>;
}
一，全局块的配置
user username [groupname]; 指定运行worker进程的用户和组
worker_processes 4; worker进程的个数；通常其数值应该为CPU的物理核心数减1，默认为4
error_log /path/to/error_log level [ debug | info | notice | warn | error | crit | alert | emerg ]; 错误日志文件及其级别，默认为error级别，错误日志在全局级别，访问日志在虚拟主机级别，调试时可以使用debug级别，但要求在编译时必须使用–with-debug启用debug功能；
pid /path/to/pidfile_name; 指定nginx的pid文件
nginx安装完成后，全局块默认只有这几个配置。
二，events块的配置
events {
use epoll；定义使用的事件驱动模型，建议让nginx自动选择，默认使用epoll
worker_connections 1024；每个worker能够并发响应最大请求数，默认为1024
}
nginx 在events只配置此两个选项；
下面介绍 http 块的配置，http块的配置比较多，用法也比较灵活，以下是比较常用的配置。
http {
.....
server{
......
location {
......
}
}
server{
......
location {
......
}
}
}
三，nginx虚拟主机使用
nginx和httpd虚拟主机使用的实现一样，都有基于端口，IP，域名的虚拟机主机。要为nginx配置虚拟主机，只需在http块中额外定义一个server块。
1，配置基于端口的虚拟主机时，只需修改listen中的端口号。
http{
server {
listen80；
server_name a.com；
。。。。。。
}
server {
listen8080；
server_name b.org；
。。。。。。
}
}
2，配置基于域名的虚拟主机
http{
server {
listen80；
server_name a.com；
。。。。。。
}
server {
listen80；
server_name b.org；
。。。。。。
}
}
3，配置基于IP的虚拟主机
http{
server {
listen192.168.1.110：80；
server_name a.com；
。。。。。。
}
server {
listen192.168.1.111：80；
server_name b.org；
。。。。。。
}
}
四、访问控制access模块（基于IP）
自上而下进行检查，可以在 http, server, location, limit_except 中配置，与httpd中的配置类似。
语法:allow|denyaddress | CIDR | unix:| all;
location /{
root /usr/html ;
indexindex.html index.htm;
allow172.16.100.8；
allow 192.168.0.0/16;
allow 10.1.1.0/16;
denyall；
}
五，用户认证示例
此配置是为了禁止外人访问特定页面时进行的限制，需要借助于httpd的htpasswd创建密码文件。
语法:auth_basic string| off;
auth_basic_user_file file;
例：
location /server {
root/usr/html ;
access_log off; #访问日志
auth_basic "amdin area";#认证时的说明
auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd; #密码文件所在位置
}
六、建立下载站点autoindex模块
此模块为了便于用户下载站的文件等，类似于ftp的功能，本站的ftp依是如此。
location /{
root html/ftp;
allow all;
autoindex on; #激活/关闭自动索引
autoindex_exact_size on; #设定索引时文件大小的单位(B,KB, MB 或 GB)
autoindex_localtime on; #开启以本地时间来显示文件时间的功能。默认为关（GMT时间）
}
七、防盗链
防盗链是为了防止别的网站盗用自己网站的图片视频等资源，并给自己网站的服务器造成额外的负担。nginx使用valid_referers 指令进行配置防盗链规则。
(1) 定义合规的引用
valid_referers none | blocked |
server_names | string …;
none : 检测referer头域不存在的情况
blocked：检测referer头域的值被防火墙或者代理服务器删除或者伪装的情况。这种情况下该头域的值不以http或者https开头。
server_names ： 设置一个或多个URL，可以使用统配符 * 。
(2) 拒绝不合规的引用
if ($invalid_referer){
rewrite ^/.*$ http://www.b.org/403.html
}
示例：
location ~* .(gif|jpg|png|swf|flv|rar|zip)$
{
root /usr/html/htdocs;
valid_referers none blocked server_names *.yangliheng.com;
if($invalid_referer){
rewrite ^/ http://www.yangliheng.com/wp-content/uploads/2016/01/QQ图片20160131111643.png;
}
}
八、URL rewrite
rewrite用于实现URI的重写，需要pcre的支持。
rewrite指令执行顺序：
1.执行server块的rewrite指令(这里的块指的是server关键字后{}包围的区域，其它xx块类似)
2.执行location匹配
3.执行选定的location中的rewrite指令
如果其中某步URI被重写，则重新循环执行1-3，直到找到真实存在的文件
如果循环超过10次，则返回500 Internal Server Error错误.
rewrite regex replacement [flag];
location /{
root /www/b.org; #每次被rewrite匹配并结束后，都要重新发送请求并再次到location中进行匹配，若有break则直接响应，不再发送新请求
rewrite ^/images/(.*)$ /imgs/$1 last;
}
请求顺序：http://www.b.org/images/a.jpg –> http://www.b.org/imgs/a.jpg
last: 一旦被当前规则匹配并重写后立即停止检查后续的其它rewrite的规则，而后通过重写后的规则重新发起请求；
break: 一旦被当前规则匹配并重写后立即停止后续的其它rewrite的规则，而后继续由nginx进行后续操作；
redirect: 返回302临时重定向；
permanent: 返回301永久重定向；
location /download/ {
rewrite ^(/download/.*)/media/(.*)..*$ $1/media/$2.mp3 break;
}
此处若为last，则nginx最多循环10次，超出之后会返回500错误；
注意：一般将rewrite写在location中时都使用break标志，或者将rewrite写在if上下文中；
rewrite_log on|off； 是否把重写过程记录在错误日志中；默认为notice级别；默认为off；
return code；用于结束rewrite规则，并且为客户返回状态码；可以使用的状态码有204, 400, 402-406, 500-504等；
九，启用server_status
server_status是nginx内建的一个状态页，用以了解nginx的状态。
location /status {
stub_status on;
access_log off;
auth_basic "amdin area";
auth_basic_user_file /etc/nginx/.htpasswd;
allow 192.168.0.0/16;
deny all;
}
Active connections: 2
server accepts handled requests
237811 172308 244762
Reading: 0 Writing: 1 Waiting: 1
其意义分别为：
active connections – 活跃的连接数量
accepts：接受连接数；handled：已经建立的连接数；requests ：通过建立的连接处理的请求的总数；
Reading：正在接受的新连接数；Writing：响应数据到客户端的数量；Waiting：长连接中处于活动状态的个数
十，压缩功能
nginx 将响应报文发送至客户端之前可以启用压缩功能，这能够有效地节约带宽，并提高响应至客户端的速度。通常编译nginx默认会附带gzip压缩的功能，因此，可以直接启用之。
http {
gzip on;
gzip_min_length 1024; #响应也数据上限
gzip_buffers 416k; #缓存空间大小
gzip_comp_level 2; #定义压缩等级，默认为6，压缩比越大，效率越低
gzip_types text/plain application/x-javascript application/xml text/css; #压缩文件类型
gzip_vary on; #启用压缩标识
gzip_static on; #静态压缩
}
gzip_proxied指令可以定义对客户端请求哪类对象启用压缩功能，如“expired”表示对由于使用了expire首部定义而无法缓存的对象启用压缩功能，其它可接受的值还有“no-cache”、“no-store”、“private”、“no_last_modified”、“no_etag”和“auth”等，而“off”则表示关闭压缩功能。
十一，配置反向代理
Nginx通过proxy模块实现反向代理功能。在作为web反向代理服务器时，nginx负责接收客户请求，并能够根据URI、客户端参数或其它的处理逻辑将用户请求调度至上游服务器上(upstream server)。nginx在实现反向代理功能时的最重要指令为proxy_pass，它能够将location定义的某URI代理至指定的上游服务器(组)上。如下面的示例中，location的/uri将被替换为上游服务器上的/newuri。
location /uri {
proxy_pass http://www.yangliheng.com:8080/newuri;
}
不过，这种处理机制中有两个例外。一个是如果location的URI是通过模式匹配定义的，其URI将直接被传递至上游服务器，而不能为其指定转换的另一个URI。例如下面示例中的/forum将被代理为http://www.yangliheng.com/forum。
location ~^/forum {
proxy_pass http://www.yangliheng.com;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
}
将URI传递给后端服务器后，后端服务器日志中记录的访问IP为代理服务器的IP，要在后端服务器中记录真实IP，需要修改日志记录格式，将%h改为 %{X-Real-IP}i ，i表示引用某个参数的值
#LogFormat "%h %l %u %t "%r" %>s %b "%{Referer}i" "%{User-Agent}i"" combined
LogFormat"%{X-Real-IP}i %l %u %t "%r" %>s %b "%{Referer}i" "%{User-Agent}i"" combined
第二个例外是，如果在loation中使用的URL重定向，那么nginx将使用重定向后的URI处理请求，而不再考虑上游服务器上定义的URI。如下面所示的例子中，传送给上游服务器的URI为/index.php?page=，而不是/index。
location /{
rewrite /(.*)$ /index.php?page=$1 break;
proxy_pass http://localhost:8080/index;
}
proxy模块的指令
proxy模块的可用配置指令非常多，它们分别用于定义proxy模块工作时的诸多属性，如连接超时时长、代理时使用http协议版本等。下面对常用的指令做一个简单说明。
proxy_connect_timeout：nginx将一个请求发送至upstream server之前等待的最大时长；
proxy_cookie_domain：将upstream server通过Set-Cookie首部设定的domain属性修改为指定的值，其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量；
proxy_cookie_path: 将upstream server通过Set-Cookie首部设定的path属性修改为指定的值，其值可以为一个字符串、正则表达式的模式或一个引用的变量；
proxy_hide_header：设定发送给客户端的报文中需要隐藏的首部；
proxy_pass：指定将请求代理至upstream server的URL路径；
proxy_set_header：将发送至upsream server的报文的某首部进行重写；
proxy_redirect：重写location并刷新从upstream server收到的报文的首部；
proxy_send_timeout：在连接断开之前两次发送至upstream server的写操作的最大间隔时长；
proxy_read_timeout：在连接断开之前两次从接收upstream server接收读操作的最大间隔时长；
实例1：
server{
......
location /server/{
.......
proxy_pass http://192.168.1.111;
}
}
server{
......
location /server/{
.......
proxy_pass http://192.168.1.111/loc/;
}
}
对于这两个配置，当客户端请求http://www.yangliheng.com/server/时，第一个由于proxy_pass的URL中不包含uri，所以请求被转发到http://192.168.1.111/server/；但是第二个proxy_pass的URL中包含了uri “/loc/”，所以请求会被转发到http://192.168.1.111/loc/。所以，在使用proxy_pass指令时，如果不想改变原地址中的URI，就不要再URL中配置URI。
实例2：
server{
......
location /server/{
.......
#配置1 proxy_pass http://192.168.1.111；
#配置2 proxy_pass http://192.168.1.111/;
}
}
当客户端清求URL为http://www.yangliheng.com/server/时，由于配置的URL未包含URI，nginx服务器不会改变原地址URI；当使用配置2时，由于配置的URL包含URI“/”,nginx服务器会将原地址的URI替换为“/”。
十二，upstream模块
与proxy模块结合使用的模块中，最常用的当属upstream模块。upstream模块可定义一个新的上下文，它包含了一组upstream服务器，这些服务器可能被赋予了不同的权重、不同的类型甚至可以基于维护等原因被标记为down。
upstream模块的负载均衡算法主要有三种，轮调(round-robin)、ip哈希(ip_hash)和最少连接(least_conn)三种。
ip_hash：基于客户端IP地址完成请求的分发，它可以保证来自于同一个客户端的请求始终被转发至同一个upstream服务器；
keepalive：每个worker进程为发送到upstream服务器的连接所缓存的个数；
least_conn：最少连接调度算法；
server：定义一个upstream服务器的地址，还可包括一系列可选参数，如：
weight：权重；
max_fails：最大失败连接次数，失败连接的超时时长由fail_timeout指定；
fail_timeout：等待请求的目标服务器发送响应的时长；
backup：用于fallback的目的，所有服务均故障时才启动此服务器；
down：手动标记其不再处理任何请求；
例，使用upstream并定义error页面，当upstream中的后端服务器都fail时，则返回到127.0.0.1:8080下。
upstream webservs{
server 192.168.1.116 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
server 192.168.1.109 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=2;
server 127.0.0.1:8080 backup;
}
server {
listen 8080;
server_name localhost;
location /{
root /web/errorpage;
index index.html;
}
}
为了保持session信息让同一客户端定向到同一服务器，使用ip_hash算法，在ip_hash情况下不让使用backup，也不能定义weight。但是使用ip_hash会破坏负载均衡的效果。
upstream webservs{
ip_hash;
server 192.168.1.116 max_fails=2 fail_timeout=2;
server 192.168.1.109 max_fails=2 fail_timeout=2;
#server 127.0.0.1:8080 backup;
}
此外，upstream模块也能为非http类的应用实现负载均衡，如下面的示例定义了nginx为memcached服务实现负载均衡之目的。
upstream memcachesrvs {
server 172.16.100.6:11211;
server 172.16.100.7:11211;
}
server {
location /{
set $memcached_key "$uri?$args";
memcached_pass memcachesrvs;
error_page 404=@fallback;
}
location @fallback{
proxy_pass http://127.0.0.1:8080;
}
}
十三，if判断语句
在location中使用if语句可以实现条件判断，其通常有一个return语句，且一般与有着last或break标记的rewrite规则一同使用。但其也可以按需要使用在多种场景下，需要注意的是，不当的使用可能会导致不可预料的后果。
location /{
if($request_method ==“PUT”){
proxy_pass http://upload.yangliheng.com:8080;
}
if($request_uri ~".(jpg|gif|jpeg|png)$"){
proxy_pass http://imageservers;
break;
}
}
upstream imageservers {
server 172.16.100.8:80 weight 2;
server 172.16.100.9:80 weight 3;
}
if语句中的判断条件
正则表达式匹配：
==: 等值比较；
~：与指定正则表达式模式匹配时返回“真”，判断匹配与否时区分字符大小写；
~*：与指定正则表达式模式匹配时返回“真”，判断匹配与否时不区分字符大小写；
!~：与指定正则表达式模式不匹配时返回“真”，判断匹配与否时区分字符大小写；
!~*：与指定正则表达式模式不匹配时返回“真”，判断匹配与否时不区分字符大小写；
文件及目录匹配判断：
-f, !-f：判断指定的路径是否为存在且为文件；
-d, !-d：判断指定的路径是否为存在且为目录；
-e, !-e：判断指定的路径是否存在，文件或目录均可；
-x, !-x：判断指定路径的文件是否存在且可执行；
十四，启用缓存
1， 缓冲区设定
nginx在默认情况下在将其响应给客户端之前会尽可能地接收来upstream服务器的响应报文，它会将这些响应报文存暂存于本地并尽量一次性地响应给客户端。然而，在来自于客户端的请求或来自upsteam服务器的响应过多时，nginx会试图将之存储于本地磁盘中，这将大大降低nginx的性能。因此，在有着更多可用内存的场景中，应该将用于暂存这些报文的缓冲区调大至一个合理的值。
proxy_buffer_size size：设定用于暂存来自于upsteam服务器的第一个响应报文的缓冲区大小；
proxy_buffering on|off：启用缓冲upstream服务器的响应报文，否则，如果proxy_max_temp_file_size指令的值为0，来自upstream服务器的响应报文在接收到的那一刻将同步发送至客户端；一般情况下，启用proxy_buffering并将proxy_max_temp_file_size设定为0能够启用缓存响应报文的功能，并能够避免将其缓存至磁盘中；
proxy_buffers 8 4k|8k：用于缓冲来自upstream服务器的响应报文的缓冲区大小；
2 ，缓存
nginx做为反向代理时，能够将来自upstream的响应缓存至本地，并在后续的客户端请求同样内容时直接从本地构造响应报文。
proxy_cache zone|off：定义一个用于缓存的共享内存区域，其可被多个地方调用；缓存将遵从upstream服务器的响应报文首部中关于缓存的设定，如 “Expires”、”Cache-Control: no-cache”、 “Cache-Control: max-age=XXX”、”private”和”no-store” 等，但nginx在缓存时不会考虑响应报文的”Vary”首部。为了确保私有信息不被缓存，所有关于用户的私有信息可以upstream上通过”no-cache” or “max-age=0″来实现，也可在nginx设定
proxy_cache_key：设定在存储及检索缓存时用于“键”的字符串，可以使用变量为其值，但使用不当时有可能会为同一个内容缓存多次；另外，将用户私有信息用于键可以避免将用户的私有信息返回给其它用户；
proxy_cache_lock：启用此项，可在缓存未命令中阻止多个相同的请求同时发往upstream，其生效范围为worker级别；
proxy_cache_lock_timeout：proxy_cache_lock功能的锁定时长；
proxy_cache_min_uses：某响应报文被缓存之前至少应该被请求的次数；
proxy_cache_path：定义一个用于保存缓存响应报文的目录，及一个保存缓存对象的键及响应元数据的共享内存区域(keys_zone=name:size)，其可选参数有：
levels：每级子目录名称的长度，有效值为1或2，每级之间使用冒号分隔，最多为3级；
inactive：非活动缓存项从缓存中剔除之前的最大缓存时长；
max_size：缓存空间大小的上限，当需要缓存的对象超出此空间限定时，缓存管理器将基于LRU算法对其进行清理；
loader_files：缓存加载器(cache_loader)的每次工作过程最多为多少个文件加载元数据；
loader_sleep：缓存加载器的每次迭代工作之后的睡眠时长；
loader_threashold：缓存加载器的最大睡眠时长；
例如： proxy_cache_path /data/nginx/cache/one levels=1 keys_zone=one:10m;
proxy_cache_use_stale：在无法联系到upstream服务器时的哪种情形下(如error、timeout或http_500等)让nginx使用本地缓存的过期的缓存对象直接响应客户端请求；其格式为：
proxy_cache_use_stale error | timeout | invalid_header | updating | http_500 | http_502 | http_503 | http_504 | http_404 | off
proxy_cache_valid [ code …] time：用于为不同的响应设定不同时长的有效缓存时长，例如：proxy_cache_valid 200 302 10m;
proxy_cache_methods [GET HEAD POST]：为哪些请求方法启用缓存功能；
proxy_cache_bypass string：设定在哪种情形下，nginx将不从缓存中取数据；例如：
proxy_cache_bypass $cookie_nocache $arg_nocache $arg_comment;
proxy_cache_bypass $http_pragma $http_authorization;
例：
http{
。。。。。。
upstream websrvs {
server 172.16.100.11 weight=1;
server 172.16.100.12 weight=1;
server 127.0.0.1:8080 backup;
}
proxy_cache_path /nginx/cache/first levels=1:2 keys_zone=first:20m max_size=1G;
add_header X-Cache"$upstream_cache_status from $server_addr";#显示缓存从哪个服务器命中
location /{
proxy_pass http://webservs;
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
proxy_cache first;
proxy_cache_valid 20010m;
proxy_cache_valid any 1m;
}
}
十五，nginx限速配置
nginx的限速功能通过limit_zone、limit_conn和limit_rate指令进行配置。首先需要在http上下文配置一个limit_zone，然后在需要的地方使用limit_conn和limit_rate 进行限速设置。下面是一个简单的例子。
http {
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
server {
location /downloads/{
limit_conn perip1;
limit_rate 50k;
}
}
}
说明:
limit_zone：语法格式“limit_req_zone $variable zone=name:size rate=rate;”，实现针对每个IP定义一个存储session状态的容器。这个示例中定义了一个名叫first的10m大小的容器，这个名字会在后面的limit_conn中使用。
limit_conn first 1; 限制在first中记录状态的每个IP只能发起一个并发连接。
limit_rate 50k; 对每个连接限速50k. 注意，这里是对连接限速，而不是对IP限速。如果一个IP允许三个并发连接，那么这个IP就是限速为limit_rate×3，在设置的时候要根据自己的需要做设置调整，要不然会达不到自己希望的目的。
限制连接数的配置如下所示。
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;
server {
...
limit_conn perip 10;
limit_conn perserver 100;
}
十六，nginx实现读写分离
使用nginx实现读写分离时，nginx作为代理服务器，将文件上传至upstream中特定的服务器，upstream 端的服务器使用httpd，并且需要启用dav功能。
配置nginx端：
http{
......
location /{
proxy_pass http://webservs;
if($request_method ="PUT"){
proxy_pass http://192.168.1.109;
}
}
}
在允许上传的服务器的Directory中启用上传功能：
LoadModule dav_module modules/mod_dav.so
LoadModule dav_fs_module modules/mod_dav_fs.so #这两个模块需要启用，默认为启用
<Directory"/var/www/html">
Dav on #启用上传
......
</Directory>
[root@localhost html]# service httpd reload
[root@localhost html]# chown -R apache.apache /var/www/html/
[root@localhost html]# curl -T /etc/issue 192.168.1.117 #上传文件
%Total %Received%Xferd AverageSpeed Time Time Time Current
Dload Upload Total Spent Left Speed
0 47 0 0 0 0 0 0--:--:----:--:----:--:-- 0<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//IETF//DTD HTML 2.0//EN">
<html><head>
<title>201Created</title>
</head><body>
<h1>Created</h1>
<p>Resource /issue has been created.</p>
<hr />
<address>Apache/2.2.15(CentOS)Server at webservs Port80</address>
</body></html>
100 301 127 254 0 47 4527 837--:--:----:--:----:--:-- 4618
然后使用rsync+inotify或者sersync+inotify同步upstream中的其他服务器。