Nginx學(xué)習(xí)：代理模塊（一）基本配置與概念

來了來了它來了。要說 Nginx 最早最出名的名頭是什么？相信不少老碼農(nóng)馬上就會想到，最開始，Nginx 的名頭就是一款性能最高的 反向代理 服務(wù)器。現(xiàn)在其實也是，但是這么說的人越來越少了。也就是說，其實 Nginx 最主要的功能就在于反向代理。如果是編程小白，剛剛從事編程相關(guān)工作，沒有配置過負(fù)載集群，可能對這個概念還是比較陌生的。那么今天咱們就來先說說 代理、反向代理、正向代理 這些概念。

今天的內(nèi)容只有一個配置指令，只能用在 location 中。

代理

代理是啥意思，之前我們老早就學(xué)過的設(shè)計模式系列的文章中，就講過一個 代理模式 的應(yīng)用。說實話，Nginx 中的代理模塊其實也是代理模式思維的一個體現(xiàn)。還記得代理模式的定義嗎？

為其它對象提供一種代理以控制對這個對象的訪問

從編程語言的角度來說，就是我們要訪問一個對象，但是可能由于種種原因不能直接訪問它，這就要通過代理來實現(xiàn)訪問。這個代理相當(dāng)于是中間的一個媒介，可以幫我們做一些事情，也可以想像是我們和要使用的對象之間的橋梁。

當(dāng)時我們也舉了一個例子，現(xiàn)在也可以用這個例子，那就是買房子或者買保險，不管是房產(chǎn)中介還是保險銷售，其實都可以稱為代理人。他們用他們專業(yè)的知識幫我們解決問題，甚至買房或者租房都可以不用和房主產(chǎn)生交集，但真正在處理這個房產(chǎn)證的，其實還是房主（保險公司）。

這個就是代理，說起來很抽象是吧，大家都是碼農(nóng)，可以先通過代碼去了解，小伙伴們可以回到 PHP設(shè)計模式之代理模式https://mp.weixin.qq.com/s/0CvVMuP-_j-0sqRK_4kcZA 這篇文章中再重溫一下哦。

正向代理與反向代理

好了，接下來是另外兩個概念，正向代理與反向代理。

正向代理

這個太好解釋了，碼農(nóng)們都喜歡用 Google 吧，因為一些眾所周知的原因，我們沒法直接訪問，因此，大家也都會找一些工具方法來訪問一些不可說的網(wǎng)站。在這種情況下，是需要下載一些軟件，或者配置一些東西，讓我們的瀏覽器通過代理，將請求先發(fā)送到一個外部服務(wù)器，然后由它再轉(zhuǎn)發(fā)請求到目的站點，這個過程就是正向代理。另外，還有一些游戲加速器，以及我們做開發(fā)經(jīng)常會用到的 Fiddler 以及 Charles 抓包工具，這些也都是正向代理軟件。

簡單來說，正向代理需要我們客戶端去配置東西，或者使用軟件，將請求發(fā)送到指定的地方。

比如說，我們現(xiàn)在通過瀏覽器請求 Google 的網(wǎng)址，代理軟件攔截請求，然后發(fā)送到代理服務(wù)器。代理服務(wù)器接收到后，再將請求發(fā)送到真實的 Google 的服務(wù)器，處理完成后， Google 返回的響應(yīng)發(fā)送回代理服務(wù)器，代理服務(wù)器再將請求返回給客戶端。

這就是正向代理，另外還有一種透明代理，意思就是這個代理服務(wù)器像是透明的一樣，只轉(zhuǎn)發(fā)，不做別的事情，就和我們正常訪問目標(biāo)網(wǎng)址一樣。

一句話，控制權(quán)在用戶，安裝啟用了代理就走代理，不裝不用不會走代理。

反向代理

說完正向的，反向的就好理解了，它和正向代理就是反過來的嘛。不需要我們在客戶端配置或者下載什么軟件，訪問的地址還是原來那個，只不過服務(wù)器上將我們的請求又轉(zhuǎn)發(fā)給了別的服務(wù)器。這個過程對于我們這些用戶是無感知的。

反向代理不需要在客戶端裝軟件，是由網(wǎng)站來控制用戶看到的內(nèi)容。假如我的網(wǎng)站，www.zyblog.com.cn ，通過反向代理到了 Google ，那么大家訪問我的這個網(wǎng)址，實際上打開的會是 Google 的頁面。但是說實話，中文搜索分詞百度還是有優(yōu)勢的，哪天一高興，我再將我的網(wǎng)站反向代理到 Baidu ，那么用戶不需要換別的網(wǎng)址，還是繼續(xù)訪問 www.zyblog.com.cn ，看到的就會是百度的內(nèi)容。

一句話，控制權(quán)在站長，不在用戶，用戶訪問的地址不變，但是會顯示什么，需要代理到哪里，是后端人員控制的。

再拿實際的業(yè)務(wù)來說，很多門戶網(wǎng)站其實是會把一些頻道外包的，比如說體育、健康頻道，它們的記者和資源其實也是有限的。一些小的頻道或者不是熱門的頻道就直接讓第三方公司來做。這時候，有一種方案是直接使用二級域名指到合作公司的服務(wù)器上，而另一種方案，不改變域名，直接將某個路徑，比如 /sports/ 這樣的反向代理到合作公司指定的地址路徑上就可以了。這是很常見的一種業(yè)務(wù)需求。

而大家做為碼農(nóng)，接觸到的更多的業(yè)務(wù)需求，則是用于負(fù)載均衡以及后端程序的代理。負(fù)載均衡的問題我們后面講服務(wù)器組的時候再說，先來說說后端程序的問題。

因為我是 Java/.NET 出身，工作一年之后才轉(zhuǎn)的 PHP ，所以對前面兩種語言還是略有了解。除了它們之外，現(xiàn)在的 Go 語言以及經(jīng)典的 C/C++ 這些編譯型語言，都是需要編譯之后才能運行的。它們并不像 PHP 一樣可以通過 FastCGI 直接運行。而且大部分情況下，它們運行后都會直接啟動一個服務(wù)，比如說直接運行 jar 包或者直接運行 go 編譯文件。這時，一般會啟動一個端口，通過這個端口就可以訪問服務(wù)。

通常來說，你要是直接在代碼中把端口設(shè)置成 80 ，那么其實這些程序也可以對外服務(wù)的。但是，這些動態(tài)服務(wù)程序普遍對靜態(tài)資源的處理都很差，而且，也不太靈活，比如說我在一臺服務(wù)器上要啟動多個應(yīng)用，也沒辦法同時使用 80 端口。因此，大部分情況下，它們也會借助 Nginx 的反向代理來實現(xiàn)服務(wù)的部署。比如說，我們用 Java 啟動了三個程序，分別使用 8080、8081、8082 三個端口，然后在 Nginx 中，直接反向代理，通過不同的 location 路徑，使用統(tǒng)一的一個 80 端口對外服務(wù)就好了。

proxy_pass

Nginx 中，代理模塊是一個非常重要的模塊，全稱是 ngx_http_proxy_module ，是非常大也非常重要的一個模塊。其實在之前講 FastCGI 時就講過，它也是個代理模塊，只不過是通過 FastCGI 協(xié)議代理的。而 Proxy 模塊則是通用代理，使用 http 或 https 協(xié)議就可以，在 HTTP 模塊中的 Proxy 是七層負(fù)載的代理協(xié)議，Nginx 現(xiàn)在也有四層負(fù)載的 Stream 模塊，它里面也有一個代理子模塊，可以做四層負(fù)載均衡。

好了，點題一下，其實要配置一個反向代理，使用一個 proxy_pass 配置指令就可以了。就這么簡單，我們先來看它的介紹，后面再進(jìn)行演示。這個指令只能配置在 location 以及帶條件判斷的 location 和 limit_except 下面，一般來說，就是 location 為主啦。

這個配置指令的作用就是設(shè)置代理服務(wù)器的協(xié)議和地址以及位置應(yīng)映射到的可選 URI。作為協(xié)議，可以指定“http”或“https”。地址可以指定為域名或 IP 地址，以及可選的端口：

proxy_pass http://localhost:8000/uri/;

或作為在單詞“unix”之后指定并用冒號括起來的 UNIX 域套接字路徑：

proxy_pass http://unix:/tmp/backend.socket:/uri/;

如果一個域名解析為多個地址，則所有這些地址都將以循環(huán)方式使用。此外，可以將地址指定為服務(wù)器組。

參數(shù)值可以包含變量。在這種情況下，如果將地址指定為域名，則在所描述的服務(wù)器組中搜索該名稱，如果未找到，則使用解析器確定該名稱。

注意，這里比較重要。請求 URI 被傳遞給服務(wù)器，如下所示：

• 如果 proxy_pass 指令是用一個 URI 指定的，那么當(dāng)一個請求被傳遞到服務(wù)器時，與該位置匹配的規(guī)范化請求 URI 的部分將被指令中指定的 URI 替換：

  location /name/ {
      proxy_pass http://127.0.0.1/remote/;
  }
  

• 如果 proxy_pass 沒有指定 URI，則請求 URI 以與處理原始請求時客戶端發(fā)送的相同格式傳遞給服務(wù)器，或者在處理更改的 URI 時傳遞完整的規(guī)范化請求 URI：在版本 1.1.12 之前，如果指定 proxy_pass 時沒有 URI，則在某些情況下可能會傳遞原始請求 URI 而不是更改后的 URI。

location /some/path/ {
    proxy_pass http://127.0.0.1;
}

在某些情況下，無法確定要替換的請求 URI 部分：

• 當(dāng)使用正則表達(dá)式指定位置時，以及在命名位置內(nèi)。在這些情況下，應(yīng)指定不帶 URI 的 proxy_pass。如果指定了 URI ，那么需要帶正則參數(shù)的形式，并且 Get 參數(shù)會有問題，我們后面的測試會使用這種形式，需要手動傳遞 $args 變量。

• 當(dāng)使用 rewrite 指令在代理位置內(nèi)更改 URI 時，將使用相同的配置來處理請求（中斷）：

  location /name/ {
      rewrite    /name/([^/]+) /users?name=$1 break;
      proxy_pass http://127.0.0.1;
  }
  

在這種情況下，指令中指定的 URI 將被忽略，并將完整更改的請求 URI 傳遞給服務(wù)器。

• 在 proxy_pass 中使用變量時：

  location /name/ {
      proxy_pass http://127.0.0.1$request_uri;
  }
  

  在這種情況下，如果在指令中指定了 URI，它將按原樣傳遞給服務(wù)器，替換原始請求 URI。

WebSocket 代理需要特殊配置，并且從 1.3.13 版本開始支持。

上面的官方文檔的內(nèi)容中，最后關(guān)于 URI 的部分比較重要，需要詳細(xì)看一下。接下來，我們就自己配置一下試試。

配置一個反向代理

首先，咱們配置一個 Server 吧，監(jiān)聽 8027 端口，然后反向代理到本機(jī)的 80 端口，這是最簡單的配置，就是本機(jī)之間不同端口的配置。

server {
  listen 8027;
  access_log logs/27.log;
  
  root html;
  location / {
   proxy_pass http://192.168.56.88/;
  }
}

或者，這樣寫也可以，反正是本機(jī)代理嘛。

proxy_pass http://127.0.0.1;

直接使用 localhost 也是可以的。你可以訪問一個 PHP 頁面，然后打印 $_SERVER 信息，可以看到 [SERVER_PORT] => 80 這樣的內(nèi)容，PHP 接收到的端口號是 80 ，獲得的是反向代理轉(zhuǎn)發(fā)時請求的端口號。REMOTE_ADDR 信息也會跟著我們不同的設(shè)置產(chǎn)生變動。

反向代理到外網(wǎng)

將 proxy_pass 改成一個外網(wǎng)地址就可以了。

proxy_pass http://www.sina.com.cn/;

現(xiàn)在打開 http://192.168.56.88:8027/ 就會顯示新浪的頁面。

負(fù)載均衡反向代理

上面測試了本機(jī)和外網(wǎng)，內(nèi)網(wǎng)其它主機(jī)也是可以的，我們可以復(fù)制一臺虛擬機(jī)，然后設(shè)置 IP 為 192.168.56.89 ，部署好 Nginx 應(yīng)用，并且準(zhǔn)備一個 index.html 和一個 1.php 文件。注意這兩個文件要與 88 主機(jī)上的內(nèi)容不同，這樣才方便一會我們的測試。

先來試試直接代理到 89 上。

proxy_pass http://192.168.56.89;

訪問之后可以正常打開 89 主機(jī)上相關(guān)的內(nèi)容。然后我們就來測試下負(fù)載均衡，需要在 http 模塊下配置一個 upstream 。

upstream proxy1 {
  server 192.168.56.88:80;
  server 192.168.56.89;
}

這個配置我們后面再學(xué)，現(xiàn)在你只要知道，它第一個參數(shù)是服務(wù)器組的名字，后面花括號內(nèi)部的通過 server 指定多臺服務(wù)器，形成一個服務(wù)器組。默認(rèn)的均衡策略是輪詢，也就是請求第一次走 88 的 80 端口，第二次再請求走 89 ，不寫端口號默認(rèn)也是 80 端口。

然后直接 proxy_pass 代理指向這個服務(wù)器組就好了。

proxy_pass http://proxy1;

現(xiàn)在再次訪問，就會發(fā)現(xiàn)每次刷新，都會在 88 和 89 不同的頁面之間切換。這就是最簡單的負(fù)載均衡配置了。如果我們訪問一個 88 存在，而 89 不存在的頁面，那么就會一下正常，一下 404 。其它 500 之類的錯誤也是類似的，這里也可以解決掉錯誤頁面出現(xiàn)的情況，后面學(xué)習(xí)代理模塊的錯誤處理時會說。

URI 和正則問題

上面的配置是在 / 這個全局 URI 下配置的。如果是指定 URI ，比如這樣：

location /aaa/ {
 proxy_pass http://192.168.56.88;
}

那么實際請求的后端服務(wù)地址是 http://192.168.56.88/aaa/ ，Proxy 模塊會自動拼接 URI 及請求 GET 參數(shù)。而如果我們在 proxy_pass 中指定了 URI ，則會直接使用 praxy_pass 的。

location /aaa/ {
 proxy_pass http://192.168.56.89/a/;
}

這個配置最終請求后端的地址是 http://192.168.56.89/a/ 。

而如果是正則，在上面的官方文檔中也說明了，正則，同時在 proxy_pass 也指定了 URI 的話，因為無法確定需要轉(zhuǎn)發(fā)的內(nèi)容，所以無法正常配置。

location ~ /bbb(.*) {
  proxy_pass http://192.168.56.88/aaa/;
}

檢查或者重載配置，會報出一個錯誤信息。

nginx: [emerg] "proxy_pass" cannot have URI part in location given by regular expression, or inside named location, or inside "if" statement, or inside "limit_except" block in /etc/nginx/article.http.d/27.conf:37

那么要怎么處理呢？上面文檔也說了，必須要帶正則參數(shù)。比如這樣：

location ~ /bbb(.*) {
  proxy_pass http://192.168.56.88/aaa/?$1;
}

就可以正常通過了，如果只是普通正則，沒有 (.*) 內(nèi)容也沒事，只要帶上一個 $1 就行，沒有括號匹配內(nèi)容這個值就是空的。另外需要注意的是，這種形式代理轉(zhuǎn)發(fā)過來的，不會帶 GET 參數(shù)，因此，可以這么寫：

location ~ /bbb(.*) {
  proxy_pass http://192.168.56.88/aaa/?$args&$1;
}

現(xiàn)在嘗試訪問 http://192.168.56.88:8027/bbb/sdf?lksj 這個路徑，最終請求的代理服務(wù)器的路徑是 http://192.168.56.88/aaa/?lksj&/sdf 這樣的內(nèi)容。

配置一個正向代理

說了半天反向代理，那么 Nginx 能做正向代理嗎？既然都寫在這里了，那肯定是可以的呀。

server {
  listen 8027;
  access_log logs/27.log;
  resolver 114.114.114.114;
  location / {
   proxy_pass $scheme://$host$request_uri;
 }
}

首先需要配置一個 resolver 也就是 DNS 解析服務(wù)器的地址，咱們就通用的 114 就好了。這個指令之前在基礎(chǔ)的 HTTP 核心模塊的學(xué)習(xí)中就學(xué)過，當(dāng)時也說過它是在做正向代理的時候需要用到的。原因嘛，因為正向代理，我們接收到的請求都是域名，需要有 DNS 解析到真實的 IP ，不像反向代理，是通過 Nginx 發(fā)送請求，這里請求是直接轉(zhuǎn)發(fā)的，沒有調(diào)用其它發(fā)送請求的函數(shù)。因此，需要有這個配置，如果不配置它的話，訪問會報出 502 錯誤，日志中會有如下記錄。

2022/09/06 10:58:21 [error] 1615#0: *130 no resolver defined to resolve www.baidu.com, client: 192.168.56.1, server: , request: "GET http://www.baidu.com/ HTTP/1.1", host: "www.baidu.com"

然后就是 proxy_pass 的配置。這里我們?nèi)慷际鞘褂米兞浚驗槲覀円L問的是用戶在客戶端輸入的網(wǎng)址，這些內(nèi)容需要通過變量獲取到。就像上面在概念中說的，正向代理要訪問誰，是用戶決定的，我們做代理時，要拿到用戶請求的網(wǎng)址信息。

接下來，通過瀏覽器進(jìn)行代理配置，所有瀏覽器都可以配置，這里我就直接拿 Postman 配置，在設(shè)置中打開下面的代理并填上代理服務(wù)器的 IP 地址和端口。

試著用配好代理的這個瀏覽器訪問一下百度吧，正常打開是不是？但是，查看 88 服務(wù)器上 Nginx 的 access_log 日志，你會發(fā)現(xiàn)這是通過我們的 Nginx 代理請求的。

192.168.56.1 - - [15/Sep/2022:11:09:18 +0800] "GET http://www.baidu.com/ HTTP/1.1" 200 89726 "-" "PostmanRuntime/7.29.2" "-"

使用 WireShark 抓包也能看出來。

總結(jié)

今天的內(nèi)容很多都是概念，包括代理、正向代理、反向代理，還接觸到了一點負(fù)載均衡的概念。也說明了即使不用負(fù)載均衡，很多情況下我們也需要代理的原因。而真正學(xué)習(xí)到的配置指令就只有一個 proxy_pass 。是的，就這么簡單，一個代理服務(wù)器就配置完成了。不過僅有這個還不夠，整個代理模塊還有很多其它的配置選項，我們在后面還會一一學(xué)習(xí)。不過大家不用太擔(dān)心，因為我們已經(jīng)學(xué)習(xí)過 FastCGI 了，整個 Nginx 只要是帶 proxy 這個單詞的，不管是 FastCGI、SCGI還是UWSGI ，或是我們現(xiàn)在要學(xué)的普通代理，大部分配置指令都是相通的。因此，后面的學(xué)習(xí)還是比較輕松愉快的。不過還是強(qiáng)調(diào)一下，SCGI、UWSGI 這兩個模塊我們就不單獨講了哦，一是太像了，二是咱們 PHP 碼農(nóng)大部分情況下用不到，主攻 FastCGI 和 Proxy 就可以啦。

參考文檔：

http:///en/docs/http/ngx_http_proxy_module.html