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Nginx反向代理缓存服务器配置

Nginx 代理功能根据应用方式的不同分为正向代理和反向代理,Nginx 开源版本的正向代理功能并不完整,不支持 HTTP 的 CONNECT 方法,所以 HTTPS 的正向代理功能通常是使用第三方模块来实现的。

Nginx 的 HTTPS 正向代理使用最多的第三方模块是 ngx_http_proxy_connect_module,但其不支持缓存,所以开源版本 Nginx 无法在正向代理缓存的使用场景中应用。

Nginx 的重点缓存应用是在反向代理缓存的应用场景,官方也一直在不断地增强该功能。Nginx 反向代理缓存是目前网站架构中最常用的缓存方式,其不仅被网站架设者用以提高访问速度,降低应用服务器的负载,同时也被广泛应用于 CDN 的缓存服务器中。

Nginx的反向代理缓存有以下几个功能特点。
  • 故障降级。如果源服务器因故障停机,即便缓存过期,也可以被返回给用户使用,这就避免了页面无法打开的故障信息传递,从而实现有效容错降级;
  • 缓存负载。基于Nginx提供的比例分配赋值指令,可以将请求分配给由多个不同的硬盘组成的缓存池,以实现缓存存储负载,降低I/O瓶颈,提升磁盘效率;
  • 缓存锁。使多个相同的请求只有一个可以访问被代理服务器,其他的请求则等待缓存生成后,从缓存中获取响应数据,从而有效地提升缓存利用率,降低被代理服务器的负载;
  • 缓存验证支持。支持在Nginx本地缓存有效期过期后,通过服务器远端验证的方式确认缓存是否有效;
  • 范围请求支持。通过切片指令设置,提升了范围请求的缓存效率,使其响应速度更快;
  • 缓存控制。可对用户的请求是否使用缓存、响应数据是否被缓存、可被缓存的最低使用频率等方式实现缓存控制。

配置样例如下:
upstream backend_server {
    ip_hash;                                 # session会话保持
    server 192.168.2.145:8081;               # 被代理服务器IP
    server 192.168.2.159:8081;               # 被代理服务器IP
}

proxy_cache_path /usr/local/nginx/nginx-cache1
                            levels=1:2
                            keys_zone=cache_hdd1:100m
                            max_size=10g
                            use_temp_path=off
                            inactive=60m;    # 设置缓存存储路径1,缓存的共享内存名称和大小100MB,
                                             # 无效缓存的判断时间为1小时

proxy_cache_path /usr/local/nginx/nginx-cache2
                            levels=1:2
                            keys_zone=cache_hdd2:100m
                            max_size=10g
                            use_temp_path=off
                            inactive=60m;    # 设置缓存存储路径2,缓存的共享内存名称和大小100MB,
                                             # 无效缓存的判断时间为1小时

split_clients $request_uri $proxy_cache {
              50%          "cache_hdd1";     # 50%请求的缓存存储在第一个磁盘上
              50%          "cache_hdd2";     # 50%请求的缓存存储在第二个磁盘上
}

server {
    listen 8080;
    root /opt/nginx-web/phpweb;
    index index.php;
    include        proxy.conf;               # 引入默认配置文件
   
    location ~ \.(gif|jpg|png|htm|html|css|js|flv|ico|swf)(.*) {
                                                # 设置客户端静态资源文件缓存过期时间为12小时
        expires      12h;
    }

    proxy_ignore_headers Cache-Control Set-Cookie;
                                                # 忽略被代理服务器返回响应头中指定字段的控制响应
    location ~ / {
        root /opt/nginx-web/phpweb;

        proxy_cache $proxy_cache;     # 启用proxy_cache_path设置的$proxy_cache的共享内存区域
        proxy_cache_lock on;          # 启用缓存锁
        proxy_cache_lock_age 5s;      # 缓存锁有效期为5s
        proxy_cache_lock_timeout 5s;  # 等待缓存锁超时时间为5s
        proxy_cache_methods GET HEAD; # 默认对GET及HEAD方法的请求进行缓存
        proxy_cache_min_uses 1;       # 响应数据至少被请求1次,才将被缓存

        proxy_cache_bypass $http_pragma;    # 当客户端请求头包含字段pragma时,不适用缓存

        proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header
                                updating http_500 http_503
                                http_403 http_404 http_429;
                                            # 当出现指定条件时,使用已经过期的缓存响应数据

        proxy_cache_background_update on;   # 允许使用过期的响应数据时,启用后台子请求用以更新过
                                            # 期缓存,并将过期的缓存响应数据返回给客户端

        proxy_cache_revalidate on;          # 当缓存过期时,向后端服务器发起服务端校验
        proxy_cache_valid 200 301 302 10h;  # 200 301 302状态码的响应缓存10小时
        proxy_cache_valid any 1m;           # 其他状态码的响应缓存1分钟

        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
                                               # 添加缓存请求状态标识

        proxy_pass   http://backend_server;
    }

    error_page 404 /404.html;
    error_page 500 502 503 504 /50x.html;
}
在默认配置下,Nginx 会对被代理服务器返回响应数据信息头的缓存控制字段 Cache-Control 执行相关操作。当 Cache-Control 字段的值为 private、no-cache 或者有字段 Set-Cookie 时,它会对响应数据缓存产生影响,可以使用 proxy_ignore_headers 指令忽略这些字段的操作响应。

proxy_ignore_headers Cache-Control Set-Cookie;

Nginx 默认只对 GET 和 HEAD 方法的请求进行缓存,如果想对 POST 请求方法的数据进行缓存,则可以使用 proxy_cache_methods 指令进行设置。

proxy_cache_methods GET HEAD POST;