Nginx

Эта документация охватывает базовые и продвинутые темы: от установки и базовой конфигурации до настройки балансировки нагрузки, безопасности и оптимизации производительности.

1. Введение

Nginx — это высокопроизводительный веб-сервер, обратный прокси-сервер и балансировщик нагрузки. Он широко используется для обслуживания статического контента, проксирования запросов к бэкенд-серверам и обеспечения высокой доступности благодаря распределению нагрузки. Nginx известен своей низкой потребляемостью памяти и эффективной обработкой большого количества одновременных соединений.

---

2. Установка и управление Nginx

2.1. Установка

Nginx можно установить из стандартных репозиториев вашей операционной системы. Ниже приведены примеры для разных дистрибутивов Linux:

• Debian/Ubuntu Используйте пакетный менеджер apt:

  sudo apt update
  sudo apt install nginx -y

  Объяснение: Команда apt update обновляет списки пакетов, а apt install nginx устанавливает Nginx.

• CentOS/RHEL Вначале добавьте репозиторий EPEL, затем установите Nginx:

  sudo yum install epel-release -y
  sudo yum install nginx -y

  Объяснение: EPEL (Extra Packages for Enterprise Linux) содержит дополнительные пакеты, среди которых и Nginx.

• Arch Linux Установка через pacman:

  sudo pacman -S nginx

  Объяснение: Arch Linux имеет современный репозиторий, где уже присутствует актуальная версия Nginx.

2.2. Управление сервисом

После установки Nginx управляется с помощью systemd (или другого init-менеджера в зависимости от системы).

• Запуск сервера

  sudo systemctl start nginx

  Объяснение: Команда запускает службу Nginx, если сервер ранее не был активен.

• Перезагрузка конфигурации (без остановки активных соединений)

  sudo systemctl reload nginx

  Объяснение: Перезагрузка (reload) позволяет применить изменения конфигурационных файлов без разрыва текущих соединений.

• Полный перезапуск

  sudo systemctl restart nginx

  Объяснение: Команда останавливает сервер и запускает его заново, что может разорвать соединения.

• Остановка сервера

  sudo systemctl stop nginx

  Объяснение: Полное отключение сервиса Nginx.

• Проверка статуса

  sudo systemctl status nginx

  Объяснение: Выводит информацию о запущенном процессе, активных соединениях и последних логах.

---

3. Файлы и структура директорий

Основные конфигурационные файлы Nginx расположены в каталоге /etc/nginx/. Разделение конфигураций позволяет удобно управлять настройками для отдельных сайтов и сервисов.

Файл/директория	Описание
/etc/nginx/nginx.conf	Главный конфигурационный файл, содержащий глобальные настройки.
/etc/nginx/sites-available/	Каталог с конфигурационными файлами для всех доступных сайтов.
/etc/nginx/sites-enabled/	Символические ссылки на активные конфигурации сайтов.
/var/log/nginx/access.log	Лог запросов (доступа) к серверу.
/var/log/nginx/error.log	Лог ошибок, возникающих при работе сервера.

Объяснение: Использование двух каталогов (sites-available и sites-enabled) позволяет легко включать или отключать сайты с помощью создания/удаления символических ссылок.

---

4. Основные директивы конфигурации

В файле nginx.conf задаются основные параметры работы сервера, влияющие на производительность и масштабируемость.

4.1. Пример базовой конфигурации

worker_processes auto;
worker_rlimit_nofile 100000;

events {
    worker_connections 4096;
    multi_accept on;
}

Объяснение:

• worker_processes auto; – позволяет Nginx автоматически определить количество рабочих процессов на основе числа ядер процессора.

• worker_rlimit_nofile 100000; – задаёт максимальное количество открытых файловых дескрипторов для процессов.

• worker_connections 4096; – определяет максимальное число одновременных соединений, которое может обрабатывать один рабочий процесс.

• multi_accept on; – разрешает рабочему процессу принимать несколько соединений за раз, что повышает производительность при большом количестве запросов.

---

5. Конфигурация виртуальных хостов (Server Blocks)

Виртуальные хосты позволяют обслуживать несколько доменных имен или сайтов на одном сервере.

5.1. Базовая конфигурация виртуального хоста

server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    root /var/www/example;
    index index.html index.htm;
}

Объяснение:

• listen 80; – указывает, что сервер будет принимать запросы на порту 80 (HTTP).

• server_name – список доменных имен, для которых применяется эта конфигурация.

• root – директория, откуда Nginx будет отдавать файлы.

• index – список файлов, которые будут искаться в каталоге, если запрошен корневой URL.

5.2. Перенаправления (Редиректы)

Редиректы используются для перенаправления пользователей с одного URL на другой.

• 301 Редирект (постоянный):

  server {
      listen 80;
      server_name oldsite.com;
      return 301 https://newsite.com;
  }

  Объяснение: Все запросы к oldsite.com перенаправляются на https://newsite.com с кодом ответа 301, что означает постоянное перемещение.

• 302 Редирект (временный):

  server {
      listen 80;
      server_name example.com;
      location /oldpage {
          return 302 /newpage;
      }
  }

  Объяснение: Перенаправление, которое сообщает, что страница временно перемещена.

---

6. Проксирование запросов (Reverse Proxy)

Nginx часто используется как обратный прокси для передачи запросов от клиентов к бэкенд-серверам, таким как Node.js, Python или другие HTTP-сервисы.

6.1. Пример обратного прокси

location /api/ {
    proxy_pass http://backend_server:5000/;
    proxy_set_header Host $host;
    proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
}

Объяснение:

• location /api/ – указывает, что для URL, начинающихся с /api/, применяется данная настройка.

• proxy_pass – перенаправляет запросы на указанный бэкенд-сервер.

• proxy_set_header – устанавливает заголовки, чтобы передать оригинальные данные запроса, такие как IP адрес клиента и имя хоста.

6.2. Проксирование WebSocket-соединений

Для поддержки протокола WebSocket необходимо передать специальные заголовки:

location /ws/ {
    proxy_pass http://localhost:8080;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "Upgrade";
}

Объяснение: Заголовки Upgrade и Connection необходимы для установления WebSocket-соединения между клиентом и сервером.

---

7. Балансировка нагрузки

Nginx может распределять входящие запросы между несколькими серверами, повышая отказоустойчивость и производительность.

7.1. Определение upstream-группы

upstream backend {
    server backend1.local weight=2;
    server backend2.local;
    server backend3.local backup;
}
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

Объяснение:

• upstream backend { ... } – создаёт группу серверов для балансировки нагрузки.

• weight=2 – задаёт больший приоритет для данного сервера (его запросов будет обрабатываться больше).

• backup – сервер используется только в случае недоступности основных серверов.

• В блоке server через proxy_pass запросы перенаправляются в upstream-группу.

7.2. Типы балансировки

• Round Robin – запросы равномерно распределяются между серверами (используется по умолчанию).

• Least Connections (least_conn) – запрос отправляется серверу с наименьшим числом активных соединений.

• IP Hash (ip_hash) – запросы от одного клиента всегда направляются на один и тот же сервер (полезно для сессий).

---

8. Безопасность

Обеспечение безопасности — важная задача при настройке веб-сервера. Рассмотрим несколько подходов.

8.1. Ограничение доступа

Вы можете ограничить доступ к определённым ресурсам по IP-адресам:

location /admin/ {
    allow 192.168.1.0/24;
    deny all;
}

Объяснение: Только клиенты с IP-адресами из подсети 192.168.1.0/24 получат доступ к /admin/, все остальные будут заблокированы.

8.2. Защита от DDoS и ограничение запросов

Используйте директивы limit_req_zone и limit_req для защиты от атак и чрезмерного количества запросов:

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=5r/s;
server {
    location /login/ {
        limit_req zone=one burst=10 nodelay;
    }
}

Объяснение: Ограничение до 5 запросов в секунду для каждого IP. Параметр burst позволяет кратковременно превышать лимит до 10 запросов.

8.3. Настройка HTTPS

Использование SSL/TLS для шифрования данных важно для безопасности пользователей:

• Установите certbot для автоматического получения сертификатов от Let's Encrypt:

  sudo apt install certbot python3-certbot-nginx
  sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

• Конфигурация HTTPS:

  server {
      listen 443 ssl;
      server_name example.com;
      ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
      ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;
      include ssl_params.conf;
  }

  Объяснение: Директива ssl_certificate указывает на путь к сертификату, а ssl_certificate_key — на приватный ключ. Рекомендуется включать дополнительные параметры безопасности через файл ssl_params.conf.

---

9. Оптимизация и производительность

9.1. Кэширование статических файлов

Позволяет клиентам (браузерам) кэшировать ресурсы, что снижает нагрузку на сервер:

location ~* \.(jpg|jpeg|png|gif|css|js|ico|svg)$ {
    expires max;
    log_not_found off;
}

Объяснение: Директива expires max; сообщает браузеру, что файлы можно кэшировать на максимально возможный срок.

9.2. Сжатие данных (Gzip и Brotli)

Сжатие снижает объём передаваемых данных:

• Gzip:

  gzip on;
  gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
  gzip_vary on;

• Brotli (если модуль включен):

  brotli on;
  brotli_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;

Объяснение: Gzip и Brotli позволяют уменьшить время загрузки страниц за счёт сжатия контента до передачи клиенту.

9.3. Настройка буферов

Параметры буферизации позволяют оптимизировать обработку больших объёмов данных:

client_body_buffer_size 16K;
client_header_buffer_size 1k;
large_client_header_buffers 4 8k;
proxy_buffer_size 4k;
proxy_buffers 4 32k;
proxy_busy_buffers_size 64k;

Объяснение: Эти параметры помогают снизить вероятность ошибок при передаче больших запросов или ответов, особенно при работе с медленными клиентами.

---

10. Логирование и отладка

10.1. Формат логов

Вы можете настроить формат логов для удобства последующего анализа:

log_format main '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                '$status $body_bytes_sent "$http_referer" "$http_user_agent"';
access_log /var/log/nginx/access.log main;

Объяснение: Формат main задаёт структуру логов, которая позволяет отслеживать IP, дату, запрос, статус ответа и другую полезную информацию.

10.2. Отладка ошибок

Для диагностики проблем можно включить более подробное логирование:

error_log /var/log/nginx/error.log debug;

Объяснение: Режим debug позволяет записывать детальную информацию об обработке запросов. Это полезно при поиске сложных ошибок, но не рекомендуется использовать в рабочей среде длительное время из-за объёма логов.

10.3. Анализ логов

Используйте утилиты вроде tail, grep или специализированные программы (например, ngxtop) для мониторинга логов в реальном времени:

tail -f /var/log/nginx/error.log

Объяснение: Команда tail -f позволяет наблюдать за появлением новых записей в логе.

---

11. Работа с приложениями (FastCGI, uWSGI, и проч.)

Nginx может служить связующим звеном между веб-сервером и языковыми интерпретаторами.

11.1. Обработка PHP через FastCGI

Для интеграции с PHP используется php-fpm:

location ~ \.php$ {
    fastcgi_pass unix:/run/php/php7.4-fpm.sock;
    fastcgi_index index.php;
    include fastcgi_params;
}

Объяснение: Директива fastcgi_pass указывает на сокет, через который Nginx передаёт запросы на обработку PHP. Файл fastcgi_params содержит стандартные переменные окружения.

11.2. Работа с Python через uWSGI

Для Python-приложений можно использовать uWSGI:

location / {
    include uwsgi_params;
    uwsgi_pass unix:/var/run/uwsgi/app.sock;
}

Объяснение: Конфигурация аналогична работе с PHP, но используется протокол uWSGI.

---

12. Расширенные возможности и модули

Nginx поддерживает множество модулей, как встроенных, так и сторонних. Некоторые из них:

• Модуль HTTP Stub Status: Позволяет отслеживать состояние сервера.

  location /nginx_status {
      stub_status;
      allow 127.0.0.1;  # Ограничение доступа для локальных запросов
      deny all;
  }

• Модуль Rewrite: Используется для динамической обработки URL.

  location / {
      rewrite ^/old/(.*)$ /new/$1 permanent;
  }

• Модуль Limit Rate: Ограничивает скорость отдачи данных клиентам.

  location /downloads/ {
      limit_rate 500k;
  }

Объяснение: Расширенные возможности позволяют адаптировать сервер под специфические задачи, например, мониторинг состояния, динамические редиректы и контроль скорости передачи данных.

---

13. Трюки и советы по устранению неполадок

13.1. Проверка конфигурации

Перед применением новых настроек всегда проверяйте синтаксис:

nginx -t

Объяснение: Команда сообщает, корректна ли конфигурация, и указывает на возможные ошибки.

13.2. Вывод полной конфигурации

Для отладки можно вывести всю конфигурацию:

nginx -T

Объяснение: Это полезно для поиска конфликтующих настроек или устаревших директив.

13.3. Работа с логами

Регулярный анализ логов позволяет оперативно выявлять проблемы. Используйте фильтрацию (например, grep), чтобы отыскать ошибки:

grep 'error' /var/log/nginx/error.log

---

14. Полезные ссылки и ресурсы

• Официальная документация: nginx.org Объяснение: Это основной источник информации и справки по директивам и модулям.
• Генератор конфигураций: nginxconfig.io Объяснение: Удобный онлайн-инструмент для создания стартовой конфигурации.
• Инструменты мониторинга и анализа логов:

  • ngxtop — анализатор логов в реальном времени.
  • GoAccess — интерактивный анализатор логов.
• Сообщества и форумы:

  • StackOverflow, Reddit, специализированные группы в Telegram — отличное место для обмена опытом и получения помощи.

---

15. Заключение

Эта документация охватывает полный спектр возможностей Nginx — от базовой установки до тонкой настройки параметров для повышения производительности и безопасности. Благодаря гибкости конфигурации и широкому набору модулей Nginx остаётся одним из самых популярных инструментов для разработки высоконагруженных веб-сервисов.

Если у вас появились дополнительные вопросы или требуется помощь с настройкой конкретных функций, обращайтесь к официальной документации или специализированным сообществам.