一、代理基本概念

1.1 什么是代理

日常生活中，代理这个概念我们并不陌生，代为办理，比如代理理财、代理租房、代理收货等等。

1.2 无代理场景

在没有使用代理的场景下，客户端都是直接请求服务端，服务端直接响应客户端。比如：抖音在初创阶段时没太多人关注，单台服务器足以支撑业务运行。但随着事件推移，市场认可后用户大增，抖音迅速蹿红，那么此时单台服务器难以支撑海量的用户请求，甚至一度造成服务瘫痪。

1.3 有代理场景

• 在使用代理的场景下，客户端无法直接向服务端发起请求，需要先请求代理服务，由代理服务代为请求后端节点，以实现客户端与后端通信；
• 使用代理会增加网络延迟，但能提高系统整体的响应，以此承担海量的并发请求；
  

二、正向代理和反向代理

2.1 正向代理。客户机请求代理服务器，代理服务器转发请求到对应的目标服务器。主动方是用户

1.（kexueshangw）访问某狗狗

2.客户端提速
游戏加速器

3.客户端缓存
比如：下载资源时，可以先查看代理服务是否有，如果有直接通过代理获取。

4.客户端授权
很多公司为了安全，连接外网需要通过防火墙，防火墙可以配置规则，允许谁可以上外网，谁不可以上外网。

2.2 反向代理

反向代理，部署在Web服务器上，用于公司集群架构，代理所有外部网络对内部网络的访问。浏览器访问服务器，必须经过这个代理，是被动的。正向代理的主动方是客户端，反向代理的主动方是Web服务器。

2.2.1 路由功能

根据用户请求的URI调度到不同功能的集群服务器进行处理（或者基于设备的调度）。

2.2.2 负载均衡

将用户发送的请求，通过负载均衡调度算法挑选一台合适的节点进行请求处理。

2.2.3 动静分离

根据用户请求的URI进行区分，将动态资源调度至应用服务器处理，将静态资源调度至静态资源服务器处理。

2.2.4 数据缓存

2.3反向代理的作用：

• 安全，客户端对Web服务器的访问需要先经过反向代理服务器。这样可以防止外部程序对Web服务器的直接攻击。
• 负载均衡，反向代理服务器可以根据Web服务器的负载情况，动态地把HTTP请求交给不同的Web服务器来处理，前提是要有多个Web服务器。
• 提升Web服务器的IO性能。一个HTTP请求的数据，从客户端传输给服务器，是需要时间的，例如N秒，如果直接传给Web服务器，Web服务器就需要让一个进程阻塞N秒，来接收IO，这样会降低Web服务器的性能。如果使用反向代理服务器，先让反向代理服务器接收完整个HTTP请求，再把请求发给Web服务器，就能提升Web服务器的性能。还有一些静态文件的请求，可以直接交给反向代理来处理，不需要经过Web服务器。

2.4 正向代理与反向代理的区别

服务的对象不同，部署的位置点也不同。
向代理代理的对象是【客户端】，为客户端服务
反向代理代理的对象是【服务端】，为服务端服务

三、nginx可代理的协议

Nginx作为代理服务，支持的代理协议非常的多，如下图所示

Nginx常用的代理协议
通常情况下，我们将Nginx作为反向代理，常常会用到如下几种代理协议，如下图所示
fa

四、nginx反向代理实践

4.1 配置语法指令

Syntax: proxy_pass URL;
Default: —
Context: location, if in location, limit_except

proxy_pass http://localhost:8000/uri/http://10.0.0.7:8000/uri/

4.2 代理配置场景

4.2.1 环境准备

角色	外网IP(NAT)	内网IP(LAN)	主机名
Proxy	eth0:10.0.0.5	eth1:172.16.1.5	proxy01
web01		eth1:172.16.1.7	web01

4.2.2 web01节点配置

[root@web01 conf.d]# cat web01.conf
server {
	listen 8080; # 监听在8080，随便指定
	server_name web.bertwu.net;
	root /code/web;
	location / {
		index index.html;
	}
}


[root@web01 conf.d]# mkdir /code/web
[root@web01 conf.d]# echo 'web01' > /code/web/index.html
[root@web01 conf.d]# systemctl reload nginx
[root@web01 conf.d]# chown -R www.www /code/web/

4.2.3 proxy节点配置

1.安装nginx并加入开机自启 (略)
2. proxy代理服务配置，让客户端能够通过代理服务器（10.0.0.5）访问到后端的172.16.1.7的8080端口站点内容。

[root@proxy01 conf.d]# cat proxy_web01.conf 
server {
	listen 80;
	server_name web.bertwu.net;
	location / {
		# proxy_pass http://172.16.1.7:8080;
		 proxy_pass http://10.0.0.7:8080; # 此处写公网ip是便于10.0.0.0网段wireshark抓包分析
	} 	
}

3.修改hosts，文件，并启动wireshark抓包分析http请求过程。

10.0.0.5 web.bertwu.net

抓包分析Nginx代理处理整个请求的过程

可以看到整个过程：
请求路径：10.0.0.1–>10.0.0.5 10.0.0.5–>10.0.0.7
响应路径：10.0.0.7–>10.0.0.5 10.0.0.5–>10.0.0.1

4.3 代理相关配置参数

4.3.1 proxy_set_header

如果将web01（10.0.0.7）的8080端口改为80，那么再次访问时候会报502错误，代理请求后端未找到。这是因为代理要去找10.0.0.7:8080，而172.16.1.7未开放8080。

然后我们将代理的proxy_pass http://10.0.0.7:8080 改为proxy_pass http://10.0.0.7:80再次访问，我们的预期还是要返回web01的界面,结果返回如下：

这是为什么呢？抓包分析请求过程如下：
ho
这是因为代理访问web后端时候Host字段只是web后端的ip而不是域名。于是后端会随机访问一个80上开启的服务。所以我们应该让代理请求后端时候带上请求的域名。

# 添加发往后端服务器的请求头信息,
Syntax: proxy_set_header field value;
Default: proxy_set_header Host $proxy_host;           
proxy_set_header Connection close;
Context: http, server, location

# 客户端请求Host的值是web.bertwu.net, 那么代理服务会像后端请求时携带Host变量为web.bertwu.net
proxy_set_header Host $http_host;

# 将$remote_addr的值放进变量X-Real-IP中，$remote_addr的值为客户端的ip
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;

# 客户端通过代理服务访问后端服务，后端服务会通过该变量会记录真实客户端地址
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

修改proxy端配置文件

server {
	listen 80;
	server_name web.bertwu.net;
	location / {
		proxy_pass http://10.0.0.7:80;
		proxy_set_header Host $http_host;
	} 
	
}

还可以设置X-Forwarded-For字段，让代理服务器把客户端真实ip一同带到服务端

[root@proxy01 conf.d]# cat proxy_web01.conf 
server {
	listen 80;
	server_name web.bertwu.net;
	location / {
		proxy_pass http://10.0.0.7:80;
		proxy_set_header Host $http_host;
		proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
	} 
	
}

4.3.2 proxy_http_version

当代理服务器向后端请求时候，默认是http1.0协议，它是短连接 Connection:close状态，一次请求后立马会断开连接，如果有多个请求，这样会导致代理服务器大量处于time_wait状态，长时间占用随机端口。而，代理的端口是有限的。所以长连接更合适。

# 浏览器多请求几次 web.bertwu.net，然后查看网络状态
[root@web01 conf.d]# netstat -nt
Active Internet connections (w/o servers)
Proto Recv-Q Send-Q Local Address           Foreign Address         State      
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54130          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54128          TIME_WAIT  
tcp        0      0 172.16.1.7:719          172.16.1.32:2049        ESTABLISHED
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54124          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54122          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54132          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54120          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54138          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54126          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54134          TIME_WAIT  
tcp        0      0 10.0.0.7:80             10.0.0.5:54136          TIME_WAIT  
tcp        0     52 10.0.0.7:22             10.0.0.1:64782          ESTABLISHED

可以看到，10.0.0.5（代理端）有大量处于TIME_WAIT的状态。

# 代理的向后端请求时使用的HTTP协议版本。默认1.0版本
Syntax: proxy_http_version 1.0 | 1.1;
Default: proxy_http_version 1.0;
Context: http, server, location
This directive appeared in version 1.1.4

[root@proxy01 conf.d]# cat proxy_web01.conf 
server {
	listen 80;
	server_name web.bertwu.net;
	location / {
		proxy_pass http://10.0.0.7:80;
		proxy_set_header Host $http_host;
		proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
		proxy_http_version 1.1;    # 设置版本号
		proxy_set_header Connection "";  # 还需要写这个字段，置空，否则它还是close状态
	} 
	
}

4.3.3 proxy_connect_timeout

nginx代理与后端服务器 “连接超时” 时间(代理连接超时)

Syntax: proxy_connect_timeout time;
Default: proxy_connect_timeout 60s;
Context: http, server, location

4.3.4 proxy_read_timeout

nginx代理等待后端服务器 “响应（Header）超时” 时间

Syntax: proxy_read_timeout time;
Default: proxy_read_timeout 60s;
Context: http, server, location

4.3.5 proxy_send_timeout

后端服务器 “数据（Data）回传给nginx代理超时” 时间，如果没有设置任何超时时间，默认与内核的超时时间一致127s

Syntax: proxy_send_timeout time;
Default: proxy_send_timeout 60s;
Context: http, server, location

配置示例：

[root@proxy01 conf.d]# cat proxy_web01.conf 
server {
	listen 80;
	server_name web.bertwu.net;
	location / {
		proxy_pass http://10.0.0.7:80;
		proxy_set_header Host $http_host;
		proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
		proxy_http_version 1.1;
		proxy_set_header Connection "";

		proxy_connect_timeout 120s;
		proxy_read_timeout 120s;
		proxy_send_timeout 120s;
	} 
	
}

4.3.6 proxy_buffer(缓冲区)

• 启用缓冲时，nginx代理服务器将尽快的接收响应Header以及响应报文，并将其保存到 proxy_buffer_size(Headers) 和proxy_buffers(data) 设置的缓冲区中。

  # proxy_buffer代理缓冲区
  Syntax: proxy_buffering on | off;
  Default: proxy_buffering on;
  Context: http, server, location
  

• 如果响应报文过大无法存储至内存，则会将其中部分保存到磁盘上的临时文件中。写入临时文件由 proxy_temp_path（控制临时存储目录）proxy_max_temp_file_size（控制临时存储目录大小） 和 proxy_temp_file_write_size（控制一次写入临时文件的数据大小），临时文件最大大小由 proxy_buffer_size 和 proxy_buffers限制。但当禁用缓冲时，nginx代理服务器会在接收到响应时立即同步传递给客户端,nginx代理服务器不会读取整个响应。这对于代理服务器来说是一种损耗。

• proxy_buffer_size用于控制代理服务读取后端第一部分响应Header的缓冲区大小。

  Syntax: proxy_buffer_size size;
  Default: proxy_buffer_size 4k|8k;
  Context: http, server, location
  # proxy_buffer_size 64k;
  

• proxy_buffers是代理服务器为单个连接设置响应缓冲区 “数量” 和 “大小” 。如果一个后端服务所返回的页面大小为256KB，那么会为其分配4个64KB的缓冲区来缓存，如果页面大小大于256KB，那么大于256KB的部分会缓存到proxy_temp_path指定的路径中。但是这并不是好方法，因为内存中的数据处理速度要快于硬盘。所以这个值一般建议设置为站点响应所产生的页面大小中间值，如果站点大部分脚本所产生的页面大小为256KB，那么可以把这个值设置为 “16 x 16k”、“4 x 64k” 等。

  Syntax: proxy_buffers number size;
  Default: proxy_buffers 8 4k|8k;
  Context: http, server, location
  #proxy_buffers 4 64k;
  

  配置示例：

[root@proxy01 conf.d]# cat proxy_web01.conf 
server {
	listen 80;
	server_name web.bertwu.net;
	location / {
		proxy_pass http://10.0.0.7:80;
		proxy_set_header Host $http_host;
		proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
		proxy_http_version 1.1;
		proxy_set_header Connection "";

		proxy_connect_timeout 120s;
		proxy_read_timeout 120s;
		proxy_send_timeout 120s;
		
		proxy_buffering on;
		proxy_buffer_size 8k;
		proxy_buffers 8 8k;
	} 
	
}

4.3.7 代理参数总结与优化

代理网站常用优化配置如下，将配置写入一个新文件放在/etc/nginx/下，调用时使用include即可，这样，代理多个站点，只需要 include 加载配置，减少代码冗余。

参数配置文件如下：

[root@proxy01 nginx]# cat proxy_params 
# ip
proxy_set_header Host $http_host;
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

# http version
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Connection "";

# timeout
proxy_connect_timeout 120s;
proxy_read_timeout 120s;
proxy_send_timeout 120s;

# buffer
proxy_buffering on;
proxy_buffer_size 8k;
proxy_buffers 8 8k;

主配置文件如下：

[root@proxy01 conf.d]# cat proxy_web01.conf 
server {
	listen 80;
	server_name web.bertwu.net;
	location / {
		proxy_pass http://10.0.0.7:80;
		include /etc/nginx/proxy_params; # 导入参数配置文件
	} 
	
	location /admin {
		proxy_pass http://10.0.0.8:80;  # 代理另一台服务器
		include /etc/nginx/proxy_params;
	}
	
}