Nginx系列06（Nginx 缓存配置、SSL/TLS 配置）

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Nginx 缓存配置

SSL/TLS 配置

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Nginx 缓存配置

• 概念：Nginx 缓存配置允许服务器将频繁访问的资源（如网页、图片、脚本等）存储在内存或磁盘中，当再次接收到相同请求时，直接从缓存中读取并返回，减少对后端服务器的请求，从而显著提高网站的响应速度和性能，降低服务器负载。
• 原理：Nginx 主要有代理缓存和 FastCGI 缓存两种缓存机制。
  • 代理缓存：当 Nginx 作为反向代理时，对于后端服务器返回的响应内容，Nginx 可以根据配置将其缓存起来。当下次有相同的请求时，Nginx 直接从缓存中返回数据，而无需再次向后端服务器转发请求。代理缓存通过proxy_cache_path指令指定缓存存储路径，通过proxy_cache_key指令定义缓存键（用于唯一标识缓存内容），通过proxy_cache_valid指令设置不同响应状态码对应的缓存时间。
  • FastCGI 缓存：主要用于缓存 FastCGI 程序（如 PHP 脚本）的输出结果。当 Nginx 接收到对 FastCGI 程序的请求时，会先检查缓存中是否存在对应的结果。如果存在，则直接返回缓存内容；否则，将请求转发给 FastCGI 服务器，获取结果后缓存起来并返回给客户端。FastCGI 缓存通过fastcgi_cache_path指令指定缓存路径，fastcgi_cache_key指令定义缓存键，fastcgi_cache_valid指令设置缓存时间。
• 场景示例：
  • 代理缓存示例：假设你有一个后端服务器运行在http://backend.example.com，你希望 Nginx 对其响应进行缓存。配置如下：

http {
    # 定义缓存路径、缓存级别、最大缓存大小等
    proxy_cache_path /data/nginx/cache levels=1:2 keys_zone=my_cache:10m max_size=10g inactive=60m use_temp_path=off; 

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location / {
            proxy_pass http://backend.example.com;
            proxy_cache my_cache; # 使用名为my_cache的缓存区域
            proxy_cache_key "$uri$is_args$args"; # 定义缓存键，包含请求的URI、是否有参数及参数内容
            proxy_cache_valid 200 302 60m; # 对于状态码为200和302的响应，缓存60分钟
            proxy_cache_valid 404 10m; # 对于状态码为404的响应，缓存10分钟
            proxy_cache_bypass $http_pragma $http_authorization; # 如果请求头中有pragma或authorization字段，则不使用缓存
            proxy_cache_revalidate on; # 当缓存过期时，Nginx会向源服务器验证缓存是否仍然有效
        }
    }
}

在这个配置中，proxy_cache_path指定了缓存存储在/data/nginx/cache目录，缓存分为两级（levels=1:2），缓存区域名为my_cache，大小为 10MB，最大缓存空间为 10GB，60 分钟内未被访问的缓存将被清除。location /块中，请求被代理到http://backend.example.com，同时配置了缓存相关的参数。

• FastCGI 缓存示例：假设你有一个 PHP 应用，FastCGI 服务器运行在127.0.0.1:9000，你希望对 PHP 脚本的输出进行缓存。配置如下：

http {
    # 定义FastCGI缓存路径
    fastcgi_cache_path /data/nginx/fastcgi_cache levels=1:2 keys_zone=fastcgi_cache:10m inactive=60m; 

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        location ~ \.php$ {
            fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;
            fastcgi_index index.php;
            fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
            include fastcgi_params;

            fastcgi_cache fastcgi_cache; # 使用名为fastcgi_cache的缓存区域
            fastcgi_cache_key "$uri$is_args$args"; # 定义缓存键
            fastcgi_cache_valid 200 60m; # 对于状态码为200的响应，缓存60分钟
            fastcgi_cache_bypass $http_pragma $http_authorization; # 如果请求头中有pragma或authorization字段，则不使用缓存
            fastcgi_cache_revalidate on; # 当缓存过期时，Nginx会向FastCGI服务器验证缓存是否仍然有效
        }
    }
}

此配置中，fastcgi_cache_path指定了 FastCGI 缓存的路径等相关设置。location ~ \.php$块针对 PHP 脚本请求，配置了 FastCGI 缓存相关参数，当请求 PHP 脚本时，Nginx 会根据配置进行缓存操作。

SSL/TLS 配置

• 概念：SSL/TLS 配置用于在 Nginx 服务器上启用 HTTPS 协议，实现数据在客户端和服务器之间的加密传输，确保数据的安全性和完整性，防止数据被窃取或篡改。同时，使用 HTTPS 也有助于提升网站在搜索引擎中的排名。
• 原理：客户端与服务器在建立连接时，会进行 SSL/TLS 握手过程。服务器会向客户端发送自己的 SSL 证书，证书包含服务器的公钥等信息。客户端验证证书的合法性后，生成一个随机的对称密钥，使用服务器的公钥对其进行加密，并发送给服务器。服务器使用自己的私钥解密得到对称密钥，之后双方使用这个对称密钥进行数据加密传输。
• 场景示例：假设你已经从证书颁发机构（CA）申请了 SSL 证书，证书文件名为example.com.crt，私钥文件名为example.com.key，配置如下：

http {
    server {
        listen 443 ssl; # 监听443端口，启用SSL
        server_name example.com;

        ssl_certificate /path/to/example.com.crt; # 指定SSL证书文件路径
        ssl_certificate_key /path/to/example.com.key; # 指定私钥文件路径

        ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3; # 启用TLSv1.2和TLSv1.3协议，建议只启用较新的安全协议
        ssl_ciphers ECDHE - RSA - AES256 - GCM - SHA512:DHE - RSA - AES256 - GCM - SHA512:ECDHE - RSA - AES256 - GCM - SHA384:DHE - RSA - AES256 - GCM - SHA384:ECDHE - RSA - AES128 - GCM - SHA256:DHE - RSA - AES128 - GCM - SHA256; # 设置加密算法
        ssl_prefer_server_ciphers on; # 优先使用服务器端的加密算法配置
        ssl_session_cache shared:SSL:10m; # 设置SSL会话缓存，大小为10MB
        ssl_session_timeout 10m; # 设置SSL会话超时时间为10分钟

        location / {
            # 网站的其他配置，如代理、静态文件服务等
        }
    }
}

在这个配置中，server块监听 443 端口并启用 SSL，通过ssl_certificate和ssl_certificate_key指定证书和私钥路径。同时配置了 SSL 协议版本、加密算法、会话缓存等参数，以确保安全且高效的 HTTPS 连接。