Nginx系列07（Nginx 性能优化、Nginx 安全配置）

Nginx 性能优化

Nginx 安全配置

Nginx 性能优化

概念：Nginx 性能优化旨在通过调整各种配置参数和采用特定技术，提升 Nginx 服务器处理请求的能力，降低响应时间，增加并发连接数，从而更高效地为用户提供服务，减少资源消耗。
原理与方法：
- 调整工作进程相关参数：
  - worker_processes：该参数决定 Nginx 启动的工作进程数量。通常设置为与服务器 CPU 核心数相同或根据实际负载情况适当调整。例如，若服务器有 4 个 CPU 核心，设置worker_processes 4; ，让每个核心都能充分利用来处理请求，避免资源闲置。
  - worker_connections：它定义了每个工作进程能够处理的最大并发连接数。结合worker_processes，可以大致估算出 Nginx 服务器能处理的总并发连接数（理论上为worker_processes * worker_connections）。如设置worker_connections 1024;，表示每个工作进程最多可同时处理 1024 个连接。
- 优化缓冲区：
  - client_body_buffer_size：用于设置客户端请求体的缓冲区大小。当客户端上传数据时，Nginx 会将数据先存储在这个缓冲区中。如果请求体较大，适当增大此缓冲区可以减少磁盘 I/O 操作。例如，对于一般的 Web 应用，可设置为client_body_buffer_size 8k; 。
  - proxy_buffer_size、proxy_buffers、proxy_busy_buffers_size：这些参数用于优化反向代理时的缓冲区设置。proxy_buffer_size设置用于读取后端服务器响应头的缓冲区大小；proxy_buffers设置用于读取后端服务器响应体的缓冲区数量和大小；proxy_busy_buffers_size设置繁忙缓冲区的大小。合理配置这些参数可以提升反向代理时的数据传输效率。如proxy_buffer_size 4k; proxy_buffers 4 32k; proxy_busy_buffers_size 64k; 。
- 启用 gzip 压缩：通过开启 gzip 模块，Nginx 可以对发送给客户端的响应数据进行压缩，减少网络传输的数据量，从而加快页面加载速度。例如：

http {gzip on;gzip_min_length 1024;gzip_proxied any;gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;
}

上述配置中，gzip on;开启 gzip 压缩功能；gzip_min_length 1024;表示当响应数据长度大于 1024 字节时才进行压缩；gzip_proxied any;表示对所有代理请求都进行压缩；gzip_types指定了哪些类型的文件需要进行压缩，如文本、CSS、JSON、JavaScript 等常见的 Web 文件类型。

缓存优化：如前面提到的代理缓存和 FastCGI 缓存，合理配置缓存可以减少对后端服务器的请求，提高响应速度。例如，设置代理缓存时，精确设置缓存键和缓存时间，让经常访问且内容变化不大的页面或数据能长时间缓存。
场景示例：假设有一个高并发的 Web 应用，运行在一台具有 8 个 CPU 核心、16GB 内存的服务器上。为了优化 Nginx 性能，进行如下配置：

worker_processes 8;
events {worker_connections 2048;
}
http {client_body_buffer_size 16k;proxy_buffer_size 8k;proxy_buffers 4 16k;proxy_busy_buffers_size 32k;gzip on;gzip_min_length 1024;gzip_proxied any;gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript text/xml application/xml application/xml+rss text/javascript;# 其他http相关配置
}

在这个场景中，worker_processes设置为 8，充分利用服务器的 8 个 CPU 核心；worker_connections设置为 2048，理论上总共可处理8 * 2048 = 16384个并发连接。同时，调整了缓冲区大小，并开启了 gzip 压缩，以提高数据处理和传输效率。通过 ab（Apache Bench）工具测试优化前后的性能，发现优化后网站的平均响应时间明显缩短，并发处理能力显著提升。

Nginx 安全配置

概念：Nginx 安全配置是为了保护服务器免受各种安全威胁，如非法访问、恶意攻击（如 SQL 注入、XSS 攻击等）、资源盗用等，确保网站数据的完整性、保密性和可用性。
原理与方法：
- 访问控制：
  - allow和deny指令：通过这两个指令可以设置允许或拒绝特定 IP 地址或 IP 地址段访问服务器。例如，只允许公司内部的 IP 地址段192.168.1.0/24访问网站，配置如下：

http {server {location / {deny all;allow 192.168.1.0/24;}}
}

上述配置中，deny all;先拒绝所有 IP 访问，然后allow 192.168.1.0/24;允许指定的 IP 地址段访问。

防盗链：使用valid_referers指令防止网站资源被其他网站盗用。例如，只允许来自example.com和sub.example.com的请求访问网站的图片资源，配置如下：

http {server {location ~ \.(jpg|jpeg|png|gif)$ {valid_referers none blocked example.com sub.example.com;if ($invalid_referer) {return 403;}}}
}

这里valid_referers指定了合法的来源，none表示没有 Referer 头的请求，blocked表示 Referer 头被防火墙或代理服务器删除的请求。如果$invalid_referer变量为真（即请求来源不合法），则返回 403 禁止访问错误。

防止常见攻击：
- 防止 SQL 注入：虽然 Nginx 本身不直接执行 SQL 语句，但可以通过配置限制一些可能导致 SQL 注入的特殊字符和请求。例如，通过正则表达式匹配请求 URL，拒绝包含'、;等危险字符的请求。

http {server {location / {if ($request_uri ~* [';"]){return 403;}}}
}

防止 XSS 攻击：可以通过设置 HTTP 头信息来增强安全性。例如，设置Content - Security - Policy头，限制页面可以加载的资源来源，防止恶意脚本注入。

http {add_header Content - Security - Policy "default - src'self'";
}

上述配置表示页面只能加载来自本站（'self'）的资源。

场景示例：对于一个在线商城网站，为了防止竞争对手恶意抓取商品图片，同时保护网站免受外部非法访问和常见攻击，进行如下安全配置：

http {server {# 访问控制location / {deny all;allow 192.168.1.0/24; # 假设公司内部IP地址段allow 10.0.0.0/8; # 假设部分可信IP地址段}# 防盗链location ~ \.(jpg|jpeg|png|gif)$ {valid_referers none blocked example.com sub.example.com;if ($invalid_referer) {return 403;}}# 防止SQL注入location / {if ($request_uri ~* [';"]){return 403;}}# 设置安全头信息add_header Content - Security - Policy "default - src'self'";}
}

在这个场景中，通过访问控制限制了可访问网站的 IP 范围；通过防盗链设置保护了商品图片资源；通过对请求 URL 的检查防止 SQL 注入；通过设置安全头信息增强了对 XSS 攻击的防护。经过安全配置后，网站遭受外部非法访问和攻击的风险显著降低。