Ubuntu 运维系列 | 第 19 天：Web 服务器运维——Nginx 配置、反向代理与性能调优

在运维工程师的日常工作中，Web 服务器是出现频率最高的基础设施之一。无论是承载静态站点、为后端应用做反向代理，还是承担负载均衡与 HTTPS 终结，Nginx 都凭借其高性能、低内存占用和丰富的模块化能力，成为 Linux 服务器上的首选方案。本文以 Ubuntu 22.04/24.04 为环境，从安装、配置、反向代理到性能调优，系统梳理 Web 服务器运维的核心要点。

核心概念

Nginx 采用「主进程 + 多工作进程」的事件驱动架构。master 进程负责读取配置、绑定端口和管理 worker，worker 进程则通过 epoll 等异步非阻塞机制处理大量并发连接。与传统 Apache prefork 模式相比，Nginx 在处理高并发静态资源时内存开销更小、吞吐量更高。

一个典型的 Nginx 配置由多个 server 块组成，每个 server 对应一个虚拟主机，内部通过 location 块匹配不同的 URI，实现静态文件服务、反向代理或重定向。配置遵循「继承 + 覆盖」的规则，全局指令位于 http 块，站点级指令位于 server 块。

实战步骤

1. 安装与基础命令

在 Ubuntu 上通过 APT 安装官方或系统源中的 Nginx：

sudo apt update
sudo apt install -y nginx
sudo systemctl enable --now nginx
nginx -v          # 查看版本
sudo systemctl status nginx

安装完成后，默认站点根目录为 /var/www/html，主配置文件位于 /etc/nginx/nginx.conf，站点配置通常放在 /etc/nginx/sites-available/ 并通过软链接启用。

2. 配置虚拟主机

创建站点配置 /etc/nginx/sites-available/example.com：

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

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

启用站点并重载配置：

sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/example.com /etc/nginx/sites-enabled/
sudo nginx -t              # 校验配置语法
sudo systemctl reload nginx

3. 反向代理与负载均衡

将请求代理到本机 3000 端口的 Node.js 应用，并配置超时与请求头：

upstream app_backend {
    server 127.0.0.1:3000 weight=3;
    server 127.0.0.1:3001 weight=1;
    keepalive 32;
}

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://app_backend;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        proxy_connect_timeout 5s;
        proxy_read_timeout 60s;
    }
}

upstream 块中的 weight 用于加权轮询，实现简单的负载均衡。keepalive 保持与后端的连接复用，减少握手开销。

4. 启用 HTTPS

使用 Let’s Encrypt 的 certbot 自动签发并续期证书：

sudo apt install -y certbot python3-certbot-nginx
sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com
sudo systemctl status certbot.timer   # 确认自动续期定时器

5. 性能调优

根据服务器 CPU 核数与内存调整 worker 相关参数：

worker_processes auto;          # 自动匹配 CPU 核数
worker_connections 4096;        # 每个 worker 的最大连接数
events {
    worker_connections 4096;
    use epoll;
}

http {
    sendfile on;                # 零拷贝发送文件
    tcp_nopush on;
    tcp_nodelay on;
    keepalive_timeout 65;
    gzip on;                    # 开启 gzip 压缩
    gzip_types text/plain text/css application/json application/javascript;
    open_file_cache max=10000 inactive=30s;
}

此外，可限制请求速率防止滥用，并为响应添加缓存头：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api:10m rate=20r/s;

server {
    location /api/ {
        limit_req zone=api burst=40 nodelay;
        proxy_pass http://app_backend;
    }
}