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Nginx 反向代理配置：负载均衡、SSL 与缓存

13 分钟作者 DevToolBox

反向代理位于客户端和后端服务器之间，转发请求并返回响应。Nginx 是 2026 年这一角色最流行的选择——它以最少的配置处理 SSL 终止、负载均衡、缓存和 WebSocket 代理。本指南涵盖了所有你需要的生产就绪模式。

基本反向代理设置

最简单的反向代理将所有请求转发到单个后端服务器。关键头部确保你的后端看到真实的客户端 IP 和协议。

# Basic reverse proxy configuration
server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;

        # Pass original request headers to the backend
        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;

        # Timeouts (seconds)
        proxy_connect_timeout 60s;
        proxy_send_timeout    60s;
        proxy_read_timeout    60s;

        # Buffer settings
        proxy_buffering    on;
        proxy_buffer_size  16k;
        proxy_buffers      4 16k;
    }
}

SSL/TLS 终止

在 Nginx 处进行 SSL 终止意味着你的后端服务器只需在内部处理 HTTP，简化了它们的配置。Nginx 处理加密开销。

# Full SSL/TLS reverse proxy with HTTP redirect
server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    # Permanent redirect all HTTP traffic to HTTPS
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com www.example.com;

    # SSL certificate (Let's Encrypt)
    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    # Modern SSL settings (2026 recommended)
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-ECDSA-CHACHA20-POLY1305:ECDHE-RSA-CHACHA20-POLY1305;
    ssl_prefer_server_ciphers off;

    # SSL session cache
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
    ssl_session_tickets off;

    # HSTS: tell browsers to always use HTTPS (6 months)
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=15768000" always;

    # OCSP stapling
    ssl_stapling on;
    ssl_stapling_verify on;
    resolver 8.8.8.8 8.8.4.4 valid=300s;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;
        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;
    }
}

上游块和负载均衡

upstream 块定义了一组后端服务器。Nginx 支持轮询、最少连接和 IP 哈希负载均衡算法。

# Load balancing across multiple backends
upstream app_servers {
    # Default: round-robin
    server 10.0.0.1:3000;
    server 10.0.0.2:3000;
    server 10.0.0.3:3000;

    # Least connections algorithm
    # least_conn;

    # IP hash (sticky sessions)
    # ip_hash;

    # Weighted distribution
    # server 10.0.0.1:3000 weight=3;
    # server 10.0.0.2:3000 weight=1;

    # Health checks (Nginx Plus only; use passive for open-source)
    server 10.0.0.3:3000 max_fails=3 fail_timeout=30s;

    # Keepalive connections to backends
    keepalive 32;
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;

    # ... SSL config omitted for brevity ...

    location / {
        proxy_pass http://app_servers;

        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_set_header Connection        "";
        proxy_http_version 1.1;

        proxy_connect_timeout 5s;
        proxy_read_timeout    60s;
    }
}

WebSocket 代理

WebSocket 连接需要特殊处理，因为它们从 HTTP 升级为持久 TCP 连接。必须转发 Upgrade 和 Connection 头。

# WebSocket proxy configuration
server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name ws.example.com;

    # ... SSL config ...

    location /ws/ {
        proxy_pass http://localhost:8080;

        # WebSocket upgrade headers
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade    $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";

        proxy_set_header Host            $host;
        proxy_set_header X-Real-IP       $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

        # Long timeout for persistent connections
        proxy_read_timeout 3600s;
        proxy_send_timeout 3600s;
    }

    # Regular HTTP traffic on the same server
    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;
        proxy_set_header Host              $host;
        proxy_set_header X-Forwarded-For   $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
    }
}

代理缓存

Nginx 可以缓存后端响应，以减少可缓存内容的负载和延迟。

# Caching with proxy_cache
proxy_cache_path /var/cache/nginx
    levels=1:2
    keys_zone=app_cache:10m
    max_size=1g
    inactive=60m
    use_temp_path=off;

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;

    # ... SSL config ...

    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;
        proxy_set_header Host $host;

        # Enable cache
        proxy_cache         app_cache;
        proxy_cache_key     "$scheme$request_method$host$request_uri";
        proxy_cache_valid   200 302 10m;
        proxy_cache_valid   404     1m;

        # Return stale content while refreshing
        proxy_cache_use_stale error timeout updating http_500 http_502 http_503 http_504;

        # Add cache status header for debugging
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;

        # Don't cache if Cookie or Authorization header present
        proxy_cache_bypass $http_cookie $http_authorization;
        proxy_no_cache     $http_cookie $http_authorization;
    }

    # Bypass cache for API routes
    location /api/ {
        proxy_pass http://localhost:3000;
        proxy_cache_bypass 1;
        proxy_no_cache     1;
    }
}

快速参考：关键指令

DirectiveDescription
proxy_passUpstream backend URL
proxy_set_headerModify/add request headers to backend
proxy_connect_timeoutTime to establish connection to backend
proxy_read_timeoutTime to read response from backend
proxy_send_timeoutTime to send request to backend
proxy_bufferingBuffer backend responses (on/off)
proxy_cacheEnable caching using a named cache zone
proxy_cache_validCache duration per status code
proxy_http_versionHTTP version for backend (set 1.1 for keepalive)
upstreamDefine a pool of backend servers
keepaliveMax idle keepalive connections to backends

生产最佳实践

  1. 重载前始终测试配置：nginx -t。在生产环境中永远不要不测试就重载。
  2. 使用 proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme，让后端知道原始请求是 HTTP 还是 HTTPS。
  3. 设置适当的超时。默认的 proxy_read_timeout 是 60s——对于长时间运行的请求（文件上传、报告）需要增加。
  4. 在上游块中使用 proxy_http_version 1.1 和 keepalive 启用到后端的 keepalive 连接，以获得更好的性能。
  5. 监控 /var/log/nginx/error.log 和 access.log。使用 logrotate 设置日志轮换。

常见问题

如何将真实客户端 IP 传递给后端？

添加这些头部：proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr 和 proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for。然后在后端，读取 X-Real-IP（直接客户端）或 X-Forwarded-For 中的第一个条目。如果使用多个代理，配置受信任的代理 IP。

如何处理具有不同路径的多个后端？

使用多个 location 块：location /api/ { proxy_pass http://api-server:8080; } 和 location /app/ { proxy_pass http://app-server:3000; }。proxy_pass 中的尾部斜杠很重要——http://backend/api/ 在转发前会去掉 /api 前缀。

proxy_pass 有无尾部斜杠有什么区别？

无尾部斜杠：proxy_pass http://backend——包含 location 路径的完整 URI 被转发。有尾部斜杠：proxy_pass http://backend/——location 路径前缀被移除。例如：带有 proxy_pass http://backend/ 的 location /app/ 会将 /app/page 作为 /page 转发给后端。

如何调试代理连接问题？

首先检查 /var/log/nginx/error.log。常见问题：(1) upstream connection refused——后端未运行或端口错误；(2) upstream timed out——增加 proxy_read_timeout；(3) 502 Bad Gateway——后端崩溃或返回无效响应。临时添加 "error_log /var/log/nginx/error.log debug;" 进行详细日志记录。

如何配置 Nginx 对后端使用 HTTP/2？

Nginx 的代理模块只支持上游连接的 HTTP/1.1（截至 2026 年）。HTTP/2 只适用于客户端到 Nginx 的连接（listen 443 ssl http2）。要实现端到端 HTTP/2，对 gRPC 后端使用 grpc_pass 而不是 proxy_pass，或使用支持 HTTP/2 上游的 Nginx Plus。

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