Nginx 常见的部署架构有哪些？如何选择合适的架构？

Nginx 可以根据不同的业务需求和规模采用多种部署架构，从单机部署到分布式集群都有相应的解决方案。

单机部署架构：

shell
客户端 → Nginx → 应用服务器 → 数据库

适用场景：

小型网站或应用
开发测试环境
低流量业务

配置示例：

nginx
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    root /var/www/html;
    index index.php index.html;
    
    location ~ \.php$ {
        fastcgi_pass unix:/var/run/php/php8.0-fpm.sock;
        fastcgi_index index.php;
        fastcgi_param SCRIPT_FILENAME $document_root$fastcgi_script_name;
        include fastcgi_params;
    }
    
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

反向代理架构：

shell
客户端 → Nginx (反向代理) → 后端服务器集群

适用场景：

多个应用服务器需要统一入口
需要负载均衡
需要隐藏后端服务器

配置示例：

nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080 weight=3;
    server 192.168.1.101:8080 weight=2;
    server 192.168.1.102:8080 weight=1;
    keepalive 32;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://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;
    }
}

负载均衡架构：

shell
客户端 → Nginx (负载均衡器) → 后端服务器池

适用场景：

高并发访问
需要水平扩展
需要高可用性

负载均衡策略：

nginx
# 轮询（默认）
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

# 最少连接
upstream backend {
    least_conn;
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

# IP 哈希
upstream backend {
    ip_hash;
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

# 加权轮询
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080 weight=3;
    server 192.168.1.101:8080 weight=2;
    server 192.168.1.102:8080 weight=1;
}

多层代理架构：

shell
客户端 → 边缘 Nginx → 中间 Nginx → 应用服务器

适用场景：

大规模分布式系统
需要多层缓存
需要安全隔离

配置示例：

nginx
# 边缘 Nginx
upstream middle_layer {
    server 192.168.1.200:80;
    server 192.168.1.201:80;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://middle_layer;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

# 中间层 Nginx
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name middle.example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

CDN 集成架构：

shell
客户端 → CDN → 源站 Nginx → 后端服务器

适用场景：

全球用户访问
需要加速静态资源
需要减轻源站压力

配置示例：

nginx
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    # 静态资源重定向到 CDN
    location ~* \.(css|js|jpg|jpeg|png|gif|ico|svg|woff|woff2)$ {
        return 301 https://cdn.example.com$request_uri;
    }
    
    # 动态内容
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

高可用架构（Keepalived + Nginx）：

shell
客户端 → VIP (虚拟IP)
         ↓
    Nginx 主节点 ← Keepalived
         ↓
    Nginx 备节点 ← Keepalived
         ↓
    后端服务器

适用场景：

需要高可用性
不能接受单点故障
关键业务系统

配置示例：

nginx
# 主节点 Nginx 配置
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

# Keepalived 配置
vrrp_instance VI_1 {
    state MASTER
    interface eth0
    virtual_router_id 51
    priority 100
    advert_int 1
    authentication {
        auth_type PASS
        auth_pass 1234
    }
    virtual_ipaddress {
        192.168.1.50
    }
}

微服务架构：

shell
客户端 → Nginx (API 网关) → 微服务集群

适用场景：

微服务架构
需要统一 API 入口
需要服务发现

配置示例：

nginx
# 用户服务
upstream user_service {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

# 订单服务
upstream order_service {
    server 192.168.1.200:8080;
    server 192.168.1.201:8080;
}

# 支付服务
upstream payment_service {
    server 192.168.1.300:8080;
    server 192.168.1.301:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;
    
    # 路由到用户服务
    location /api/users/ {
        proxy_pass http://user_service;
        proxy_set_header Host $host;
    }
    
    # 路由到订单服务
    location /api/orders/ {
        proxy_pass http://order_service;
        proxy_set_header Host $host;
    }
    
    # 路由到支付服务
    location /api/payments/ {
        proxy_pass http://payment_service;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

缓存架构：

shell
客户端 → Nginx (缓存层) → 后端服务器

适用场景：

读多写少的应用
需要减轻后端压力
需要提升响应速度

配置示例：

nginx
# 定义缓存路径
proxy_cache_path /var/cache/nginx/proxy levels=1:2 keys_zone=proxy_cache:10m max_size=1g inactive=60m;

upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        # 启用缓存
        proxy_cache proxy_cache;
        proxy_cache_valid 200 10m;
        proxy_cache_valid 404 1m;
        proxy_cache_key "$scheme$request_method$host$request_uri";
        
        # 缓存跳过条件
        proxy_cache_bypass $http_cache_control;
        proxy_no_cache $http_cache_control;
        
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
        
        # 添加缓存状态头
        add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
    }
}

混合架构：

shell
客户端 → Nginx (静态资源) → CDN
         ↓
      Nginx (动态内容) → 应用服务器

适用场景：

复杂业务系统
需要分离静态和动态内容
需要多种优化策略

配置示例：

nginx
# 静态资源服务器
server {
    listen 80;
    server_name static.example.com;
    
    root /var/www/static;
    
    location ~* \.(css|js|jpg|jpeg|png|gif|ico|svg|woff|woff2)$ {
        expires 1y;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
        access_log off;
    }
}

# 动态内容服务器
upstream backend {
    server 192.168.1.100:8080;
    server 192.168.1.101:8080;
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

架构选择指南：

业务需求	推荐架构	说明
小型网站	单机部署	简单易维护
中型应用	反向代理	统一入口，负载均衡
高并发	负载均衡架构	水平扩展，高可用
全球业务	CDN 集成架构	加速访问，减轻源站压力
关键业务	高可用架构	避免单点故障
微服务	微服务架构	统一 API 网关
读多写少	缓存架构	提升性能，减轻后端压力

部署架构最佳实践：

渐进式扩展：从简单架构开始，根据需求逐步扩展
监控告警：实时监控架构状态，及时发现问题
容灾备份：配置备份和容灾方案
安全防护：在架构各层添加安全措施
性能优化：根据业务特点选择合适的优化策略
文档记录：详细记录架构设计和配置
定期演练：定期进行故障演练，验证架构可靠性
成本控制：在满足需求的前提下控制成本