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🌐 Nginx 反向代理進階篇：多站點、Rewrite 規則、Proxy Cache 完整教學

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    🌐 Nginx 反向代理進階篇：多站點、Rewrite 規則、Proxy Cache 完整教學

    在你已經具備基本 Nginx Reverse Proxy 能力後，下一步就是深入「進階反代架構」：多站點代理、Rewrite URL 規則、Proxy Cache 靜態加速、健康檢查與後端錯誤處理等。 本文完整整理企業與大型網站常用的 Nginx 反代技巧，從基礎架構圖、設定範例到最佳化參數全都涵蓋。 這篇文章適合已經部署基本反代、想讓網站更快、更穩、更可維運的你。

    一、反向代理的完整工作流程圖

    理解 Nginx 作為 Reverse Proxy 的角色，有助於配置更加正確：

    [Client] → HTTPS → [Nginx Reverse Proxy] → HTTP/HTTPS → [Backend Web App]
│
└─> SSL/TLS Termination（Nginx）
         ├─ URL Rewrite
         ├─ Load Balancing（選擇性）
         ├─ Header 改寫（Host / X-Forwarded-For）
         ├─ Proxy Cache（靜態/動態頁面加速）
         └─ Error Handling（502/504 重試）

    Nginx 的價值就在於「抽象化後端」，並在中間層提供加速、安全、監控與彈性部署。

    二、多站點反代（Multi-Site Reverse Proxy）

    當你想在一台 Nginx 上代理多個後端站點，可以使用 server_name 分流。

    2-1. 多網域反代範例

    # /etc/nginx/sites-available/multi-proxy.conf

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

    location / {
        proxy_pass http://10.10.0.10:8080;
        include proxy_params;
    }
}

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

    location / {
        proxy_pass http://10.10.0.20:8000;
        include proxy_params;
    }
}

    如此一來 api.example.com 與 blog.example.com 的流量就能分別反代至不同後端。

    2-2. 子路徑反代（Path-based Reverse Proxy）

    若你想以子路徑作區隔（例如 /api、/app）：

    server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location /api/ {
        proxy_pass http://10.10.0.10:8080/;
        include proxy_params;
    }

    location /app/ {
        proxy_pass http://10.10.0.20:9000/;
        include proxy_params;
    }
}

    注意 proxy_pass 結尾是否包含 /，會影響 URL 對應方式，是反代常見踩雷。

    三、URL Rewrite 實務：最容易搞錯也最常用的功能

    Rewrite 是 Nginx 用於 URL 改寫、跳轉與後端路徑調整的重要工具。

    3-1. 常見跳轉需求：HTTP → HTTPS

    server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    return 301 https://$host$request_uri;
}

    3-2. 移除 URL 結尾斜線

    rewrite ^/(.*)/$ /$1 permanent;

    3-3. 保留 query string 的 rewrite（非常重要）

    rewrite ^/old/(.*)$ /new/$1 last;

    若用 ? 結尾會清除 query string，務必注意： 

    rewrite ^/old/(.*)$ /new/$1? last;   # ← query string 會被清掉

    3-4. 前端 SPA（Vue/React）導向 index.html

    location / {
    try_files $uri $uri/ /index.html;
}

    四、Proxy Cache：讓反代伺服器變成加速器

    Nginx 的 proxy_cache 可以有效降低後端負載，適用：

    • 靜態 API 結果（如查詢清單、排行榜）
    • 高 QPS 的圖片/縮圖服務
    • 第三方 API 緩存

    4-1. 建立 Cache 區域

    # 在 http {} 區塊內

proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=mycache:50m inactive=30m max_size=5g;

    說明：

    • keys_zone=mycache:50m：儲存快取索引的共享記憶體大小。
    • inactive=30m：無人存取後多少時間自動刪除。
    • max_size=5g：整體快取上限。

    4-2. 在反代 server 中啟用 cache

    location /api/ {
    proxy_cache mycache;
    proxy_cache_valid 200 302 10m;
    proxy_cache_valid 404 1m;
    proxy_pass http://10.10.0.10:8080;
}

    這代表：

    • 200/302 回應快取 10 分鐘
    • 404 回應快取 1 分鐘（避免大量無效查詢）

    4-3. 避免快取登入資料（Cookie 過濾）

    常見安全需求：登入後不能快取。

    proxy_cache_bypass $http_authorization $cookie_sessionid;
proxy_no_cache      $http_authorization $cookie_sessionid;

    五、提升後端穩定性：重試、超時、緩衝區隊列

    5-1. 設定 Proxy 超時值

    proxy_connect_timeout 5s;
proxy_read_timeout 30s;
proxy_send_timeout 30s;
proxy_buffering on;

    5-2. 反代重試（避免短暫 502）

    proxy_next_upstream error timeout invalid_header http_502 http_503 http_504;
proxy_next_upstream_tries 3;

    當後端短暫掛掉，Nginx 可嘗試重新連線，讓前端不會立即 502。

    六、負載平衡快速設定（Round Robin / Least Conn）

    Nginx 內建 upstream 負載平衡：

    6-1. Round-Robin

    upstream backend {
    server 10.10.0.10;
    server 10.10.0.11;
}

server {
    listen 80;
    location / {
        proxy_pass http://backend;
    }
}

    6-2. Least Connections（適合 API）

    upstream backend {
    least_conn;
    server 10.10.0.10;
    server 10.10.0.11;
}

    6-3. 健康檢查（被動檢查）

    proxy_next_upstream error timeout http_502 http_503;

    七、安全性設定：Header、XFF、限制大小、黑名單

    7-1. 設定真實訪客 IP（X-Forwarded-For）

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

    7-2. 限制上傳大小

    client_max_body_size 20M;

    7-3. 封鎖惡意 UA

    if ($http_user_agent ~* (badbot|crawler|scanner)) {
    return 403;
}

    八、完整範例：前端 + 多站點 + Cache + Rewrite 整合配置

    # /etc/nginx/sites-available/full-reverse-proxy.conf

upstream api_backend {
    least_conn;
    server 10.10.0.10;
    server 10.10.0.11;
}

proxy_cache_path /var/cache/nginx levels=1:2 keys_zone=mycache:50m inactive=30m max_size=10g;

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

    # 強制 HTTPS
    return 301 https://$host$request_uri;
}

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

    ssl_certificate     /etc/letsencrypt/live/api.example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/api.example.com/privkey.pem;

    location /v1/ {
        rewrite ^/v1/(.*)$ /api/$1 last;
    }

    location /api/ {
        proxy_pass http://api_backend;

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

        # Cache
        proxy_cache mycache;
        proxy_cache_valid 200 10m;
        proxy_cache_use_stale error timeout invalid_header updating;
    }
}

    這是一個真實企業常用架構，可支援高流量、高效率的 API 服務。

    九、問題排查：502、504、rewrite 錯誤的常見原因

    9-1. 反代 URL 錯位

    # 錯誤（多一層路徑）
proxy_pass http://10.0.0.1/api/;

# 正確
proxy_pass http://10.0.0.1/;

    9-2. 後端無法接收 Host

    部分後端需要正確 Host header：

    proxy_set_header Host $host;

    9-3. 因後端延遲造成 504

    proxy_read_timeout 30s;   # 依需求調整

    9-4. Cache 未生效

    • 後端回應 header 設定 Cache-Control: no-store
    • cookie 未忽略，造成 cache bypass

    十、部署建議：如何讓你的 Nginx 架構更長久可維護？

    • 分離設定檔（upstream / server / rewrite 各自獨立）
    • 使用 include proxy_params 簡化重複設定
    • 建立 Health Check 機制避免後端故障造成大規模 502
    • proxy_cache 填滿時要調整 max_size，避免 I/O 滿載
    • 使用 systemd 設定 limit 參數提升連線能力

    🔗 延伸閱讀

    — WWFandy・Nginx 反代架構筆記

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