说明白正反向代理，以及Nginx和Gunicorn

一：什么是Nginx

Nginx的产生
没有听过Nginx？那么一定听过它的"同行"Apache吧！Nginx同Apache一样都是一种WEB服务器。基于REST架构风格，以统一资源描述符(Uniform Resources Identifier)URI或者统一资源定位符(Uniform Resources Locator)URL作为沟通依据，通过HTTP协议提供各种网络服务。

然而，这些服务器在设计之初受到当时环境的局限，例如当时的用户规模，网络带宽，产品特点等局限并且各自的定位和发展都不尽相同。这也使得各个WEB服务器有着各自鲜明的特点。

Apache的发展时期很长，而且是毫无争议的世界第一大服务器。它有着很多优点：稳定、开源、跨平台等等。它出现的时间太长了，它兴起的年代，互联网产业远远比不上现在。所以它被设计为一个重量级的。它不支持高并发的服务器。在Apache上运行数以万计的并发访问，会导致服务器消耗大量内存。操作系统对其进行进程或线程间的切换也消耗了大量的CPU资源，导致HTTP请求的平均响应速度降低。

这些都决定了Apache不可能成为高性能WEB服务器，轻量级高并发服务器Nginx就应运而生了。

俄罗斯的工程师Igor Sysoev，他在为Rambler Media工作期间，使用C语言开发了Nginx。Nginx作为WEB服务器一直为Rambler Media提供出色而又稳定的服务。

然后呢，Igor Sysoev将Nginx代码开源，并且赋予自由软件许可证。

由于：

Nginx使用基于事件驱动架构，使得其可以支持数以百万级别的TCP连接

高度的模块化和自由软件许可证是的第三方模块层出不穷（这是个开源的时代啊~）

Nginx是一个跨平台服务器，可以运行在Linux,Windows,FreeBSD,Solaris, AIX,Mac OS等操作系统上

这些优秀的设计带来的极大的稳定性

所以，Nginx火了！

Nginx的用武之地
Nginx是一款自由的、开源的、高性能的HTTP服务器和反向代理服务器；同时也是一个IMAP、POP3、SMTP代理服务器；Nginx可以作为一个HTTP服务器进行网站的发布处理，另外Nginx可以作为反向代理进行负载均衡的实现。

关于代理
说到代理，首先我们要明确一个概念，所谓代理就是一个代表、一个渠道；

此时就设计到两个角色，一个是被代理角色，一个是目标角色，被代理角色通过这个代理访问目标角色完成一些任务的过程称为代理操作过程；如同生活中的专卖店~客人到adidas专卖店买了一双鞋，这个专卖店就是代理，被代理角色就是adidas厂家，目标角色就是用户。

正向代理

说反向代理之前，我们先看看正向代理，正向代理也是大家最常接触的到的代理模式，我们会从两个方面来说关于正向代理的处理模式，分别从软件方面和生活方面来解释一下什么叫正向代理。

在如今的网络环境下，我们如果由于技术需要要去访问国外的某些网站，此时你会发现位于国外的某网站我们通过浏览器是没有办法访问的，此时大家可能都会用一个操作FQ进行访问，FQ的方式主要是找到一个可以访问国外网站的代理服务器，我们将请求发送给代理服务器，代理服务器去访问国外的网站，然后将访问到的数据传递给我们！

上述这样的代理模式称为正向代理，正向代理最大的特点是客户端非常明确要访问的服务器地址；服务器只清楚请求来自哪个代理服务器，而不清楚来自哪个具体的客户端；正向代理模式屏蔽或者隐藏了真实客户端信息。来看个示意图（我把客户端和正向代理框在一块，同属于一个环境，后面我有介绍）：

总结来说：正向代理，“它代理的是客户端”，是一个位于客户端和原始服务器(origin server)之间的服务器，为了从原始服务器取得内容，客户端向代理发送一个请求并指定目标(原始服务器)，然后代理向原始服务器转交请求并将获得的内容返回给客户端。客户端必须要进行一些特别的设置才能使用正向代理。

正向代理的用途：

（1）访问原来无法访问的资源，如Google

（2）可以做缓存，加速访问资源

（3）对客户端访问授权，上网进行认证

（4）代理可以记录用户访问记录（上网行为管理），对外隐藏用户信息

反向代理

明白了什么是正向代理，我们继续看关于反向代理的处理方式，举例如我大天朝的某宝网站，每天同时连接到网站的访问人数已经爆表，单个服务器远远不能满足人民日益增长的购买欲望了，此时就出现了一个大家耳熟能详的名词：分布式部署；也就是通过部署多台服务器来解决访问人数限制的问题；某宝网站中大部分功能也是直接使用Nginx进行反向代理实现的，并且通过封装Nginx和其他的组件之后起了个高大上的名字：Tengine，有兴趣的童鞋可以访问Tengine的官网查看具体的信息：http://tengine.taobao.org/。那么反向代理具体是通过什么样的方式实现的分布式的集群操作呢，我们先看一个示意图（我把服务器和反向代理框在一块，同属于一个环境，后面我有介绍）：

通过上述的图解大家就可以看清楚了，多个客户端给服务器发送的请求，Nginx服务器接收到之后，按照一定的规则分发给了后端的业务处理服务器进行处理了。此时~请求的来源也就是客户端是明确的，但是请求具体由哪台服务器处理的并不明确了，Nginx扮演的就是一个反向代理角色。

客户端是无感知代理的存在的，反向代理对外都是透明的，访问者并不知道自己访问的是一个代理。因为客户端不需要任何配置就可以访问。

反向代理，“它代理的是服务端”，主要用于服务器集群分布式部署的情况下，反向代理隐藏了服务器的信息。

反向代理的作用：

（1）保证内网的安全，通常将反向代理作为公网访问地址，Web服务器是内网

（2）负载均衡，通过反向代理服务器来优化网站的负载

项目场景

通常情况下，我们在实际项目操作时，正向代理和反向代理很有可能会存在在一个应用场景中，正向代理代理客户端的请求去访问目标服务器，目标服务器是一个反向单利服务器，反向代理了多台真实的业务处理服务器。具体的拓扑图如下：

图解：

在正向代理中，Proxy和Client同属于一个LAN（图中方框内），隐藏了客户端信息；

在反向代理中，Proxy和Server同属于一个LAN（图中方框内），隐藏了服务端信息；

实际上，Proxy在两种代理中做的事情都是替服务器代为收发请求和响应，不过从结构上看正好左右互换了一下，所以把后出现的那种代理方式称为反向代理了。

二：Gunicorn为什么要和Nginx搭配使用

Django,Nginx 和 Gunicorn 的关系
参考：https://www.jianshu.com/p/c85a7604ae61
客户端发来 http 请求，Nginx 作为直接对外的服务器接口，对 http 请求进行分析
如果是静态资源请求，则由Nginx自己处理（效率极高）
如果是动态资源请求，则把它转发给 Gunicorn
Gunicorn 对请求进行预处理后，转发给 Django，最终完成资源的返回
如果用餐馆来做比喻的话，Nginx 就是迎宾小姐，客人如果点了酒水，迎宾小姐自己就帮忙拿了；而 Gunicorn 是传菜员，Django 是厨师，他两一起满足客人对现炒美食的需求。

这个比喻具体是在说什么呢？

首先，我们要分清楚Web应用和Web服务器这两个概念。Django开发出来的程序是Web应用，它本身不能起到监听用户请求并响应这种 “收发员” 的功能。监听用户请求并响应是Web服务器的职责。

Nginx就是一个Web服务器。即使没有web应用运行，只有一大堆 html 静态页面，我们也可以通过配置路由和返回的页面来使用Nginx搞出一个静态网站。

Django开发的Web应用本身是没有和客户端（浏览器）交互的功能的。我们在本地能够运行它是只是因为Django其内置了一个小型Web服务器而已，不过它性能受限，不能用于生产环境。

那么将Nginx和Django组合是不是就大功告吉了呢？没那么简单。Python官方定义了WSGI（Web Server Gateway Interface）作为Web服务器与Python Web应用程序或框架之间的建议标准接口。这样可以提高Web应用程序和服务器之间的可移植性。显然Django需要一个实现WSGI的服务器来和它配合。然而Nginx作为一个普通的http服务器，并没有实现这个接口。

为什么需要Gunicorn
在开发时flask的run命令可以直接启动提供web服务，实际上是由Werkzeug提供的WSGI服务器，相当于Flask内置了一个WSGI服务器，只适合在开发调试的时候使用；在生产环境中需要一个更强健，性能更高的WSGI服务器，WSGI服务器也被称为独立的WSGI容器，主流的WSGI容器有Gunicorn和uWSGI

什么是WSGI服务器
Web Server Gateway Interface 的缩写，即 Web 服务器网关接口。Python web开发中，服务端程序分为两个部分

服务器程序：用来接收、整理客户端发送的请求，比如Nginx
应用程序：处理服务器程序传递过来的请求，比如Flask，Django，Tornado
服务器程序和应用程序互相配合才能给用户提供服务，而不同应用程序（不同框架）会有不同的函数、功能。此时就需要一个标准，让服务器程序和应用程序都支持这个标准，这样二者就能很好的配合了，这个标准就是WSGI，是python web开发的标准，类似于协议，是web服务器程序与应用程序解耦的规范，这样服务器程序和应用程序就可以随意组合实现自己的web应用。它是服务器程序和应用程序的一个约定，规定了各自使用的接口和功能，以便二和互相配合。

为什么需要Nginx
Nginx是Web服务器，流行的Web服务器还有Apache，Tengine等，Web服务器主要负责和客户端交换数据，处理请求和响应,像Gunicorn这类WSGI服务器内置了Web服务器，但是内置的Web服务器不够强健，更流行的部署方式是采用一个常规的Web服务器运行在前端，为WSGI服务器提供反向代理。在Gunicorn之后再加一层Nginx有以下好处：

负载均衡：当有多个应用多台机器时需要做负载均衡
静态文件处理：经过配置之后，Nginx可以直接处理静态文件请求而不用经过Python服务器，Gunicorn或者Flask等对静态资源的处理效率不如Nginx，并且Nginx可以对静态文件设置缓存
安全问题：Gunicorn暴露在公网公网十分危险，在Nginx挡在前面会安全不少
抗并发压力：前端多一层Nginx，可以吸收一些瞬时的并发请求作为请求缓冲，让Nginx先保持住连接，然后后端慢慢消化
支持的http协议更广：gunicorn的http解析可能有bug，Nginx处理更好
提供其他额外功能：比如IP过滤等

总的来说就是：调试时运行时Werkzeug虽然提供了WSGI和web服务器，但是性能不强，所以需要更强的WSGI（Gunicorn），以及更强的web服务器（Nginx）。Gunicorn虽然也自带有web服务器但是不够强，而Nginx虽然作为web服务器很强，但是又没有实现WSGI，所以Nginx和Gunicorn各取所长，同时使用。

备注：
静态文件和动态文件
直接把相应文件发送到客户端的文件都是静态资源。
如果不同的用户可以得到不同的回答，是动态资源，一般是指数据库资源。

静态文件和动态文件
1.文件存放在块设备（磁盘）的文件系统中的文件中，我们称之为静态文件。文件存放在内存中，我们称之为动态文件。

2.当程序open一个文件时linux内核会做以下操作：首先内核会建立一个打开文件的数据结构（包含文件描述符，节点信息等），记录我们打开的文件。然后会向内存申请一段内存，并且将静态文件里面的内容从块设备读取到内核中特定地址管理存放。

3 当打开文件后，对文件进行读写操作，都是在内存中这一份动态文件进行操作，而不是针对静态文件。此时修改动态文件的内容，并不会影响静态文件里面的内容，两者是不同步的。当close文件时，close内部的内核会将动态文件里面的内容更新到块设备的静态文件中。

4 为什么要这样设计？不直接对块设备进行操作？
因为块设备的读写速度相对内存慢，是按块为单位进行操作，不灵活。而内存是按字节为单位进行操作的，而且可以随机操作，很灵活。

静态资源和动态资源的区别，Web服务器种？
静态一般是后缀为：html 动态后缀一般为：asp、aspx、php、jsp等动态可以进行逻辑计算，比如判断你是否登录，而静态不行。