一、HTTP 協(xié)議升級(jí)機(jī)制回顧

• Upgrade/Connection 報(bào)頭

客戶(hù)端發(fā)起 WebSocket 握手時(shí)，會(huì)在普通 HTTP 請(qǐng)求中加入

Upgrade: websocket
Connection: Upgrade
Sec-WebSocket-Key: <隨機(jī)值>
Sec-WebSocket-Version: 13

服務(wù)端若接受協(xié)議切換，會(huì)以 101 Switching Protocols 響應(yīng)，并同樣返回 Upgrade 和 Connection 報(bào)頭。

• Hop-by-Hop 報(bào)頭限制

HTTP/1.1 中，Upgrade 與 Connection 都屬于 Hop-by-Hop 報(bào)頭，只能在相鄰節(jié)點(diǎn)間生效，不會(huì)被普通反向代理轉(zhuǎn)發(fā)。因此，需要在 Nginx 明確地把這兩者從客戶(hù)端請(qǐng)求里取出，并再設(shè)置到轉(zhuǎn)發(fā)給后端的請(qǐng)求頭中。

二、Nginx 代理 WebSocket 的關(guān)鍵配置

1. 基本示例

location /chat/ {
    # 將請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到后端 WebSocket 服務(wù)
    proxy_pass http://backend;

    # 使用 HTTP/1.1 協(xié)議，以支持 Upgrade
    proxy_http_version 1.1;

    # 將客戶(hù)端請(qǐng)求中的 Upgrade 與 Connection 頭轉(zhuǎn)發(fā)給后端
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "upgrade";
}

proxy_http_version 1.1

強(qiáng)制使用 HTTP/1.1，否則默認(rèn)的 HTTP/1.0 無(wú)法支持協(xié)議升級(jí)。

proxy_set_header Upgrade $http_upgrade

將客戶(hù)端傳來(lái)的 Upgrade: websocket 透?jìng)鹘o后端。

proxy_set_header Connection “upgrade”

明確指定與 Upgrade 配合使用。

2. 智能化 Connection 設(shè)置

在某些場(chǎng)景下，希望僅在真有升級(jí)需求時(shí)才發(fā) "upgrade"，否則保持連接關(guān)閉。

可借助 Nginx 的 map 模塊：

# 將是否存在 Upgrade 頭映射成變量
map $http_upgrade $connection_upgrade {
    default upgrade;
    ''      close;
}

server {
    ...

    location /chat/ {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection $connection_upgrade;
    }
}

• 如果客戶(hù)端請(qǐng)求里沒(méi)有 Upgrade，則向后端發(fā)送 Connection: close，更符合一般 HTTP 請(qǐng)求的語(yǔ)義。

三、超時(shí)與心跳優(yōu)化

默認(rèn)情況下，Nginx 在代理 WebSocket 連接時(shí)，如果后端在 60 秒內(nèi)沒(méi)有任何數(shù)據(jù)回傳，會(huì)主動(dòng)關(guān)閉連接。

這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間空閑但后續(xù)可能仍要推送消息的場(chǎng)景并不友好。

常用的優(yōu)化方案有兩種：

1.延長(zhǎng) Nginx 的 proxy_read_timeout

在 location 或 http、server 級(jí)別添加：

proxy_read_timeout 3600s;   # 將超時(shí)時(shí)間提升到 1 小時(shí)

2.后端發(fā)送 WebSocket Ping

讓后端應(yīng)用周期性地向客戶(hù)端（經(jīng)過(guò) Nginx）發(fā)送 Ping 幀，觸發(fā) Nginx 讀取數(shù)據(jù)，從而重置超時(shí)計(jì)時(shí)器，同時(shí)還能檢測(cè)連接健康狀態(tài)。

四、完整示例

http {
    map $http_upgrade $connection_upgrade {
        default upgrade;
        ''      close;
    }

    upstream backend {
        server 127.0.0.1:8080;    # 后端 WebSocket 服務(wù)地址
        # 可根據(jù)實(shí)際情況添加多臺(tái)服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡
    }

    server {
        listen 80;
        server_name example.com;

        # 靜態(tài)資源處理（可選）
        location /static/ {
            root /var/www/html;
        }

        # WebSocket 代理入口
        location /chat/ {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header   Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header   Connection $connection_upgrade;

            # 轉(zhuǎn)發(fā)客戶(hù)端真實(shí) IP（可選）
            proxy_set_header   X-Real-IP        $remote_addr;
            proxy_set_header   X-Forwarded-For  $proxy_add_x_forwarded_for;

            # 超時(shí)配置
            proxy_read_timeout  3600s;
            proxy_send_timeout  3600s;
        }
    }
}

五、實(shí)踐要點(diǎn)與注意事項(xiàng)

• HTTPS + WSS

若在前端使用 wss://（即 TLS 加密的 WebSocket），必須在 Nginx 上配置對(duì)應(yīng)的 SSL 證書(shū)，并在 server 塊中使用 ssl_certificate、ssl_certificate_key 等指令。

• 負(fù)載均衡與 Sticky Session

對(duì)于需要在多實(shí)例間保持會(huì)話(huà)一致性的業(yè)務(wù)，可考慮基于 Cookie 或 IP 哈希的 Sticky Session 配置，或者將業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)成無(wú)狀態(tài)。

• 安全加固

可以在 Nginx 中加入 limit_conn、limit_req 等限流指令，防止惡意連接耗盡資源；也可結(jié)合 lua-nginx-module 實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的鑒權(quán)或動(dòng)態(tài)路由。

總結(jié)

通過(guò)上述方式，Nginx 能夠高效、穩(wěn)定地將客戶(hù)端的 HTTP 升級(jí)請(qǐng)求（Upgrade）轉(zhuǎn)發(fā)到后端 WebSocket 服務(wù)，實(shí)現(xiàn)反向代理與負(fù)載均衡。

在此基礎(chǔ)上，再配合合理的超時(shí)調(diào)整、心跳檢測(cè)與安全限流，即可構(gòu)建面向生產(chǎn)環(huán)境的高可用、可擴(kuò)展的實(shí)時(shí)通信平臺(tái)。

希望本文能幫助你快速上手 Nginx WebSocket 代理，并打造符合業(yè)務(wù)需求的實(shí)時(shí)架構(gòu)。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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