Guia Técnico Completo sobre NGINX

O NGINX (pronunciado “engine-x”) é um servidor web de código aberto, conhecido por sua alta performance, baixa utilização de recursos e capacidade de lidar com milhares de conexões simultâneas. Lançado pela primeira vez em 2004 por Igor Sysoev, o NGINX foi criado com o objetivo de resolver o problema do C10k, que consiste no desafio de gerenciar 10.000 conexões simultâneas de forma eficiente. Desde então, o NGINX tornou-se um dos servidores web mais populares e uma solução robusta para proxy reverso, balanceamento de carga e cache de conteúdo.

Neste artigo, exploraremos em profundidade o funcionamento do NGINX, seus principais recursos, casos de uso, e como configurá-lo para diferentes aplicações.

1. História e Origem do NGINX

O NGINX foi desenvolvido inicialmente por Igor Sysoev, um engenheiro de software russo, que queria superar as limitações de servidores web tradicionais, como o Apache. Sysoev lançou a primeira versão pública do NGINX em 2004, e desde então, o servidor tem sido amplamente adotado pela sua capacidade de lidar com grandes volumes de tráfego com uso eficiente de memória e CPU.

O NGINX é uma peça chave em muitos dos sites de maior tráfego da internet, como Netflix, Twitch, Airbnb e Instagram. Ele não só serve conteúdo rapidamente, mas também oferece recursos como balanceamento de carga, proxy reverso e cache, o que o torna ideal para arquiteturas modernas de microserviços.

2. Principais Recursos do NGINX

a) Arquitetura Assíncrona e Baseada em Eventos

Diferente do Apache, que é baseado em threads/processos, o NGINX usa uma arquitetura assíncrona baseada em eventos, permitindo que ele lide com um grande número de conexões simultâneas de forma mais eficiente. Enquanto o Apache aloca uma thread para cada conexão, o NGINX utiliza um loop de eventos, onde uma única thread pode gerenciar várias conexões simultâneas. Isso resulta em menor uso de memória e CPU, além de maior escalabilidade.

b) Proxy Reverso e Balanceamento de Carga

O NGINX é amplamente utilizado como um proxy reverso, o que significa que ele pode ser colocado na frente de servidores backend, como servidores de aplicação ou bancos de dados, para manipular e redirecionar o tráfego de forma eficiente. Isso ajuda a proteger os servidores backend, gerenciar SSL, e melhorar o desempenho por meio de cache de conteúdo estático.

Além disso, ele é excelente como um balanceador de carga, distribuindo o tráfego entre vários servidores de backend para garantir alta disponibilidade e escalabilidade. Ele suporta vários métodos de balanceamento, incluindo:

• Round-robin: Distribui as requisições de forma circular entre os servidores backend.
• Least Connections: Envia requisições para o servidor com menos conexões ativas.
• IP Hashing: Garante que as requisições de um mesmo cliente (baseado no IP) sempre sejam enviadas para o mesmo servidor backend.

c) Cache de Conteúdo

NGINX oferece suporte nativo para cache de conteúdo. Isso significa que ele pode armazenar em cache as respostas de servidores backend e entregar conteúdo estático (imagens, arquivos HTML, CSS, JavaScript) diretamente para os clientes sem a necessidade de consultar o backend em cada requisição, resultando em um desempenho significativamente melhorado.

d) Suporte a HTTP/2 e SSL/TLS

Com suporte nativo para HTTP/2, o NGINX pode fornecer uma experiência de navegação mais rápida e eficiente ao permitir o envio de múltiplas requisições sobre uma única conexão TCP. Além disso, ele oferece suporte avançado para SSL/TLS, permitindo a implementação de sites seguros com criptografia HTTPS. Com o uso de Let’s Encrypt, é fácil configurar certificados SSL gratuitos e automáticos.

e) Configuração de Roteamento de Tráfego

O NGINX permite o roteamento de tráfego HTTP, o que significa que você pode configurar regras personalizadas para como as requisições são encaminhadas com base em variáveis como cabeçalhos, IPs de origem ou caminho do URL. Isso é útil em casos de migração de URLs ou para criar redirecionamentos condicionais.

3. Como o NGINX Funciona

O funcionamento do NGINX está baseado em blocos de configuração que definem como as requisições são processadas. O arquivo de configuração principal está localizado em /etc/nginx/nginx.conf, no Linux, e permite ajustar várias diretivas que controlam o comportamento do servidor. Vamos explorar alguns dos conceitos mais importantes na configuração do NGINX.

a) Blocos de Servidor

No NGINX, as requisições são tratadas por servidores virtuais, definidos dentro de blocos de configuração chamados server. Cada bloco de servidor escuta em um porto específico (como 80 para HTTP ou 443 para HTTPS) e pode ser configurado para manipular domínios ou subdomínios específicos.

Exemplo básico de configuração de um servidor:

server {
    listen 80;
    server_name www.exemplo.com;

    location / {
        root /var/www/html;
        index index.html;
    }
}

Esse bloco define que o NGINX escutará na porta 80 (HTTP) para o domínio www.exemplo.com e servirá arquivos da pasta /var/www/html.

b) Bloco Location

O bloco location é usado para definir como o NGINX lida com requisições para diferentes partes do site. Por exemplo, você pode configurar o NGINX para servir arquivos estáticos de uma pasta específica e redirecionar outros tipos de requisições para um backend.

Exemplo de redirecionamento de URLs:

location /api/ {
    proxy_pass http://backend_server;
}

Aqui, todas as requisições para /api/ serão redirecionadas para um servidor backend específico.

4. Casos de Uso do NGINX

a) Servidor Web para Conteúdo Estático

O NGINX é frequentemente usado para servir conteúdo estático, como imagens, arquivos HTML, CSS e JavaScript, de maneira rápida e eficiente. Ele pode ser combinado com outros servidores, como o Apache ou servidores de aplicação, para formar uma arquitetura de proxy reverso onde o NGINX manipula o tráfego de ponta e alivia a carga dos servidores backend.

b) Proxy Reverso e Balanceamento de Carga

Em ambientes de microserviços, o NGINX desempenha um papel crucial ao atuar como um proxy reverso e balanceador de carga, gerenciando a distribuição de requisições HTTP entre vários servidores backend.

c) Cache de Conteúdo

Outro uso comum do NGINX é como um cache de conteúdo, onde ele armazena em cache as respostas de um backend e as entrega diretamente ao cliente, sem a necessidade de uma nova consulta ao backend. Isso reduz o tempo de resposta e diminui a carga nos servidores de aplicação.

5. Como Configurar o NGINX

Instalação no Linux (Ubuntu/Debian)

sudo apt update
sudo apt install nginx

Após a instalação, o NGINX inicia automaticamente. Para verificar o status:

sudo systemctl status nginx

Instalação no Windows

Embora o NGINX seja projetado para sistemas Unix, ele pode ser instalado em Windows para propósitos de desenvolvimento. Basta fazer o download do pacote binário a partir do site oficial.

6. Configuração de NGINX com SSL/TLS

Com o suporte ao SSL/TLS, o NGINX pode ser facilmente configurado para servir sites seguros por meio do HTTPS. A maneira mais comum de obter certificados SSL gratuitos é através do Let’s Encrypt.

Instalando o Certbot para Let’s Encrypt

sudo apt install certbot python3-certbot-nginx

Gerando Certificados SSL

sudo certbot --nginx -d www.seusite.com

Isso gera um certificado SSL gratuito para seu site e configura automaticamente o NGINX para servir o site via HTTPS.

7. Lista de Links Úteis

• NGINX – Site Oficial
• Documentação Completa do NGINX
• NGINX – Configurando Proxy Reverso
• Balanceamento de Carga com NGINX
• Como Usar Cache no NGINX

8. Lista de Vídeos no YouTube com Mais de 30 Minutos

1. NGINX Complete Guide
   YouTube – NGINX Full Tutorial for Beginners
   Duração: 45m
2. Optimizing NGINX Performance