nginx如何配置wss协议

发布时间：2023-03-07 17:49:54 作者：iii
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Nginx如何配置WSS协议

WebSocket Secure (WSS) 是 WebSocket 的安全版本，它通过 TLS/SSL 加密来保护 WebSocket 通信。Nginx 是一个高性能的 HTTP 服务器和反向代理服务器，支持 WebSocket 和 WSS 协议。本文将详细介绍如何在 Nginx 中配置 WSS 协议，包括基本配置、SSL/TLS 证书的配置、WebSocket 的代理配置以及常见问题的解决方案。

WebSocket 和 WSS 简介

WebSocket 是一种在单个 TCP 连接上进行全双工通信的协议。它允许客户端和服务器之间进行实时数据传输，适用于需要低延迟和高频率通信的应用场景，如在线聊天、实时游戏、股票交易等。

WSS 是 WebSocket 的安全版本，它在 WebSocket 协议的基础上增加了 TLS/SSL 加密层，确保数据在传输过程中的安全性。WSS 使用 wss:// 作为协议前缀，类似于 HTTPS 使用 https://。

Nginx 配置 WSS 的基本步骤

安装 Nginx

在开始配置 WSS 之前，首先需要确保 Nginx 已经安装在服务器上。如果尚未安装，可以通过以下命令在 Ubuntu 系统上安装 Nginx：

sudo apt update
sudo apt install nginx

安装完成后，可以通过以下命令启动 Nginx 服务：

sudo systemctl start nginx

生成 SSL/TLS 证书

为了配置 WSS，需要为 Nginx 配置 SSL/TLS 证书。可以使用自签名证书，也可以从受信任的证书颁发机构（CA）获取证书。

使用 OpenSSL 生成自签名证书

以下命令将生成一个自签名的 SSL/TLS 证书：

sudo openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key -out /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt

该命令将生成一个有效期为 365 天的自签名证书，并将私钥和证书文件分别存储在 /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key 和 /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt。

从受信任的 CA 获取证书

如果需要从受信任的 CA 获取证书，可以使用 Let’s Encrypt 等免费证书颁发机构。以下命令使用 Certbot 工具从 Let’s Encrypt 获取证书：

sudo apt install certbot python3-certbot-nginx
sudo certbot --nginx -d yourdomain.com

该命令将自动为 yourdomain.com 配置 SSL/TLS 证书，并更新 Nginx 配置。

配置 Nginx 支持 WSS

在 Nginx 中配置 WSS 需要修改 Nginx 的配置文件，通常位于 /etc/nginx/nginx.conf 或 /etc/nginx/sites-available/default。

以下是一个基本的 Nginx 配置示例，支持 WSS 协议：

server {
    listen 443 ssl;
    server_name yourdomain.com;

    ssl_certificate /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key;

    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;

    location /ws/ {
        proxy_pass http://backend_server;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "Upgrade";
        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;
    }
}

在这个配置中：

listen 443 ssl; 表示 Nginx 监听 443 端口，并启用 SSL/TLS。
ssl_certificate 和 ssl_certificate_key 分别指定 SSL/TLS 证书和私钥的路径。
ssl_protocols 和 ssl_ciphers 配置 SSL/TLS 协议和加密套件。
location /ws/ 配置 WebSocket 的代理路径，将 /ws/ 路径的请求转发到后端服务器 backend_server。

Nginx 配置详解

SSL/TLS 配置

SSL/TLS 配置是 WSS 的基础，确保通信的安全性。以下是一些常见的 SSL/TLS 配置选项：

ssl_certificate: 指定 SSL/TLS 证书的路径。
ssl_certificate_key: 指定 SSL/TLS 私钥的路径。
ssl_protocols: 指定支持的 SSL/TLS 协议版本，如 TLSv1.2 和 TLSv1.3。
ssl_ciphers: 指定支持的加密套件，确保使用安全的加密算法。
ssl_prefer_server_ciphers: 设置为 on，表示服务器优先选择加密套件。

以下是一个更详细的 SSL/TLS 配置示例：

ssl_certificate /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt;
ssl_certificate_key /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key;

ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256;
ssl_prefer_server_ciphers on;

ssl_session_cache shared:SSL:10m;
ssl_session_timeout 10m;

WebSocket 代理配置

WebSocket 代理配置是 WSS 的核心部分，确保 Nginx 能够正确转发 WebSocket 请求。以下是一些常见的 WebSocket 代理配置选项：

proxy_pass: 指定后端服务器的地址。
proxy_http_version: 设置为 1.1，表示使用 HTTP/1.1 协议。
proxy_set_header Upgrade $http_upgrade: 将 Upgrade 头设置为 $http_upgrade，表示请求需要升级为 WebSocket 协议。
proxy_set_header Connection “Upgrade”: 将 Connection 头设置为 Upgrade，表示连接需要升级。
proxy_set_header Host $host: 将 Host 头设置为原始请求的主机名。
proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr: 将 X-Real-IP 头设置为客户端的真实 IP 地址。
proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for: 将 X-Forwarded-For 头设置为客户端的原始 IP 地址。
proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme: 将 X-Forwarded-Proto 头设置为原始请求的协议（http 或 https）。

以下是一个更详细的 WebSocket 代理配置示例：

location /ws/ {
    proxy_pass http://backend_server;
    proxy_http_version 1.1;
    proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
    proxy_set_header Connection "Upgrade";
    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;

    proxy_read_timeout 60m;
    proxy_send_timeout 60m;
}

负载均衡配置

如果后端有多个 WebSocket 服务器，可以使用 Nginx 的负载均衡功能来分发请求。以下是一个负载均衡配置示例：

upstream websocket_backend {
    server 192.168.1.101:8080;
    server 192.168.1.102:8080;
    server 192.168.1.103:8080;
}

server {
    listen 443 ssl;
    server_name yourdomain.com;

    ssl_certificate /etc/ssl/certs/nginx-selfsigned.crt;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/nginx-selfsigned.key;

    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;

    location /ws/ {
        proxy_pass http://websocket_backend;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "Upgrade";
        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;
    }
}

在这个配置中，upstream 块定义了多个后端服务器，Nginx 将根据负载均衡算法将请求分发到这些服务器。

常见问题及解决方案

WebSocket 连接失败

如果 WebSocket 连接失败，可能是由于以下原因：

Nginx 配置错误: 检查 Nginx 配置文件，确保 proxy_pass、proxy_http_version、proxy_set_header 等配置正确。
SSL/TLS 证书问题: 确保 SSL/TLS 证书和私钥的路径正确，并且证书有效。
防火墙或安全组配置: 确保服务器的防火墙或云服务提供商的安全组配置允许 443 端口的流量。

SSL/TLS 证书问题

如果 SSL/TLS 证书配置不正确，可能会导致 WSS 连接失败。以下是一些常见的证书问题及解决方案：

证书路径错误: 确保 ssl_certificate 和 ssl_certificate_key 的路径正确。
证书过期: 检查证书的有效期，确保证书未过期。
证书链不完整: 如果使用 CA 签发的证书，确保证书链完整，包括中间证书。

Nginx 配置错误

Nginx 配置错误可能导致 WSS 无法正常工作。以下是一些常见的配置错误及解决方案：

缺少 proxy_set_header 配置: 确保配置中包含 proxy_set_header Upgrade $http_upgrade 和 proxy_set_header Connection "Upgrade"。
端口冲突: 确保 Nginx 监听的端口（如 443）未被其他服务占用。
语法错误: 使用 nginx -t 命令检查 Nginx 配置文件的语法是否正确。

总结

通过本文的介绍，您应该已经掌握了如何在 Nginx 中配置 WSS 协议。WSS 是 WebSocket 的安全版本，通过 TLS/SSL 加密保护通信数据。配置 WSS 需要正确设置 SSL/TLS 证书、WebSocket 代理以及负载均衡等。希望本文能帮助您顺利配置 Nginx 支持 WSS，并解决常见问题。