轻松让你的nginx服务器支持HTTP2协议
简介
nginx是一个高效的web服务器，因为其独特的响应处理机制和低内存消耗，深得大家的喜爱，并且nginx可和多种协议配合使用，而HTTP2协议又是一个非常优秀的协议，如果将两者结合起来会产生意想不到的效果，今天我们将会讲解如何在nginx中配置HTTP2协议。
HTTP1.1和HTTP2
HTTP的全称是Hypertext Transfer Protocol，是在1989年World Wide Web发展起来之后出现的标准协议，用来在WWW上传输数据。HTTP/1.1是1997年在原始的HTTP协议基础上进行的补充和优化。
到了2015年，为了适应快速发送的web应用和现代浏览器的需求，发展出了新的HTTP/2协议，主要在手机浏览器、延时处理、图像处理和视频处理方面进行了优化。
相对于HTTP1.1来说，HTTP2有如下几个优点：
- 使用多路复用技术，在同一个连接中可以并行处理多个请求。
- 可以压缩HTTP头，减少请求的大小。
- 数据传输格式是以二进制进行的，所以传输更加有效。
- 服务器可以向客户端推送数据，从而让应用程序可以处理更加复杂的功能。
尽管HTTP2并不要求使用加密，但是对于现代浏览器来说如Google Chrome 和 Mozilla Firefox默认HTTP2和HTTPS是一起使用的，所以如果你想配置HTTP2的话，还是需要同时配置SSL。
安装最新的nginx
在写本文的时候，nginx最新的版本是1.21.1。我们可以从nginx官网上下载对应的编译好的文件，直接解压即可运行。或者可以下载它的源文件，手动进行编译安装。
如果你是在mac环境，可以直接使用brew命令来进行安装：
brew install nginx
安装完毕之后会告诉我们一些有用的信息：
Docroot is: /usr/local/var/www
The default port has been set in /usr/local/etc/nginx/nginx.conf to 8080 so that
nginx can run without sudo.
nginx will load all files in /usr/local/etc/nginx/servers/.
To have launchd start nginx now and restart at login:
brew services start nginx
Or, if you don't want/need a background service you can just run:
nginx
这里就不一一详细讲解了，感兴趣的朋友可以自行探索。
开启HTTP2支持
从上面可以知道，nginx默认的配置文件是/usr/local/etc/nginx/nginx.conf，打开该文件可以看到最后一行：
include servers/*;
所以我们可以在servers中新建一个www.flydean.com.conf的文件作为今天要开启HTTP2支持的域名。
默认情况下，nginx监听的端口是80，如下所示：
listen 80 default_server;
listen [::]:80 default_server;
为什么会有两个listen呢？第一个listen指的是所有的IPv4连接，第二个listen指的是IPv6连接。
因为HTTP2需要开启SSL支持，所以我们这里将其修改为443，并且加上http2支持如下所示：
listen 443 ssl http2;
server_name www.flydean.com;
上面的配置中我们还指定了server_name，这就是要访问的域名地址，这里我们使用www.flydean.com。
添加SSL支持
要想添加SSL支持就需要添加证书，一种方式是购买或者在网上有一些免费的SSL证书可用，如果只是在测试环境中的话，还可以生成自签名证书。
这里我们介绍一下如何生的自签名证书。这里我们使用openssl命令来完成这个工作。
openssl req -x509 -nodes -days 365 -newkey rsa:2048 -keyout selfsigned.key -out selfsigned.crt
Generating a RSA private key
执行完成上面的命令，会要求你输入一些证书的信息如下：
Country Name (2 letter code) [AU]:CN
State or Province Name (full name) [Some-State]:SH
Locality Name (eg, city) []:SH
Organization Name (eg, company) [Internet Widgits Pty Ltd]:flydean
Organizational Unit Name (eg, section) []:flydean
Common Name (e.g. server FQDN or YOUR name) []:127.0.0.1
Email Address []:flydean@163.com
然后就生成了两个文件：selfsigned.crt和selfsigned.key。
这里稍微讲解一下自签名证书生成的命令。
openssl是一个非常强大的密钥生成工具，可以完成绝大多数的密钥生成工作。
req表示的是这是一个X.509 certificate signing request (CSR)。
-x509表示我们希望生成的是一个自签名的证书。
-nodes表示我们不需要对生成的密钥进行密码加密。
-days 365表示证书的有效期。
-newkey rsa:2048表示使用RSA算法同时生成证书和key，key的长度是2048。
-keyout:指定key的生成路径。
-out:指定证书的生成路径。
这里即使是使用了SSL，为了保证安全，我们还可以使用一项叫做完美的向前保密的技术，这里需要生成Diffie-Hellman group：
openssl dhparam -out dhparam.pem 2048
这个命令会需要一些时间，生成之后，我们就可以开始nginx的SSL配置了。
ssl_certificate ssl/selfsigned.crt;
ssl_certificate_key ssl/selfsigned.key;
修改加密算法
我们知道已经存在很多加密算法，随着密码学技术的发展，很多算法已经被证明是不安全的。所以这里我们需要对默认的加密算法进行修改。
默认的算法是：
ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
我们将其修改为：
ssl_ciphers EECDH+CHACHA20:EECDH+AES128:RSA+AES128:EECDH+AES256:RSA+AES256:EECDH+3DES:RSA+3DES:!MD5;
Diffie–Hellman对消息进行加密
虽然我们使用private key配置了客户端和服务器端的加密连接，在建立连接之后，在ServerKeyExchange这一步，双方还会询问对信息的加密方式来用来构建加密通道。
ServerKeyExchange的内容可能包含两种形式：
-
如果选择的是RSA协议，那么传递的就是RSA构建公钥密码的参数（E，N）。我们回想一下RSA中构建公钥的公式：\(密文=明文^E\ mod\ N\)， 只要知道了E和N，那么就知道了RSA的公钥，这里传递的就是E，N两个数字。具体内容可以参考RSA算法详解
-
如果选择的是Diff-Hellman密钥交换协议，那么传递的就是密钥交换的参数，具体内容可以参考更加安全的密钥生成方法Diffie-Hellman
这里我们选择使用Diffie–Hellman，还记得上一小节，我们创建的Diffie–Hellman文件吗？这里直接使用即可。
默认情况下Nginx使用的是1028-bit DHE (Ephemeral Diffie-Hellman) key,这个比较容易被破解，所以需要使用我们自己生成的文件。
ssl_dhparam ssl/dhparam.pem;
重定向所有的HTTP请求到HTTPS
默认情况下我们访问网站都是HTTP的，所以需要将HTTP请求重定向到HTTPS：
server {
listen 80;
listen [::]:80;
server_name www.flydean.com;
return 301 https://$server_name$request_uri;
}
启动nginx并测试
好了，到此为止所有的nginx配置都完成了，我们使用下面的命令测试nginx文件和启动：
nginx -t
nginx: the configuration file /usr/local/etc/nginx/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/etc/nginx/nginx.conf test is successful
nginx
要访问网站，还需要配置一下host将 www.flydean.com 指到你的nginx server上。
然后就可以访问www.flydean.com了。
这里可能会出现一个问题，如果你是自签名的证书，在chrome默认的安全环境中会认为这个证书是无效的，还需要将该证书加入证书的信任链中。
怎么看出这个网站到底使用的那种协议呢？
打开浏览器的调试开关，到网络的tab，点击访问的页面，可以看到下面的内容：
可以看到版本是HTTP/2并且响应头带有X-Firefox-Spdy h2。
总结
好了，你已经可以配置一个完美的HTTPS并且支持HTTP2协议的网站了。恭喜！
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