Nginx入門

Nginxとは？

Nginx（エンジンエックス）は、高性能なWebサーバーソフトウェアです。 静的ファイルの配信、リバースプロキシ、ロードバランサーとして広く使われています。 Apache と並ぶ代表的なWebサーバーで、高い同時接続処理能力が特徴です。

# Nginxのインストール（Ubuntu/Debian）
$ sudo apt update
$ sudo apt install nginx

# サービスの起動・確認
$ sudo systemctl start nginx
$ sudo systemctl enable nginx
$ sudo systemctl status nginx

# 設定ファイルの場所
/etc/nginx/nginx.conf          # メイン設定ファイル
/etc/nginx/sites-available/    # サイト設定（利用可能）
/etc/nginx/sites-enabled/      # サイト設定（有効化済み）

# 設定の検証とリロード
$ sudo nginx -t                # 設定ファイルの文法チェック
$ sudo systemctl reload nginx  # 設定を再読み込み（ダウンタイムなし）

静的ファイル配信

Nginxの最も基本的な機能は静的ファイルの配信です。 HTML、CSS、JavaScript、画像ファイルなどをクライアントに返します。

# /etc/nginx/sites-available/mysite.conf

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

    # ドキュメントルート（静的ファイルの場所）
    root /var/www/mysite;
    index index.html index.htm;

    # 基本のルーティング
    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }

    # 静的アセットのキャッシュ設定
    location ~* \.(css|js|png|jpg|jpeg|gif|ico|svg|woff2?)$ {
        expires 30d;
        add_header Cache-Control "public, immutable";
    }

    # ログファイルの設定
    access_log /var/log/nginx/mysite.access.log;
    error_log /var/log/nginx/mysite.error.log;
}

# サイトを有効化する
$ sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/mysite.conf /etc/nginx/sites-enabled/
$ sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx

リバースプロキシ

リバースプロキシは、クライアントからのリクエストを 背後のアプリケーションサーバー（Node.js、Python等）に転送する仕組みです。 Nginxがフロントに立ち、バックエンドのサーバーを隠蔽します。

# Node.js アプリ（localhost:3000）へのリバースプロキシ

server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;

    location / {
        # バックエンドのアプリケーションに転送
        proxy_pass http://localhost:3000;

        # オリジナルのリクエスト情報をヘッダーで渡す
        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;

        # WebSocket対応
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection "upgrade";
    }
}

# クライアント → Nginx → Node.js の流れ

  ブラウザ           Nginx (80)         Node.js (3000)
    │                  │                    │
    │  GET /api/users  │                    │
    │─────────────────▶│                    │
    │                  │  proxy_pass        │
    │                  │───────────────────▶│
    │                  │                    │ アプリが処理
    │                  │  JSON レスポンス    │
    │                  │◀───────────────────│
    │  JSON レスポンス  │                    │
    │◀─────────────────│                    │

ロードバランシング

ロードバランシングは、リクエストを複数のサーバーに 分散させる仕組みです。1台のサーバーに負荷が集中するのを防ぎ、可用性を高めます。

# 複数のバックエンドサーバーに負荷分散

upstream app_servers {
    # デフォルトはラウンドロビン（順番に振り分け）
    server 127.0.0.1:3001;
    server 127.0.0.1:3002;
    server 127.0.0.1:3003;

    # 重み付け（server2 に2倍のリクエスト）
    # server 127.0.0.1:3001 weight=1;
    # server 127.0.0.1:3002 weight=2;

    # 最小接続数方式（接続が少ないサーバーに優先振り分け）
    # least_conn;

    # IPハッシュ（同じIPは同じサーバーへ → セッション維持）
    # ip_hash;
}

server {
    listen 80;
    server_name app.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://app_servers;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

SSL/TLS設定

SSL/TLSを設定してHTTPS通信を有効にすることで、 通信を暗号化しデータの盗聴や改ざんを防ぎます。Let's Encryptで無料のSSL証明書を取得できます。

# Let's Encrypt で証明書を取得（Certbot）
$ sudo apt install certbot python3-certbot-nginx
$ sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

# 自動更新の設定確認
$ sudo certbot renew --dry-run

# HTTPS設定（Certbot が自動生成する設定に近い例）

server {
    listen 80;
    server_name example.com www.example.com;
    # HTTP → HTTPS にリダイレクト
    return 301 https://$host$request_uri;
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com www.example.com;

    # SSL証明書
    ssl_certificate /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem;

    # SSLセキュリティ設定
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers HIGH:!aNULL:!MD5;
    ssl_prefer_server_ciphers on;

    # HSTS（Strict Transport Security）
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=31536000; includeSubDomains" always;

    root /var/www/mysite;
    index index.html;

    location / {
        try_files $uri $uri/ =404;
    }
}

サーバーブロック（バーチャルホスト）

サーバーブロックを使うと、1台のNginxサーバーで 複数のドメインやサイトをホスティングできます。

# サイトA: example.com（静的サイト）
# /etc/nginx/sites-available/example.conf
server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    root /var/www/example;
    index index.html;
}

# サイトB: api.example.com（Node.jsアプリ）
# /etc/nginx/sites-available/api.conf
server {
    listen 80;
    server_name api.example.com;

    location / {
        proxy_pass http://localhost:3000;
        proxy_set_header Host $host;
    }
}

# サイトC: blog.example.com（別のアプリ）
# /etc/nginx/sites-available/blog.conf
server {
    listen 80;
    server_name blog.example.com;
    root /var/www/blog;
    index index.html;
}

# 各設定を有効化
$ sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/example.conf /etc/nginx/sites-enabled/
$ sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/api.conf /etc/nginx/sites-enabled/
$ sudo ln -s /etc/nginx/sites-available/blog.conf /etc/nginx/sites-enabled/
$ sudo nginx -t && sudo systemctl reload nginx