NGINX二进制编译安装使用QUIC协议

前置

你应该具有Linux与QUIC与NGINX的基本知识
本教程使用Ubuntu 22.x发行版来进行安装
Ubuntu 22.x内置openssl3.x版本
编译程序需要先搭建编译环境，安装依赖库以及编译所需要的工具
本次NGINX选择二进制的安装方式

名词

QUIC, Quick UDP Internet Connections, 一种基于UDP的协议, 也称为HTTP/3
NGINX QUIC, NGINX的QUIC的版本, 1.25.0以上版本支持, 常用与代理与负载均衡
OpenSSL, 一个开源的软件库，用于实现安全套接字层（SSL）和传输层安全（TLS）协议，以及相关的加密、解密、数字签名和密钥交换功能, 第三方QUIC库依赖OpenSSL提供的功能
quictls/openssl, OpenSSL默认不支持QUIC, 需要第三方库, 本教程选择quictls/openssl库

安装包

安装依赖库NGINX二进制编译安装使用QUIC协议

sudo apt update
sudo apt install -y build-essential libtool git mercurial # 编译工具
sudo apt install -y libpcre2-dev zlib1g-dev # 依赖库

下载nginx quic最新版

mkdir -pv /home/nginx/binary
cd /home/nginx/binary
wget https://nginx.org/download/nginx-1.26.0.zip
tar -zxvf nginx-1.26.0.zip -C nginx

克隆quictls/openssl 最新版本

git clone --depth 1 --recursive https://github.com/quictls/openssl.git

编译quictls/openssl

cd /home/nginx/binary
mkdir quictls
cd ./openssl
./Configure --prefix=/home/nginx/binary/quictls --openssldir=/home/nginx/binary/quictls

make ./install_dev

编译nginx, 根据实际需要

--with-http_ssl_module为 HTTPS 提供必要的支持。必需！
--with-http_realip_module用于透过代理（反代服务器或 CDN）获取客户端的真实 IP 地址。推荐！
--with-http_gzip_static_module允许发送以 .gz 结尾的预压缩文件替代普通文件。推荐！
--with-http_gunzip_module是一个过滤器，用于对不支持 gzip 编码方法的客户端解压缩。需要存储压缩数据以节省空间并降低 I/O 成本时，且配置了gzip_static always;时，该模块将非常有用。推荐！
--with-http_secure_link_module用于开启防盗链功能，检查请求链接的真实性，保护资源免受未经授权的访问，并限制链接有效时长。可选
--with-http_stub_status_module提供对基本状态信息的访问的支持。可选
--with-http_auth_request_module基于子请求结果实现客户端授权。如果子请求返回一个 2xx 响应代码，则允许访问。如果返回 401 或 403，则拒绝访问并抛出相应的错误代码。子请求返回的任何其他响应代码被认为是一个错误。可选
--with-http_slice_module模块用在 proxy_cache 大文件的场景，将大文件切片缓存。通常用在 CDN 的 Range 缓存上。可选
--with-stream等模块用来实现四层协议的转发、代理或者负载均衡。可选
--with-threads和--with-file-aio启用线程池和异步 I/O，可以加快 nginx 运行速度。推荐！
--with-compat可以让 nginx 在不重新编译的情况下动态加载模块。推荐！
--with-http_v2_module和--with-http_v3_module用于开启 HTTP/2 和 HTTP/3 的支持。必需！
--add-module=/usr/src/ngx_brotli将 brotli 压缩模块编译到 nginx，使 nginx 支持 brotli 压缩。推荐！
--add-module=/usr/src/ngx_security_headers将 ngx_security_headers 模块编译到 nginx。推荐！

示例配置,

path/to/nginx/sbin/configure替换为实际的位置
--with-cc-opt="-I /home/ubuntu/nginx/quictls/include" 修改为你的openssl的include的位置
--with-ld-opt="-L /home/ubuntu/nginx/quictls/lib64" 修改为你的openssl的lib64的位置
--with-openssl=/home/ubuntu/openssl 修改为你的quictls/openssl的位置

cd /home/nginx/binary
chmod +x /home/nginx/binary/nginx
./configure
cd /home/nginx/binary/nginx
./configure \
--with-http_ssl_module \
--with-http_gzip_static_module \
--with-http_gunzip_module \
--with-http_secure_link_module \
--with-http_stub_status_module \
--with-http_slice_module \
--with-stream \
--with-threads \
--with-file-aio \
--with-compat \
--with-http_v2_module \
--with-http_v3_module \
--with-cc-opt="-I /home/ubuntu/nginx/quictls/include" \
--with-ld-opt="-L /home/ubuntu/nginx/quictls/lib64" \
--with-debug \
--with-cc-opt="-DNGX_QUIC_DEBUG_PACKETS -DNGX_QUIC_DEBUG_CRYPTO" \
--with-openssl=/home/ubuntu/openssl

配置结束后，注意查看屏幕上显示的结果，被添加的模块其依赖库应该都被找到，如下面图片所示：

如果存在QUIC ...found, 继续执行编译nginx, 遇到 not found即未找到, 重新写配置

Pasted image 20231023120317.png

编译nginx

cd /path/to/nginx-<version>

make && \  
sudo make install

链接库

版本号可能不一样, 去quictls的lib64目录查找是否有一样的name一致的版本号, 如果版本号不一样, 自行替换

sudo ln -s /home/nginx/binary/quictls/lib64/libcrypto.so.81.3 /usr/lib/libcrypto.so.81.3
sudo ln -s /home/nginx/binary/quictls/lib64/libssl.so.81.3 /usr/lib/libssl.so.81.3

检查NGINX信息

默认情况下, nginx安装在/usr/local/nginx/sbin目录, 如果想要在任意地方都可以运行, 加入到系统环境变量即可

/usr/local/nginx/sbin/nginx -V

正确安装的情况下应该有如下输出:

添加自启(可选)

添加 nginx.service 使其开机自启默认情况下, nginx的位置在/usr/local/nginx/sbin/, 不一致则自行替换/usr/local/nginx/sbin/为你的nginx目录

cat > /usr/lib/systemd/system/nginx.service <<'EOF'
[Unit]
Description=The NGINX HTTP and reverse proxy server
After=syslog.target network-online.target remote-fs.target nss-lookup.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=forking
PIDFile=/var/run/nginx.pid
ExecStartPre=/usr/local/nginx/sbin/nginx -t
ExecStart=/usr/local/nginx/sbin/nginx
ExecReload=/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload
ExecStop=/bin/kill -s QUIT $MAINPID
PrivateTmp=true

[Install]
WantedBy=multi-user.target
EOF

重新加载 systemd

systemctl daemon-reload

开机启动

systemctl enable nginx.service

常用指令

sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx -s stop 停止NGINX
sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload 重新读取NGINX配置(每次修改nginx.conf配置都需要执行)
systemctl status nginx.service 查看状态
systemctl start nginx.service 启动
systemctl restart nginx.service 重新启动
systemctl reload nginx.service 重新读取配置

配置QUIC协议

看不懂配置文件, 只需要修改有注释的地方, 替换为注释提示的信息即可, 根据你的实际需求来定制

cat > nginx.conf <<EOF
user  root;  # 定义运行 Nginx 工作进程的用户，在这里设置为 'root'
worker_processes  1;  # 设置工作进程的数量

error_log  /usr/local/nginx/logs/error.log warn;  # 错误日志文件的路径，日志级别设置为 'warn'
pid        /var/run/nginx.pid;  # 存储主进程 ID 的文件

events {
    worker_connections  1024;  # 默认工作连接数设置为 1024
    #worker_connections  65535;  # 设置每个工作进程的最大连接数，这里为 65535
}

http {
    include       mime.types;  # MIME 类型文件的包含指令
    default_type  application/octet-stream;  # 默认 MIME 类型设置

    #log_format  main  ...;  # 默认日志格式定义

    # 自定义的日志格式，包括 QUIC 相关的变量
    log_format quic '$remote_addr - $remote_user [$time_local] '
                        '"$request" $status $body_bytes_sent '
                        '"$http_referer" "$http_user_agent" "$http3"';

    access_log  logs/access.log  quic;  # 访问日志的路径和日志格式
    sendfile on;  # 启用或禁用 sendfile 模式
    gzip  on;  # 启用或禁用 gzip 压缩
    keepalive_timeout  65;  # 保持连接的超时时间设置

    # include /etc/nginx/conf.d/*.conf;  # 额外配置文件包含指令
    server {
        listen 80;
        server_name server_name; # server_name
        return 301 https://host$request_uri; # webside
    }

    server {
        server_name sumery.cn www.sumery.cn;  # 服务器名称

        # UDP listener for QUIC+HTTP/3
        listen 443 quic reuseport so_keepalive=on backlog=4096;  # 为 QUIC+HTTP/3 设置 UDP 监听器
        listen 443 ssl reuseport default_server so_keepalive=on backlog=4096;  # 为 HTTPS 设置监听器

        http2 on;  # 启用 HTTP/2 协议
        # 以下为各种 HTTP 安全相关头部的设置
        add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000; includeSubdomains; preload";
        add_header X-XSS-Protection "1; mode=block" always;
        add_header X-Frame-Options SAMEORIGIN always;
        add_header X-Content-Type-Options nosniff;
        add_header X-Frame-Options "DENY";
        add_header Alt-Svc 'h3=":443"; ma=86400, h3-29=":443"; ma=86400';

        # SSL/TLS 相关配置
        ssl_protocols TLSv1.3 TLSv1.2;  # 设置支持的 SSL 协议版本
        # ssl_ciphers ...;  # 设置 SSL 密码套件
        ssl_prefer_server_ciphers on;  # 优先使用服务器的密码套件
        ssl_ecdh_curve X25519:P-256:P-384;  # 设置 ECDH 曲线
        ssl_early_data on;  # 启用 TLS 1.3 的 0-RTT 特性
        ssl_stapling on;  # 启用 OCSP Stapling
        ssl_stapling_verify on;  # 启用 OCSP Stapling 的验证
        proxy_set_header Early-Data $ssl_early_data;  # 设置 Early-Data 头以防止重放攻击

        # SSL 证书路径配置
        ssl_certificate     /usr/local/nginx/ssl/sumery.cn_nginx/sumery.cn_bundle.crt;  # SSL 证书路径
        ssl_certificate_key /usr/local/nginx/ssl/sumery.cn_nginx/sumery.cn.key;  # SSL 证书密钥路径

        location / {
            root   html;  # 设置根目录路径
            index  index.html index.htm;  # 设置默认index首页文件

            # 添加 HTTP/3 相关的头部
            add_header QUIC-Status $http3;
            add_header Alt-Svc 'h3=":443"; ma=86400'; # used to advertise the availability of HTTP/3
            #add_header Alt-Svc 'h3-27=":443"; h3-28=":443"; h3-29=":443"; ma=86400; quic=":443"';
        }
    }
}
EOF

重载配置: 格式

/path/to/sbin/nginx -s reload

示例:

/usr/local/nginx/sbin/nginx -s reload

测试

测试nginx配置语法问题:

sudo /usr/local/nginx/sbin/nginx -t

语法正常为如下输出:

nginx: the configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf syntax is ok
nginx: configuration file /usr/local/nginx/conf/nginx.conf test is successful

检查相关端口号及服务:

lsof -i:443

Pasted image 20231204143830

浏览器测试使用以下浏览器来进行测试

Firefox 90+
Chrome/Egde 92+ (QUIC version 1)

需要浏览器支持QUIC协议并默认开启QUIC选项

Firefox地址栏访问：about:config 输入：network.http.http3.enabled, 选择为true
Chrome 浏览器地址栏访问：chrome://flags 输入：enable-quic选择为Enable启用
Egde 浏览器地址栏访问：chrome://flags或者egde://flags 输入：enable-quic 选择为Enable启用

如果是公有云厂商的服务器, 需要打开443的UDP和TCP端口, 取决于你的开放的端口, 默认为443
当你部署到公网之后, 访问http3check.net上输入域名进行测试