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為 docker 中的 nginx 配置 https

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沒有 https 加持的網站會逐漸地被瀏覽器標記為不安全的,所以為網站添加 https 已經變得刻不容緩。對於商業網站來說,花錢購買 SSL/TLS 證書並不是什麽問題。但對於個人用戶來說,如果能有免費的 SSL/TLS 證書可用將會是非常幸福的事情!Let‘s Encrypt 就是一個提供免費 SSL/TLS 證書的網站,由於其證書期限只有三個月,所以需要我們用自動化的方式去更新證書。本文將介紹如何為通過 docker 運行的 nginx 中的站點添加 https 支持,並自動完成證書的更新。本文的演示環境為:運行在 Azure 上的 Ubuntu 16.04 主機(此圖來自互聯網):

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準備環境

在 Azure 上創建 Ubuntu 類型的虛機事件非常容易的事情,安裝 docker 也無須贅言。比較容易忽略的是配置合適的網絡安全組規則,比如打開 80 和 443 端口:

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還有就是配置 DNS:

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創建一個普通的 http 站點

簡單起見,直接使用一個鏡像中的 nodejs 應用作為 web 站點:

$ docker pull ljfpower/nodedemo
$ docker network create -d bridge webnet
$ docker run -d --restart=always --expose=3000          --network=webnet --name=myweb          ljfpower/nodedemo

在用戶的家目錄下創建 nginx 目錄及其子目錄 conf.d、conf.crt 和 html,創建 logs 目錄及其子目錄 nginx 和 letsencrypt:

$ mkdir -p nginx/{conf.d,conf.crt,html}
$ mkdir -p logs/{nginx,letsencrypt}

說明,本文演示的示例中需要我們手動創建的文件和目錄結構如下:

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創建 nginx/nginx.conf 文件,內容如下:

user  nginx;
worker_processes  auto;

error_log  /var/log/nginx/error.log warn;
pid        /var/run/nginx.pid;

events {
    worker_connections  2048;
}

http {
    include       
/etc/nginx/mime.types; default_type application/octet-stream; sendfile on; keepalive_timeout 65; client_max_body_size 10M; include /etc/nginx/conf.d/*.conf; }

然後創建 nginx/conf.d/default.conf 文件,內容如下:

upstream web{
    server myweb:3000;
}
server {
    listen      80;
    listen      [::]:80;
    server_name filterinto.com www.filterinto.com;

    location ^~ /.well-known/acme-challenge/ {
        default_type "text/plain";
        root /usr/share/nginx/html;
    }
    location = /.well-known/acme-challenge/ {
        return 404;
    }
    location / {
        proxy_pass http://web;
    }
}

其中 /.well-known/acme-challenge/ 目錄是 certbot 工具在生成證書時創建的。接下來創建文件 nginx/html/index.html 文件,內容如下:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="utf-8" />
    <title>Let‘s Encrypt First Time Cert Issue Site</title>
</head>
<body>
    <h1>Hello HTTPS!</h1>
    <p>
        Just used for the very first time SSL certificates are issued by Let‘s Encrypt‘s
        certbot.
    </p>
</body>
</html>

這個頁面也是 certbot 在生成證書時需要用到的。最後讓我們啟動容器(在用戶的家目錄下執行下面的命令):

$ docker run -d     -p 80:80     -v $(pwd)/nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d:ro     -v $(pwd)/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro     -v $(pwd)/logs/nginx:/var/log/nginx     -v $(pwd)/nginx/html:/usr/share/nginx/html     --restart=always     --name=gateway     --network=webnet     nginx:1.14

註意:這時沒有映射 443 端口,也沒有掛載存放證書的目錄。只能以 http 協議訪問訪問我們的站點:

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為站點生成 SSL/TLS 證書

Let‘s Encrypt 是一個提供免費 SSL/TLS 證書的網站,它為用戶提供了 certbot 工具用來生成 SSL/TLS 證書。方便起見,我們把 certbot 簡單的封裝到容器中。在用戶的家目錄下創建 certbot 目錄,進入 certbot 目錄並把下面的內容保存到 Dockerfile 文件中:

FROM alpine:3.4
RUN apk add --update bash certbot
VOLUME ["/etc/letsencrypt"]

然後執行下面的命令創建 certbot 鏡像:

$ docker build -t certbot:1.0 .

然後在 certbot 目錄下創建自動更新證書的腳本 renew_cert.sh,內容如下:

#!/bin/bash
WEBDIR="$1"
LIST=(filterinto.com www.filterinto.com)
LED_LIST=()
WWW_ROOT=/usr/share/nginx/html
for domain in ${LIST[@]};do
    docker run         --rm         -v ${WEBDIR}/nginx/conf.crt:/etc/letsencrypt         -v ${WEBDIR}/logs/letsencrypt:/var/log/letsencrypt         -v ${WEBDIR}/nginx/html:${WWW_ROOT}         certbot:1.0         certbot certonly --verbose --noninteractive --quiet --agree-tos         --webroot -w ${WWW_ROOT}         --email="[email protected]"         -d "$domain"
    CODE=$?
    if [ $CODE -ne 0 ]; then
        FAILED_LIST+=($domain)
    fi
done

# output failed domains
if [ ${#FAILED_LIST[@]} -ne 0 ];then
    echo failed domain:
    for (( i=0; i<${#FAILED_LIST[@]}; i++ ));
    do
        echo ${FAILED_LIST[$i]}
    done
fi

在用戶的家目錄中執行 ./renew_cert.sh /home/nick 命令就可以生成新的證書(/home/nick 為當前用戶的家目錄)。生成的證書被保存在 /home/nick/nginx/conf.crt/live 目錄下,以域名命名的目錄下保存著該域名的證書:

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然後去檢查下 nginx/html 目錄,發現多了一個隱藏的 .well-known 目錄,這個目錄就是在生成證書時創建的:

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有了 SSL/TLS 證書,接下來我們就可以配置 https 站點了。

為站點配置 SSL/TLS 證書

有了 SSL/TLS 證書,接下來更新 nginx 的配置文件就可以了,更新 nginx/conf.d/default.conf 的內容如下:

upstream web{
    server myweb:3000;
}

server {
    listen      80;
    listen      [::]:80;
    server_name filterinto.com www.filterinto.com;

    location ^~ /.well-known/acme-challenge/ {
        default_type "text/plain";
        root /usr/share/nginx/html;
    }
    location = /.well-known/acme-challenge/ {
        return 404;
    }
    return 301 https://$server_name$request_uri;
}
server {
    listen      443;
    listen      [::]:443;
    server_name filterinto.com;

    # enable ssl
    ssl                       on;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    ssl_ciphers               "EECDH+ECDSA+AESGCM EECDH+aRSA+AESGCM EECDH+ECDSA+SHA384 EECDH+ECDSA+SHA256 EECDH+aRSA+SHA384 EECDH+aRSA+SHA256 EECDH EDH+aRSA !aNULL !eNULL !LOW !3DES !MD5 !EXP !PSK !SRP !DSS !RC4";

    # config ssl certificate
    ssl_certificate           conf.crt/live/filterinto.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key       conf.crt/live/filterinto.com/privkey.pem;

    location ^~ /.well-known/acme-challenge/ {
        default_type "text/plain";
        root /usr/share/nginx/html;
    }
    location = /.well-known/acme-challenge/ {
            return 404;
    }
    location / {
        proxy_pass http://web;
    }
}
server {
    listen      443;
    listen      [::]:443;
    server_name www.filterinto.com;

    # enable ssl
    ssl                       on;
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;
    ssl_prefer_server_ciphers on;
    ssl_ciphers               "EECDH+ECDSA+AESGCM EECDH+aRSA+AESGCM EECDH+ECDSA+SHA384 EECDH+ECDSA+SHA256 EECDH+aRSA+SHA384 EECDH+aRSA+SHA256 EECDH EDH+aRSA !aNULL !eNULL !LOW !3DES !MD5 !EXP !PSK !SRP !DSS !RC4";

    # config ssl certificate
    ssl_certificate           conf.crt/live/www.filterinto.com/fullchain.pem;
    ssl_certificate_key       conf.crt/live/www.filterinto.com/privkey.pem;

    location ^~ /.well-known/acme-challenge/ {
        default_type "text/plain";
        root /usr/share/nginx/html;
    }
    location = /.well-known/acme-challenge/ {
            return 404;
    }
    location / {
        proxy_pass http://web;
    }
}

然後刪除容器 gateway 並用下面的腳本重新創建:

$ docker run -d     -p 80:80     -p 443:443     -v $(pwd)/nginx/conf.d:/etc/nginx/conf.d:ro     -v $(pwd)/nginx/conf.crt:/etc/nginx/conf.crt:ro     -v $(pwd)/nginx/nginx.conf:/etc/nginx/nginx.conf:ro     -v $(pwd)/logs/nginx:/var/log/nginx     -v $(pwd)/nginx/html:/usr/share/nginx/html     --restart=always     --name=gateway     --network=webnet     nginx:1.14

現在就只能通過 https 來訪問站點了:

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自動更新證書

Let‘s Encrypt 提供的 SSL/TLS 證書期限只有三個月,每過三個月要手動更新一次證書也夠嗆的,下面我們介紹自動更新證書的方法。
其實我們的配置已經為自動化更新證書提供了最大的便利(其實是使用 docker 帶來的便利),在定時任務中添加下面兩條記錄就可以了:

0 0 1 * * /home/nick/certbot/renew_cert.sh /home/nick >> /home/nick/logs/cert.log 2>> /home/nick/logs/cert.error.log
0 1 1 * * docker exec gateway nginx -s reload

每月 1 號的 0 點更新證書,一個小時後 reload nginx 的配置。

總結

Let‘s Encrypt 是一個非常棒的網站,對於初學者和個人來說,能夠幫助我們輕松的實現 HTTPS 站點(還是免費的)!在方便的同時,其隱患也是顯而易見的:既然誰都可以無門檻的獲得 SSL/TLS 證書,那麽非法網站也可以通過它把自己偽裝成看上去合法的站點。 所以千萬不要片面的認為 HTTPS 站點就是安全的!

參考:
Setting up HTTPS on Nginx using Let’s Encrypt
在 docker nginx 下使用 docker let‘s encrypt
How to Set Up Free SSL Certificates from Let‘s Encrypt using Docker and Nginx

為 docker 中的 nginx 配置 https