Jack Jiang

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2026年9月8日

Nginx生产级WebSocket实时长连接负载均衡，一文搞定

本文作者银河技术，有修订和改动。

1、引言

WebSocket 是基于 HTTP/1.1 Upgrade 机制实现的全双工长连接通信协议，广泛应用于 IM即时通讯、实时通知、协同编辑、行情推送、游戏服务等场景。

由于 WebSocket 是长连接 + 状态敏感的协议，在 Nginx 中做反向代理时，需要特别注意一些细节。

这些细节主要是：

1）协议升级（Upgrade）；
2）连接保持；
3）超时控制；
4）负载均衡策略；
5）云环境 / K8s 场景下的断连问题。

本文从基础配置、生产配置、Docker / K8s、安全、排障、性能调优，系统性讲清 WebSocket 在 Nginx 中的正确打开方式。

2、WebSocket如何建立长连接

WebSocket 通过 HTTP/1.1 完成握手：

GET /ws HTTP/1.1
Upgrade: websocket
Connection: Upgrade

一旦升级成功，连接将不再遵循 HTTP 请求-响应模型，而是长期保持的双向 TCP 通道。

PS：这也是为什么 WebSocket 对 Nginx 超时 / FD / 内核参数 / LB 极度敏感。

更多WebSocket基础资料可以继续阅读：

3、基础WebSocket反向代理配置

http {
    # 基础 WebSocket 代理配置
    upstream websocket_backend {
        server 192.168.1.100:8080;
        server 192.168.1.101:8080;
        # 支持长连接
        keepalive 10;
    }

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

        location /ws/ {
            # 核心 WebSocket 配置
            proxy_pass http://websocket_backend;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection "upgrade";

            # 重要：传递原始主机头和客户端 IP
            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;

            # 长连接超时设置
            proxy_read_timeout 3600s;
            proxy_send_timeout 3600s;
            proxy_connect_timeout 30s;

            # 禁用缓冲，确保实时性
            proxy_buffering off;
            proxy_cache off;
        }
    }
}

补充说明：

1）proxy_http_version 1.1：WebSocket 必须；
2）Upgrade / Connection：完成协议升级；
3）proxy_buffering off：防止消息延迟；
4）proxy_read_timeout：防止 Nginx 主动断连。

4、生产环境必须补充的 Upgrade 头处理（关键）

注意：这是原始配置中最容易踩坑、但极其重要的一点。

推荐写法：

map $http_upgrade $connection_upgrade {
default upgrade;
'' close;
}

然后在 location 中：

proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
proxy_set_header Connection $connection_upgrade;

为什么这样更安全？

1）非 WebSocket 请求 → Connection: close；
2）WebSocket 请求 → Connection: upgrade。

PS：避免普通 HTTP 请求被错误升级。

5、完整生产级WebSocket配置

http {
    upstream websocket_cluster {
        ip_hash;

        server 10.0.1.10:8080 weight=3;
        server 10.0.1.11:8080 weight=2;
        server 10.0.1.12:8080 backup;

        # 以下健康检查依赖 nginx_upstream_check_module（非官方）
        check interval=3000 rise=2 fall=3 timeout=1000 type=http;
        check_http_send "GET /health HTTP/1.0\r\n\r\n";
        check_http_expect_alive http_2xx http_3xx;
    }

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

        ssl_certificate /etc/nginx/ssl/example.com.crt;
        ssl_certificate_key /etc/nginx/ssl/example.com.key;
        ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

        location /chat/ {
            proxy_pass http://websocket_cluster;

            # WebSocket 升级
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
            proxy_set_header Connection $connection_upgrade;

            # 原始请求信息
            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;

            # ⚠️ 长连接超时
            proxy_read_timeout 86400s;
            proxy_send_timeout 86400s;

            # 实时性
            proxy_buffering off;

            # 连接限制
            limit_conn ws_conn 1000;
        }
    }
}
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=ws_conn:10m;

6、HTTP/2 与 WebSocket 的现实情况

基本配置：

listen 443 ssl http2;

重要认知：

1）浏览器 WebSocket 仍使用 HTTP/1.1；
2）HTTP/2 WebSocket（RFC 8441）：浏览器支持有限、Nginx 支持不完整。

PS：这是正常现象，不是配置错误。

WebSocket location 必须显式：

proxy_http_version 1.1;

7、Docker / K8s 场景

map $http_upgrade $connection_upgrade {
    default upgrade;
    '' close;
}

server {
    listen 80;

    location /ws/ {
        proxy_pass http://websocket-service:8080;

        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Upgrade $http_upgrade;
        proxy_set_header Connection $connection_upgrade;

        proxy_read_timeout 7d;
        proxy_send_timeout 7d;

        proxy_buffering off;
    }
}