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@KuwadaKouhei(Kouhei Kuwada)

nginx とは何か？特徴・仕組み・基本的な使い方を実例で解説

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はじめに

Web サーバといえば Apache か nginx（エンジンエックス）の二強と言われて久しいですが、近年は nginx が主流になりつつあります。リバースプロキシやロードバランサとしても広く使われており、現代的な Web インフラを学ぶうえで避けては通れない技術です。

本記事では、「nginx とは何か」という概要から、インストール、設定ファイルの読み方、典型的なユースケース（静的配信・リバースプロキシ・ロードバランサ）までを実例で解説します。

対象読者

  • Web サーバを触り始めたばかりの方
  • Apache は使ったことがあるが nginx は未経験の方
  • Docker や Linux で簡単な Web 環境を構築したい方

この記事で分かること

  • nginx の特徴と Apache との違い
  • 設定ファイル（nginx.conf）の基本構造
  • 静的ファイル配信、リバースプロキシ、ロードバランサの設定方法
  • 起動・停止・設定リロードのコマンド
  • よくあるエラーと対処法

動作環境

項目 バージョン
nginx 1.24 以上（最新の stable 推奨）
OS Ubuntu 22.04 / macOS 14 / Docker 環境

nginx とは何か

nginx は、ロシアの Igor Sysoev 氏が 2004 年に公開したオープンソースの Web サーバ／リバースプロキシ／ロードバランサです。当時の主流だった Apache が抱えていた C10K 問題（同時接続が1万を超えるとパフォーマンスが落ちる問題）を解決する目的で開発されました。

主な特徴

  • イベント駆動・非同期 I/O: 1プロセスで多数の接続をさばけるため、メモリ消費が少なく高速
  • 静的コンテンツの配信が爆速: 同じハードウェアで Apache の数倍のスループットが出ることも
  • リバースプロキシ／ロードバランサとしても優秀: アプリケーションサーバの前段に置く用途で広く採用
  • 設定ファイルが宣言的で読みやすい: ネストされたブロック構造
  • モジュール設計: 必要な機能だけビルドできる（ただし通常はパッケージマネージャ経由で導入）

Apache との違い（ざっくり）

観点 Apache nginx
並行処理モデル プロセス／スレッドベース イベント駆動（非同期）
同時接続耐性 中程度 非常に高い
静的配信性能 良 優秀
.htaccess あり なし（設定はメインの conf に集約）
動的処理 mod_php 等で内蔵実行可 別プロセス（PHP-FPM 等）に委譲

「Apache が劣っている」わけではなく、得意分野が違います。例えば共有ホスティングのように .htaccess でユーザーごとに設定を変えたい用途では Apache が依然として強いです。

インストール

Ubuntu / Debian

sudo apt update
sudo apt install nginx
sudo systemctl enable --now nginx

ブラウザで http://localhost/ を開くと「Welcome to nginx!」が表示されれば成功です。

macOS（Homebrew）

brew install nginx
brew services start nginx

デフォルトでは http://localhost:8080/ で起動します。

Docker

最も再現性が高く、おすすめの方法です。

docker run --name my-nginx -p 8080:80 -d nginx:1.24

http://localhost:8080/ にアクセスして動作確認できます。

設定ファイルの基本構造

nginx の設定は /etc/nginx/nginx.conf（Ubuntu の場合）に書きます。中身は以下のようなブロック構造です。

/etc/nginx/nginx.conf
# グローバル設定
worker_processes auto;

events {
    worker_connections 1024;
}

http {
    # MIME タイプの読み込み
    include       /etc/nginx/mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    # ログ設定
    access_log  /var/log/nginx/access.log;
    error_log   /var/log/nginx/error.log;

    # 個別サイトの設定を取り込む
    include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}

ブロック（コンテキスト）の種類

ブロック 役割
グローバル（最外側） プロセス数など nginx 全体の動作
events コネクション処理の挙動
http HTTP 全般の設定
server 1つの仮想ホスト（ドメイン or ポート単位）
location URL パターンごとの設定

設定変更後は 必ず構文チェックしてからリロード します。

sudo nginx -t                  # 構文チェック
sudo systemctl reload nginx    # 無停止で反映

restart ではなく reload を使うと、稼働中の接続を切らずに設定を反映できます。本番環境では reload が基本です。

ユースケース 1: 静的ファイルを配信する

最もシンプルな使い方です。/var/www/example 配下の HTML / CSS / 画像を公開します。

/etc/nginx/conf.d/static.conf
server {
    listen 80;
    server_name example.com;

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

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

ポイント:

  • try_files $uri $uri/ =404 は「ファイル → ディレクトリ → 404」の順で探す定型句
  • root で公開ディレクトリを指定するとそれ以下が公開される

ユースケース 2: リバースプロキシ

Node.js / Python / Go などのアプリケーションサーバを localhost:3000 で動かし、その前段に nginx を置く構成です。

/etc/nginx/conf.d/proxy.conf
server {
    listen 80;
    server_name app.example.com;

    location / {
        proxy_pass         http://127.0.0.1:3000;
        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;
    }
}

なぜリバースプロキシを置くか:

  • HTTPS 終端を nginx に集約できる
  • 静的ファイルだけ nginx で直接配信して高速化できる
  • アプリを再起動しても 502 を一瞬で済ませる（接続維持）
  • WAF・レート制限・ロギングを一元化できる

proxy_set_header Host $host; を忘れると、アプリ側に 127.0.0.1 がホスト名として渡り、リダイレクトURLが壊れることがあります。

ユースケース 3: ロードバランサ

複数のアプリサーバに負荷を分散します。

/etc/nginx/conf.d/lb.conf
upstream backend {
    # least_conn;  # 最少接続数のサーバへ振り分け（任意）
    server 10.0.0.11:3000 weight=2;
    server 10.0.0.12:3000;
    server 10.0.0.13:3000 backup;  # 他がダウンしたときのみ使う
}

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

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

主な振り分けアルゴリズム:

ディレクティブ 挙動
既定（記述なし） ラウンドロビン
least_conn 接続数が最も少ないサーバへ
ip_hash クライアント IP からハッシュで固定（セッション維持に有用）

ユースケース 4: HTTPS 化（Let's Encrypt + Certbot）

Ubuntu の例です。certbot が自動で nginx の設定を書き換えてくれます。

sudo apt install certbot python3-certbot-nginx
sudo certbot --nginx -d example.com -d www.example.com

90日ごとの自動更新も systemd のタイマーで設定されるため、初回以外は基本ノーメンテです。

証明書の自動更新は sudo certbot renew --dry-run で動作確認できます。本番投入前に必ず実行しておきましょう。

よくある問題と対処法

エラー1: nginx: [emerg] bind() to 0.0.0.0:80 failed (98: Address already in use)

原因: 80 番ポートを別プロセス（多くは Apache）が使っている。

対処:

sudo ss -ltnp | grep ':80 '       # 使用しているプロセスを確認
sudo systemctl stop apache2       # 例：Apache を止める
sudo systemctl disable apache2
sudo systemctl restart nginx

エラー2: 502 Bad Gateway

原因: 上流のアプリサーバ（proxy_pass 先）が落ちている、もしくはポートが間違っている。

対処:

sudo tail -n 50 /var/log/nginx/error.log   # エラーの詳細を確認
curl -v http://127.0.0.1:3000              # アプリサーバが応答するか確認

エラー3: nginx: [emerg] "server" directive is not allowed here

原因: server ブロックを http の外に書いている。

対処: 必ず http { ... } の中、または http 内から include した別ファイルに記述する。

まとめ

本記事では nginx の概要と典型的な使い方を解説しました。

  • nginx は イベント駆動で高速 な Web サーバ／リバースプロキシ／ロードバランサ
  • 設定は server → location のネスト構造で宣言的に書ける
  • 設定変更後は nginx -t で構文チェック → reload が鉄則
  • 静的配信、リバースプロキシ、ロードバランサ、HTTPS化 のいずれもシンプルに実装できる

次に学ぶべきこと

  • キャッシュ（proxy_cache）でアクセス急増に備える
  • レート制限（limit_req_zone）で DoS 対策
  • WebSocket プロキシの設定（Upgrade ヘッダの取り扱い）
  • nginx Unit / OpenResty / Angie などの派生プロダクト

参考資料

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