从零开始搭建HTTPS服务

搭建 HTTPS 服务的最初目的是为了开发微信小程序，因为 wx.request 只允许发起 HTTPS 请求，并且还必须和指定的域名进行网络通信。要从零开始搭建一个 HTTPS 的服务需要下面 4 个要素：域名，备案，云服务器，服务搭建。本文将分别介绍这四要素的具体要求。

简介

HTTPS （Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer）叫超文本传输安全协议，是一种通过计算机网络进行安全通信的传输协议。HTTPS 经由 HTTP 进行通信，但利用 SSL/TLS 来加密数据包。HTTPS 开发的主要目的，是提供对网站服务器的身份认证，保护交换资料的隐私与完整性。这个协议由网景公司（Netscape）在 1994 年首次提出，随后扩展到互联网上，目前基本上所有的网站都使用了 HTTPS 协议。下面就围绕域名，备案，云服务器，服务搭建这 4 个方面来从零搭建 HTTPS 服务。

域名

域名（Domain Name）又叫网域，是由一串用点分隔的名字组成的 Internet 上某一台计算机或计算机组的名称，用于在数据传输时标识计算机的电子方位。例如， blog.haojunyu.com 是一个域名，可以通过域名名称系统（Domain Name System）将该域名映射成对应的 IP 地址。该操作可以通过域名解析来实现。

域名注册和解析

域名注册前，可以通过 WHOIS 来查询该域名是否被注册过。目前 BAT 都提供域名注册，如阿里的万网,百度的域名服务，腾讯的 Dnspod。我的域名 haojunyu.com 是在阿里的万网注册的，之前注册域名的初衷是为了给 github 上面的个人博客作个性化的域名。并在其中的域名解析中作了设置，这里并不需要做太多的改动，只需要添加如下图的解析记录：

设置完成后，当我们向 https://api.haojunyu.com/* 发送请求时，DNS 会自动将其解析为映射的 IP 地址（上图中涂鸦的部分），并向目标服务器请求对应服务。

备案

这里的备案是针对像个人博客这类非经营性网站所做的备案，其目的是为了方便网站的管理。因为只有守法的网站才会对促进信息共享、文化繁荣和社会进步产生积极的作用。

目前网站域名的备案 BAT 都能提供，不过备案这个流程很长，大概要一个月，我的域名 haojunyu.com 是在百度云备案的，当时是先提交的资料（主要是身份证正反面照片），然后等百度快递来背景墙，再拍照片上传核实后才可以备案成功。

云服务器

服务器就是一台可以运行的电脑，可以是自己家里的电脑，也可以到 BAT 上买云服务。这里因为腾讯云上面有免费8天的试用，所以就试着在云服务上面搭建个 https 的服务，以方便微信小程序能成功发起 request 请求。如果试用体验还不错的话，可以续费（74元/月）。新建云主机时要选一个操作系统，鉴于对 Ubutnu 的熟悉以及服务器的需要，所以选择了 Ubuntu Server 16.04.1 LTS 64 的镜像做系统。当新建一个云主机后，百度云会提供一个对外的 IP 地址，这个 IP 地址就是域名解析中要填入的记录值。

服务搭建

服务器的配置主要有三步个，第一步是应用程序的布置，第二步是Nginx服务器的配置，第三步是 http 升级为 https 。前两步的配置是参考这篇博文在Ubuntu上使用Nginx部署Flask应用，第三步是参考腾讯云上Nginx证书安装。

应用程序

考虑到微信小程序主要是用 json 的数据，所以就想服务器能够提供 restful 服务，又因为对 python 语言比较喜欢，所以就挑了 python 里的 Flask 这个轻量级的 Web 框架。服务器选择的是 Nginx ，而连接服务器和应用程序的是 uWSGI。具体的安装步骤如下：

环境配置

1sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade # 更新所有软件
2sudo apt-get install build-essential  # 安装编译环境
3sudo apt-get install  python python-dev python-setuptools # 安装python环境
4sudo easy_install pip
5sudo apt-get install nginx  # 安装Nginx
6sudo apt-get install uwsgi uwsgi-plugin-python3  # 安装uwsgi及其插件
7sudo apt-get install supervisor # 安装进程管理软件

应用配置

1sudo mkdir -p /var/www/flaskApp # 创建应用程序文件夹
2sudo chown -R ubuntu:ubuntu /var/www/flaskApp # 更改应用程序文件夹所有权
3sudo pip install virtualenv # 安装python虚拟环境
4# 创建python虚拟环境
5cd /var/www/flaskApp
6virtualenv venv
7. venv/bin/activate # 激活python虚拟环境venv
8pip install flask flask-restful # 在虚拟环境中安装flask Web框架

创建api.py代码

 1#!flask/bin/python
 2from flask import Flask, jsonify
 3
 4app = Flask(__name__)
 5
 6tasks = [
 7    {
 8        'id': 1,
 9        'title': u'Buy groceries',
10        'description': u'Milk, Cheese, Pizza, Fruit, Tylenol',
11        'done': False
12    },
13    {
14        'id': 2,
15        'title': u'Learn Python',
16        'description': u'Need to find a good Python tutorial on the web',
17        'done': False
18    }
19]
20
21@app.route('/todo/api/v1.0/tasks', methods=['GET'])
22def get_tasks():
23    return jsonify({'tasks': tasks})
24
25if __name__ == '__main__':
26    app.run(host='0.0.0.0', port=8080)

执行脚本python api.py后可以通过浏览器来访问 http://主机IP:8080/todo/api/v1.0/tasks，以此来获取 tasks 数据。

服务配置

Nginx配置

删除nginx默认配置文件

1sudo rm /etc/nginx/sites-enabled/default

创建新的配置文件/var/www/flaskApp/config/flaskApp_nginx.conf

 1server {
 2  listen      80;
 3  server_name api.haojunyu.com; #此时域名已经映射到主机IP
 4  charset     utf-8;
 5  client_max_body_size 75M;
 6
 7  location / { try_files $uri @yourapplication; }
 8  location @yourapplication {
 9      include uwsgi_params;
10      uwsgi_pass unix:/var/www/flaskApp/config/flaskApp_uwsgi.sock;
11  }
12}

创建配置文件服务，重启服务

1sudo ln -s /var/www/flaskApp/config/nginx.conf /etc/nginx/conf.d/ #将应用文件夹里的配置文件链接到nginx配置文件处
2sudo nginx -t           # 检验nginx配置是否有误
3sudo nginx -s reload    # 重新加载nginx配置
4sudo /etc/init.d/nginx restart  # 重启nginx

验证
现在通过浏览器来访问 http://api.haojunyu.com/todo/api/v1.0/tasks ，无法获取到数据，因为 flaskApp_uwsgi.sock 尚未生成，无法让 uwsgi 在 Nginx 和 python 应用程序之间构建一座桥。

uWSGI配置

创建新的配置文件/var/www/flaskApp/config/flaskApp_uwsgi.ini

 1[uwsgi]
 2#application's base folder
 3base = /var/www/flaskApp
 4
 5#python module to import
 6app = api
 7module = %(app)
 8
 9home = %(base)/venv
10pythonpath = %(base)
11## 使用virtualenvwrapper管理virtualenv后用下面的两个参数取代home和pythonpath
12#chdir = %(base)
13#virtualenvs = %HOME/.virtualenvs/flaskEnv
14
15#socket file's location
16socket = /var/www/flaskApp/%n.sock
17
18#permissions for the socket file
19chmod-socket    = 666
20
21#the variable that holds a flask application inside the module imported at line #6
22callable = app
23
24#location of log files
25logto = /var/log/uwsgi/%n.log

创建uWSGI日志文件夹，并更改文件所有权

1sudo mkdir -p /var/log/uwsgi # uWSGI日志文件夹
2sudo chown -R ubuntu:ubuntu /var/log/uwsgi # 更改uWSGI日志文件夹所有权
3uwsgi --ini /var/www/flaskApp/config/flaskApp_uwsgi.ini --plugin python3 & # 后台启动uwsgi

supervisor配置

supervisor 是为了方便管理进程而存在的，因为每次开机后，都得重新执行 uwsgi --ini /var/www/flaskApp/config/flaskApp_uwsgi.ini 命令来启动 uwsgi ，这个很费神，因为你不可能永远记得清楚这么个应用，这么个配置。所以使用 supervisor 来管理，而我们只需要在开发这个应用时创建一个 flaskApp_supervisor.conf 配置文件，而重启机器后启动 supervisor 服务，即执行 sudo service supervisor start。

安装 supervisor
```
1sudo apt install supervisor
```

创建配置文件：

1[program:flaskApp]
2# 启动命令入口
3command=/usr/local/bin/uwsgi --ini /var/www/flaskApp/flaskApp_uwsgi.ini
4# 运行命令的用户名
5user=ubuntu
6autostart=true
7autorestat=true
8#日志地址
9stdout_logfile=/var/log/supervisor/flaskApp_supervisor.log

创建配置文件副本并重启服务

1sudo ln -s /var/www/flaskApp/flaskApp_supervisor.conf /etc/supervisor/conf.d/
2sudo service supervisor restart

HTTP 升级 HTTPS

升级 HTTP 需要证书的支持，这里 BAT 都提供这样的服务，都有相对应的配置安装说明。我这里是按照腾讯云上Nginx证书安装,主要就是将申请的证书保存到 config 目录中，并将 flaskApp_nginx.conf 修改如下：

 1server {
 2  listen 80;
 3  server_name api.haojunyu.com;
 4  return 301 https://api.haojunyu.com$request_uri;
 5}
 6
 7server {
 8  listen      443 ssl;
 9  server_name api.haojunyu.com; #此时域名已经映射到主机IP
10
11  ssl on;
12  ssl_certificate /var/www/flaskApp/1_haojunyu.com_bundle.crt;
13  ssl_certificate_key /var/www/flaskApp/2_haojunyu.com.key;
14  ssl_session_timeout 5m;
15  ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2; #按照这个协议配置
16  ssl_ciphers ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:HIGH:!aNULL:!MD5:!RC4:!DHE;#按照这个套件配置
17  ssl_prefer_server_ciphers on;
18
19  location / { try_files $uri @yourapplication; }
20  location @yourapplication {
21      include uwsgi_params;
22      uwsgi_pass unix:/var/www/flaskApp/config/flaskApp_uwsgi.sock;
23  }
24}

当时 SSL 的证书有免费的可以用，限制就是一个证书只能帮忙一个二级域名或子域名。如果愿意折腾，可以使用 certbot 来自动化来配置 SSL 证书和定时更新。

详细的安装配置步骤可以参考官网（需要选择代理软件 nginx/apache 等和操作系统 Ubuntu/CentOS/MacOS 等）。

 1# 安装命令
 2sudo apt install certbot python-certbot-nginx  # cerbot及其插件
 3
 4# 配置域名 
 5sudo certbot certonly --nginx --cert-name haojunyu.com -d api.haojunyu.com
 6# 删除配置的域名
 7sudo certbot delete --cert-name haojunyu.com
 8# 查看配置的域名
 9sudo certbot certificates
10# 更新证书
11sudo certbot renew --dry-run

最终效果如下图所示, 访问 https://api.haojunyu.com/todo/api/v1.0/tasks 可以获得对应的数据。

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