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nginx 流量控制以及訪問控制的實現(xiàn)

nginx 流量控制

流量限制 (rate-limiting)，是Nginx中一個非常實用，卻經(jīng)常被錯誤理解和錯誤配置的功能。我們可以用來限制用戶在給定時間內(nèi)HTTP請求的數(shù)量。請求，可以是一個簡單網(wǎng)站首頁的GET請求，也可以是登錄表單的 POST 請求。流量限制可以用作安全目的，比如可以減慢暴力密碼破解的速率。通過將傳入請求的速率限制為真實用戶的典型值，并標(biāo)識目標(biāo)URL地址(通過日志)，還可以用來抵御 DDOS 攻擊。更常見的情況，該功能被用來保護(hù)上游應(yīng)用服務(wù)器不被同時太多用戶請求所壓垮。

以下將會介紹Nginx的流量限制的基礎(chǔ)知識和高級配置，”流量限制”在Nginx Plus中也適用。

1、Nginx如何限流

Nginx的”流量限制”使用漏桶算法(leaky bucket algorithm)，該算法在通訊和分組交換計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中廣泛使用，用以處理帶寬有限時的突發(fā)情況。就好比，一個桶口在倒水，桶底在漏水的水桶。如果桶口倒水的速率大于桶底的漏水速率，桶里面的水將會溢出；同樣，在請求處理方面，水代表來自客戶端的請求，水桶代表根據(jù)”先進(jìn)先出調(diào)度算法”(FIFO)等待被處理的請求隊列，桶底漏出的水代表離開緩沖區(qū)被服務(wù)器處理的請求，桶口溢出的水代表被丟棄和不被處理的請求。

2、配置基本的限流

“流量限制”配置兩個主要的指令，limit_req_zone和limit_req，如下所示：

192.168.62.155配置:
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=1r/s;
upstream myweb {
    server 192.168.62.157:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=1;
    }
server {
    listen 80;
    server_name localhost;

    location /login {
        limit_req zone=mylimit;
        proxy_pass http://myweb;
        proxy_set_header Host $host:$server_port;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        }
}

192.168.62.157配置:
server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    location /login {
        root  /usr/share/nginx/html;
        index  index.html index.html;
        }
}

連點兩次后

limit_req_zone指令定義了流量限制相關(guān)的參數(shù)，而limit_req指令在出現(xiàn)的上下文中啟用流量限制(示例中，對于”/login/”的所有請求)。

limit_req_zone指令通常在HTTP塊中定義，使其可在多個上下文中使用，它需要以下三個參數(shù)：

Key - 定義應(yīng)用限制的請求特性。示例中的 Nginx 變量$binary_remote_addr，保存客戶端IP地址的二進(jìn)制形式。這意味著，我們可以將每個不同的IP地址限制到，通過第三個參數(shù)設(shè)置的請求速率。(使用該變量是因為比字符串形式的客戶端IP地址$remote_addr，占用更少的空間)
Zone - 定義用于存儲每個IP地址狀態(tài)以及被限制請求URL訪問頻率的共享內(nèi)存區(qū)域。保存在內(nèi)存共享區(qū)域的信息，意味著可以在Nginx的worker進(jìn)程之間共享。定義分為兩個部分：通過zone=keyword標(biāo)識區(qū)域的名字，以及冒號后面跟區(qū)域大小。16000個IP地址的狀態(tài)信息，大約需要1MB，所以示例中區(qū)域可以存儲160000個IP地址。
Rate - 定義最大請求速率。在示例中，速率不能超過每秒1個請求。Nginx實際上以毫秒的粒度來跟蹤請求，所以速率限制相當(dāng)于每1000毫秒1個請求。因為不允許”突發(fā)情況”(見下一章節(jié))，這意味著在前一個請求1000毫秒內(nèi)到達(dá)的請求將被拒絕。

limit_req_zone指令設(shè)置流量限制和共享內(nèi)存區(qū)域的參數(shù)，但實際上并不限制請求速率。所以需要通過添加

limit_req指令，將流量限制應(yīng)用在特定的location或者server塊。在上面示例中，我們對/login/請求進(jìn)行流量限制。

現(xiàn)在每個IP地址被限制為每秒只能請求1次/login/，更準(zhǔn)確地說，在前一個請求的1000毫秒內(nèi)不能請求該URL。

3、處理突發(fā)

如果我們在1000毫秒內(nèi)接收到2個請求，怎么辦？對于第二個請求，Nginx將給客戶端返回錯誤。這可能并不是我們想要的結(jié)果，因為應(yīng)用本質(zhì)上趨向于突發(fā)性。相反地，我們希望緩沖任何超額的請求，然后及時地處理它們。我們更新下配置，在limit_req中使用burst參數(shù)：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;
    upstream myweb {
        server 192.168.62.157:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=1;
        }
       
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;
        location /login {
            limit_req zone=mylimit burst=20;
            proxy_pass http://myweb;
            proxy_set_header Host $host:$server_port;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            }
    }

burst參數(shù)定義了超出zone指定速率的情況下(示例中的mylimit區(qū)域，速率限制在每秒10個請求，或每100毫秒一個請求)，客戶端還能發(fā)起多少請求。上一個請求100毫秒內(nèi)到達(dá)的請求將會被放入隊列，我們將隊列大小設(shè)置為20。

這意味著，如果從一個給定IP地址發(fā)送21個請求，Nginx會立即將第一個請求發(fā)送到上游服務(wù)器群，然后將余下20個請求放在隊列中。然后每100毫秒轉(zhuǎn)發(fā)一個排隊的請求，只有當(dāng)傳入請求使隊列中排隊的請求數(shù)超過20時，Nginx才會向客戶端返回錯誤。

4、配置流量控制相關(guān)功能

1、配置日志記錄

默認(rèn)情況下，Nginx會在日志中記錄由于流量限制而延遲或丟棄的請求，如下所示：

2019/02/13 04:20:00 [error] 120315#0: *32086 limiting requests, excess: 1.000 by zone "mylimit", client: 192.168.1.2, server: nginx.com, request: "GET / HTTP/1.0", host: "nginx.com"

日志條目中包含的字段：

limiting requests - 表明日志條目記錄的是被“流量限制”請求
excess - 每毫秒超過對應(yīng)“流量限制”配置的請求數(shù)量
zone - 定義實施“流量限制”的區(qū)域
client - 發(fā)起請求的客戶端IP地址
server - 服務(wù)器IP地址或主機(jī)名
request - 客戶端發(fā)起的實際HTTP請求
host - HTTP報頭中host的值

默認(rèn)情況下，Nginx以error級別來記錄被拒絕的請求，如上面示例中的[error]所示(Nginx以較低級別記錄延時請求，一般是info級別)。如要更改Nginx的日志記錄級別，需要使用limit_req_log_level指令。這里，我們將被拒絕請求的日志記錄級別設(shè)置為warn：

一定要定義日志位置和級別才可以：

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=1r/s;
    upstream myweb {
        server 192.168.62.157:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=1;
        }
    server {
        listen 80;
        server_name localhost;

        location /login {
            limit_req zone=mylimit burst=20;
            limit_req_log_level warn;
            proxy_pass http://myweb;
            proxy_set_header Host $host:$server_port;
            proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
            proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
            }
    }

繼續(xù)訪問測試，看error.log日志

2、發(fā)送到客戶端的錯誤代碼

一般情況下，客戶端超過配置的流量限制時，Nginx響應(yīng)狀態(tài)碼為503(Service Temporarily Unavailable)?？梢允褂?code>limit_req_status指令來設(shè)置為其它狀態(tài)碼(例如下面的404狀態(tài)碼):

limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;
	upstream myweb {
    	server 192.168.62.157:80 weight=1 max_fails=1 fail_timeout=1;
		}
	server {
    	listen 80;
    	server_name localhost;
		
    	location /login {
			limit_req zone=mylimit;
			limit_req_log_level warn;
			limit_req_status 404;
        	proxy_pass http://myweb;
          proxy_set_header Host $host:$server_port;
	      	proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      		proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        	}
	}

5、nginx 流量控制總結(jié)

以上已經(jīng)涵蓋了Nginx和Nginx Plus提供的“流量限制”的很多功能，包括為HTTP請求的不同location設(shè)置請求速率，給“流量限制”配置burst參數(shù)。

nginx 訪問控制

1、nginx 訪問控制模塊

（1）基于IP的訪問控制：http_access_module
（2）基于用戶的信任登錄：http_auth_basic_module

2、基于IP的訪問控制

1、配置語法

Syntax：allow address | CIDR | unix: | all;
default：默認(rèn)無
Context：http，server，location

Syntax：deny address | CIDR | unix: | all;
default：默認(rèn)無
Context：http，server，location

2、修改/etc/nginx/conf.d/access_mod.conf內(nèi)容如下：

server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    location ~ ^/admin {
        root /home/www/html;
        index index.html index.hml;
        deny 192.168.1.8;
        allow all;
        #deny 192.168.1.8;
        }
}
#需要注意:
如果先允許訪問，在定義拒絕訪問。那么拒絕訪問不生效。

虛擬機(jī)宿主機(jī)IP為192.168.1.8，虛擬機(jī)IP為192.168.1.11，故這里禁止宿主機(jī)訪問，允許其他所有IP訪問。
宿主機(jī)訪問http://192.168.1.11/admin，顯示403 Forbidden。
當(dāng)然也可以反向配置，同時也可以使用IP網(wǎng)段的配置方式，如allow 192.168.1.0/24;，表示滿足此網(wǎng)段的IP都可以訪問。

3、指定location拒絕所有請求

如果你想拒絕某個指定URL地址的所有請求，而不是僅僅對其限速，只需要在location塊中配置deny all指令：

server {
    listen 80;
    server_name localhost;
    location /foo.html {
        root /home/www/html;
        deny all;
        }
}

3、基于用戶的信任登錄

1、配置語法

Syntax：auth_basic string | off;
default：auth_basic off;
Context：http，server，location，limit_except

Syntax：auth_basic_user_file file;
default：默認(rèn)無
Context：http，server，location，limit_except
file：存儲用戶名密碼信息的文件。

2、配置示例

改名access_mod.conf為auth_mod.conf，內(nèi)容如下：

server {
	listen 80;
	server_name localhost;
	location ~ ^/admin {
		root /home/www/html;
		index index.html index.hml;
		auth_basic "Auth access test!";
		auth_basic_user_file /etc/nginx/auth_conf;
		}
}

auth_basic不為off，開啟登錄驗證功能，auth_basic_user_file加載賬號密碼文件。

3、建立口令文件

[root@192 ~]# mkdir /home/www/html/admin -p
[root@192 ~]# vim /home/www/html/admin
hello qf
[root@192 ~]# yum install -y httpd-tools #htpasswd 是開源 http 服務(wù)器 apache httpd 的一個命令工具，用于生成 http 基本認(rèn)證的密碼文件
[root@192 ~]# htpasswd -cm /etc/nginx/auth_conf user10	//第一次新建用戶
[root@192 ~]# htpasswd -m /etc/nginx/auth_conf user20	//第二次添加用戶
[root@192 ~]# cat /etc/nginx/auth_conf
user10:$apr1$MOa9UVqF$RlYRMk7eprViEpNtDV0n40
user20:$apr1$biHJhW03$xboNUJgHME6yDd17gkQNb0

4、訪問測試

5、局限性

（1）用戶信息依賴文件方式
（2）操作管理機(jī)械，效率低下

到此這篇關(guān)于nginx 流量控制以及訪問控制的實現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)nginx 流量控制及訪問控制內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

標(biāo)簽：衡水南寧佛山安陽巴中畢節(jié) 晉中云南

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