## 寫在前面 > 在《[【高併發】面試官問我如何使用Nginx實現限流，我如此回答輕鬆拿到了Offer！](https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=Mzg3MzE1NTIzNA==&mid=2247485388&idx=1&sn=0854d3f9b4527fd84af970261ec6e2e7&chksm=cee51801f992911732661cce665c967777e11d6ff53c82dbf2600382f37733a0982f60c47ea8&token=515857896&lang=zh_CN#rd)》一文中，我們主要介紹瞭如何使用Nginx進行限流，以避免系統被大流量壓垮。除此之外，Nginx還有很多強大的功能，例如：負載均衡、快取、黑白名單、灰度釋出等。今天，我們就來一起探討Nginx支援的這些強大的功能！ ## Nginx安裝 **注意：這裡以CentOS 6.8伺服器為例，以root使用者身份來安裝Nginx。** ### 1.安裝依賴環境 ```bash yum -y install wget gcc-c++ ncurses ncurses-devel cmake make perl bison openssl openssl-devel gcc* libxml2 libxml2-devel curl-devel libjpeg* libpng* freetype* autoconf automake zlib* fiex* libxml* libmcrypt* libtool-ltdl-devel* libaio libaio-devel bzr libtool ``` ### 2.安裝openssl ```bash wget https://www.openssl.org/source/openssl-1.0.2s.tar.gz tar -zxvf openssl-1.0.2s.tar.gz cd /usr/local/src/openssl-1.0.2s ./config --prefix=/usr/local/openssl-1.0.2s make make install ``` ### 3.安裝pcre ```bash wget https://ftp.pcre.org/pub/pcre/pcre-8.43.tar.gz tar -zxvf pcre-8.43.tar.gz cd /usr/local/src/pcre-8.43 ./configure --prefix=/usr/local/pcre-8.43 make make install ``` ### 4.安裝zlib ```bash wget https://sourceforge.net/projects/libpng/files/zlib/1.2.11/zlib-1.2.11.tar.gz tar -zxvf zlib-1.2.11.tar.gz cd /usr/local/src/zlib-1.2.11 ./configure --prefix=/usr/local/zlib-1.2.11 make make ``` ### 5.安裝Nginx ```bash wget http://nginx.org/download/nginx-1.17.2.tar.gz tar -zxvf nginx-1.17.2.tar.gz cd /usr/local/src/nginx-1.17.2 ./configure --prefix=/usr/local/nginx-1.17.2 --with-openssl=/usr/local/src/openssl-1.0.2s --with-pcre=/usr/local/src/pcre-8.43 --with-zlib=/usr/local/src/zlib-1.2.11 --with-http_ssl_module make make install ``` **這裡需要注意的是：安裝Nginx時，指定的是openssl、pcre和zlib的原始碼解壓目錄，安裝完成後Nginx配置檔案的完整路徑為：/usr/local/nginx-1.17.2/conf/nginx.conf。** ## Nginx負載均衡配置 ### 1.負載均衡配置 ```bash http { …… upstream real_server { server 192.168.103.100:2001 weight=1; #輪詢伺服器和訪問權重 server 192.168.103.100:2002 weight=2; } server { listen 80; location / { proxy_pass http://real_server; } } } ``` ### 2.失敗重試配置 ```bash upstream real_server { server 192.168.103.100:2001 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=60s; server 192.168.103.100:2002 weight=2 max_fails=2 fail_timeout=60s; } ``` 意思是在fail_timeout時間內失敗了max_fails次請求後，則認為該上游伺服器不可用，然後將該服務地址踢除掉。fail_timeout時間後會再次將該伺服器加入存活列表，進行重試。 ## Nginx限流配置 ### 1.配置引數 limit_req_zone指令設定引數 ```bash limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s; ``` * limit_req_zone定義在http塊中，$binary_remote_addr表示儲存客戶端IP地址的二進位制形式。 * Zone定義IP狀態及URL訪問頻率的共享記憶體區域。zone=keyword標識區域的名字，以及冒號後面跟區域大小。16000個IP地址的狀態資訊約1MB，所以示例中區域可以儲存160000個IP地址。 * Rate定義最大請求速率。示例中速率不能超過每秒10個請求。 ### 2.設定限流 ```bash location / { limit_req zone=mylimit burst=20 nodelay; proxy_pass http://real_server; } ``` burst排隊大小，nodelay不限制單個請求間的時間。 ### 3.不限流白名單 ```bash geo $limit { default 1; 192.168.2.0/24 0; } map $limit $limit_key { 1 $binary_remote_addr; 0 ""; } limit_req_zone $limit_key zone=mylimit:10m rate=1r/s; location / { limit_req zone=mylimit burst=1 nodelay; proxy_pass http://real_server; } ``` 上述配置中，192.168.2.0/24網段的IP訪問是不限流的，其他限流。 IP後面的數字含義： - 24表示子網掩碼:255.255.255.0 - 16表示子網掩碼:255.255.0.0 - 8表示子網掩碼:255.0.0.0 ## Nginx快取配置 ### 1.瀏覽器快取 靜態資源快取用expire ```bash location ~* .(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ { expires 2d; } ``` Response Header中添加了Expires和Cache-Control, **靜態資源包括（一般快取）** * 普通不變的影象，如logo，圖示等 * js、css靜態檔案 * 可下載的內容，媒體檔案 **協商快取（add_header ETag/Last-Modified value）** * HTML檔案 * 經常替換的圖片 * 經常修改的js、css檔案 * 基本不變的API介面 **不需要快取** * 使用者隱私等敏感資料 * 經常改變的api資料介面 ### 2.代理層快取 ```bash //快取路徑，inactive表示快取的時間，到期之後將會把快取清理 proxy_cache_path /data/cache/nginx/ levels=1:2 keys_zone=cache:512m inactive = 1d max_size=8g; location / { location ~ \.(htm|html)?$ { proxy_cache cache; proxy_cache_key $uri$is_args$args; //以此變數值做HASH，作為KEY //HTTP響應首部可以看到X-Cache欄位，內容可以有HIT,MISS,EXPIRES等等 add_header X-Cache $upstream_cache_status; proxy_cache_valid 200 10m; proxy_cache_valid any 1m; proxy_pass http://real_server; proxy_redirect off; } location ~ .*\.(gif|jpg|jpeg|bmp|png|ico|txt|js|css)$ { root /data/webapps/edc; expires 3d; add_header Static Nginx-Proxy; } } ``` 在本地磁碟建立一個檔案目錄，根據設定，將請求的資源以K-V形式快取在此目錄當中，KEY需要自己定義（這裡用的是url的hash值），同時可以根據需要指定某內容的快取時長，比如狀態碼為200快取10分鐘，狀態碼為301，302的快取5分鐘，其他所有內容快取1分鐘等等。 可以通過purger的功能清理快取。 AB測試/個性化需求時應禁用掉瀏覽器快取。 ## Nginx黑名單 ### 1.一般配置 ```bash location / { deny 192.168.1.1; deny 192.168.1.0/24; allow 10.1.1.0/16; allow 2001:0db8::/32; deny all; } ``` ### 2. Lua+Redis動態黑名單(OpenResty) **安裝執行** ```bash yum install yum-utils yum-config-manager --add-repo https://openresty.org/package/centos/openresty.repo yum install openresty yum install openresty-resty 檢視 yum --disablerepo="*" --enablerepo="openresty" list available 執行 service openresty start ``` **配置(/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf)** ```bash lua_shared_dict ip_blacklist 1m; server { listen 80; location / { access_by_lua_file lua/ip_blacklist.lua; proxy_pass http://real_server; } } ``` **lua指令碼（ip_blacklist.lua）** ```bash local redis_host = "192.168.1.132" local redis_port = 6379 local redis_pwd = 123456 local redis_db = 2 -- connection timeout for redis in ms. local redis_connection_timeout = 100 -- a set key for blacklist entries local redis_key = "ip_blacklist" -- cache lookups for this many seconds local cache_ttl = 60 -- end configuration local ip = ngx.var.remote_addr local ip_blacklist = ngx.shared.ip_blacklist local last_update_time = ip_blacklist:get("last_update_time"); -- update ip_blacklist from Redis every cache_ttl seconds: if last_update_time == nil or last_update_time < ( ngx.now() - cache_ttl ) then local redis = require "resty.redis"; local red = redis:new(); red:set_timeout(redis_connect_timeout); local ok, err = red:connect(redis_host, redis_port); if not ok then ngx.log(ngx.ERR, "Redis connection error while connect: " .. err); else local ok, err = red:auth(redis_pwd) if not ok then ngx.log(ngx.ERR, "Redis password error while auth: " .. err); else local new_ip_blacklist, err = red:smembers(redis_key); if err then ngx.log(ngx.ERR, "Redis read error while retrieving ip_blacklist: " .. err); else ngx.log(ngx.ERR, "Get data success:" .. new_ip_blacklist) -- replace the locally stored ip_blacklist with the updated values: ip_blacklist:flush_all(); for index, banned_ip in ipairs(new_ip_blacklist) do ip_blacklist:set(banned_ip, true); end -- update time ip_blacklist:set("last_update_time", ngx.now()); end end end end if ip_blacklist:get(ip) then ngx.log(ngx.ERR, "Banned IP detected and refused access: " .. ip); return ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN); end ``` ## Nginx灰度釋出 ### 1.根據Cookie實現灰度釋出 根據Cookie查詢version值，如果該version值為v1轉發到host1，為v2轉發到host2，都不匹配的情況下轉發到預設配置。 ```bash upstream host1 { server 192.168.2.46:2001 weight=1; #輪詢伺服器和訪問權重 server 192.168.2.46:2002 weight=2; } upstream host2 { server 192.168.1.155:1111 max_fails=1 fail_timeout=60; } upstream default { server 192.168.1.153:1111 max_fails=1 fail_timeout=60; } map $COOKIE_version $group { ~*v1$ host1; ~*v2$ host2; default default; } lua_shared_dict ip_blacklist 1m; server { listen 80; #set $group "default"; #if ($http_cookie ~* "version=v1"){ # set $group host1; #} #if ($http_cookie ~* "version=v2"){ # set $group host2; #} location / { access_by_lua_file lua/ip_blacklist.lua; proxy_pass http://$group; } } ``` ### 2.根據來路IP實現灰度釋出 ```bash server { …………… set $group default; if ($remote_addr ~ "192.168.119.1") { set $group host1; } if ($remote_addr ~ "192.168.119.2") { set $group host2; } ``` ### 3.更細粒度灰度釋出 參考：[https://github.com/sunshinelyz/ABTestingGateway](https://github.com/sunshinelyz/ABTestingGateway) **好了，咱們今天就聊到這兒吧！別忘了給個在看和轉發，讓更多的人看到，一起學習一起進步！！** ## 寫在最後 > 如果你覺得冰河寫的還不錯，請微信搜尋並關注「 **冰河技術** 」微信公眾號，跟冰河學習高併發、分散式、微服務、大資料、網際網路和雲原生技術，「 **冰河技術** 」微信公眾號更新了大量技術專題，每一篇技術文章乾貨滿滿！不少讀者已經通過閱讀「 **冰河技術** 」微信公眾號文章，吊打面試官，成功跳槽到大廠；也有不少讀者實現了技術上的飛躍，成為公司的技術骨幹！如果你也想像他們一樣提升自己的能力，實現技術能力的飛躍，進大廠，升職加薪，那就關注「 **冰河技術** 」微信公眾號吧，每天更新超硬核技術乾貨，讓你對如何提升技術能力不再迷茫！ ![](https://img-blog.csdnimg.cn/20200709131720