Nginx请求访问控制是怎样实现的

2024-05-10 16:53 由 dashery 发表于 #操作系统

首先来看下什么是漏桶算法和令牌桶算法
Nginx并不直接实现漏桶算法或令牌桶算法，但这些算法在控制网络流量和请求速率方面非常有用。这些算法通常在网络编程、API服务、负载均衡等领域中使用，以确保系统的稳定性和性能。

漏桶算法（Leaky Bucket）：

* 漏桶算法用于限制数据的传输速率。它可以将请求看作是水流，而漏桶的出水速度则是处理请求的速度。
* 当请求到达时，它们被放入漏桶中。如果漏桶已满（即已达到最大处理速率），则新的请求会被拒绝或丢弃。
* 漏桶算法的一个缺点是它不能很好地处理突发流量。即使漏桶未满，当突发流量到达时，它也会受到限制。

令牌桶算法（Token Bucket）：

* 令牌桶算法是另一种用于控制数据传输速率的算法。与漏桶算法不同，它允许一定程度的突发流量。
* 令牌桶以恒定的速率产生令牌，并将它们放入桶中。当请求到达时，它们需要消耗桶中的令牌才能被处理。
* 如果桶中有足够的令牌，即使突发流量到达，也可以被处理。然而，如果桶中没有令牌，请求将被拒绝或放入队列中等待。
* 令牌桶算法的优点是它可以更好地处理突发流量，同时仍然保持平均传输速率在所需范围内。

在Nginx中，虽然它没有直接实现这些算法，但你可以通过配置Nginx的限流模块（如ngx_http_limit_req_module或ngx_http_limit_conn_module）来模拟这些算法的行为。这些模块允许你根据请求的速率或并发连接数来限制请求。

例如，ngx_http_limit_req_module允许你设置请求的速率限制，并通过漏桶或令牌桶算法类似的方式来处理超出限制的请求。你可以指定一个“burst”值，该值表示在达到速率限制之前可以处理的额外请求数。这类似于令牌桶算法中的桶容量。

ngx_http_limit_req_module(限制请求) 配置实例

ngx_http_limit_req_module 允许你限制特定区域的请求处理速率。这通常用于保护后端服务器免受过多的请求。

以下是一个配置实例，其中限制了对 /api/ 路径下资源的请求速率：

http {
    # ... 其他配置 ...

    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit:10m rate=10r/s;

    server {
        # ... 其他配置 ...

        location /api/ {
            limit_req zone=mylimit burst=5 nodelay;

            # ... 其他location配置 ...

            proxy_pass http://backend_servers;
        }
    }
}

在这个配置中：

limit_req_zone 指令定义了一个名为 mylimit 的共享内存区域，用于存储请求的状态。$binary_remote_addr 是用于区分请求的键（通常是客户端IP地址的二进制形式），zone=mylimit:10m 表示这个区域的大小是 10MB，rate=10r/s 表示每秒只允许 10 个请求。
limit_req 指令在 location 块中用于应用请求限制。zone=mylimit 引用之前定义的限制区域，burst=5 表示在达到速率限制后还可以再处理 5 个请求（这些请求会排队等待），nodelay 表示如果请求超过了速率限制和突发限制，则立即返回 503 错误，而不是等待。

ngx_http_limit_conn_module(限制连接数) 配置实例

ngx_http_limit_conn_module 用于限制来自单个 IP 地址的并发连接数。

以下是一个配置实例，其中限制了对 / 路径下资源的并发连接数：

http {
    # ... 其他配置 ...

    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;

    server {
        # ... 其他配置 ...

        location / {
            limit_conn perip 10;

            # ... 其他location配置 ...

            # 例如，代理到后端服务器
            proxy_pass http://backend_servers;
        }
    }
}

在这个配置中：

limit_conn_zone 指令定义了一个名为 perip 的共享内存区域，用于存储并发连接的状态。$binary_remote_addr 是用于区分连接的键（通常是客户端IP地址的二进制形式），zone=perip:10m 表示这个区域的大小是 10MB。
limit_conn 指令在 location 块中用于应用并发连接限制。perip 10 表示每个 IP 地址的并发连接数不能超过 10。

这两个模块都提供了保护 Nginx 服务器和后端服务器免受过多请求或连接的能力，从而提高系统的稳定性和性能。

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