nginx安全：用limit_req_zone/limit_req限制连接速率(流量控制/限流)
一,limit_req的用途:
1,官方文档地址:
http://nginx.org/en/docs/http/ngx_http_limit_req_module.html
2，用途:
限制用户在给定时间内HTTP请求的数量,
流量限制主要用作安全目的，
可以防止大量请求的攻击下服务被压垮,
可以减慢暴力密码破解的速率
3,原理：漏桶算法
在limit_req的限制下，请求被nginx以固定的速率处理，这个符合漏桶算法,
即流出的速率恒定。
说明：刘宏缔的架构森林是一个专注架构的博客，
网站：https://blog.imgtouch.com
本文: https://blog.imgtouch.com/index.php/2023/05/22/nginxlimitreqzonelimitreq-xian-zhi-lian-jie-su-lyu-liu/
对应的源码可以访问这里获取： https://github.com/liuhongdi/
说明：作者:刘宏缔 邮箱: 371125307@qq.com
二，limit_req的配置举例：
1，常用的两个指令:
nginx.conf中
limit_req_zone：定义到http区域：
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=perip:20m rate=1r/s;
limit_req：定义到server或location区域
limit_req zone=perip;
说明：
变量：$binary_remote_addr，这里是客户端的ip地址,
在这里是做限制的标识，是基于ip地址来限制
zone=perip:20m: perip是内存区域的名字,
20m： 生成的内存区域的大小
rate=1r/s： 允放相同标识的客户端的访问频次，
在这个例子中：就是同一个ip地址在每秒内只能访问1次
2,例子一:以每秒处理1个请求的速率做限制
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m rate=1r/s;
...
limit_req zone=perip;
重启 nginx后测试:
[liuhongdi@centos8 logs]$ ab -c 10 -n 10 http://www.lhdtest.com/index.html ... Concurrency Level: 10 Time taken for tests: 0.002 seconds Complete requests: 10 Failed requests: 9 (Connect: 0, Receive: 0, Length: 9, Exceptions: 0) Non-2xx responses: 9 ...
只有一个成功，有9个请求失败
时长是0.002 seconds
3,例子2：burst
增加burst,再次测试
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m rate=1r/s; ... limit_req zone=perip burst=2;
说明：burst=2 允许2个突发,
有大量请求时，超过频次限制的请求，会允许2个访问，
注意：burst指定的请求数量，不会马上进行处理，
而是按照rate指定的值，以固定的速率进行处理。
以10个并发请求为例：
rate= 1r/s
就是先处理1个，剩下的9个中，
7个请求，直接返回503
剩下的2个放到突发的队列中延迟执行，
仍然按rate= 1r/s进行处理，所以需要约两秒的等待时间
[liuhongdi@centos8 logs]$ ab -c 10 -n 10 http://www.lhdtest.com/index.html ... Concurrency Level: 10 Time taken for tests: 2.004 seconds Complete requests: 10 Failed requests: 7 (Connect: 0, Receive: 0, Length: 7, Exceptions: 0) Non-2xx responses: 7 ...
有7个请求失败
注意时间变成了2.004 seconds
4,例子三：nodelay
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m rate=1r/s; ... limit_req zone=perip burst=2 nodelay;
说明：
nodelay参数:
burst的队列虽然可以处理用户的需求，但需要用户按照处理时间等待，对用户不够友好，
nodelay参数允许请求在排队的时候就立即被处理，
这里有一点要注意：因为nodelay允许立即处理，也就是有并发请求时
事实上已经超过了rate设置的处理速率了，
所以要根据自己机器的实际情况设置这个值
理解nodelay:
nodelay只是对放到burst队列中的请求立即处理，
但处理完成后队列并不立即清空，
队列清空的速度仍然按原来的速度每秒一个清空，
所以当再有请求过来时，并不会马上又有两个burst请求被处理.
再次测试
[liuhongdi@centos8 logs]$ ab -c 10 -n 10 http://www.lhdtest.com/index.html ... Concurrency Level: 10 Time taken for tests: 0.002 seconds Complete requests: 10 Failed requests: 7 (Connect: 0, Receive: 0, Length: 7, Exceptions: 0) Non-2xx responses: 7 ...
有7个请求失败
注意时间:这次是0.002 seconds
三，rate和burst应该设置为多少？
1，网站需要把动态生成的内容(java,php,python等程序生成)和静态内容分离到不同的虚拟主机
因为静态内容不需要大量的计算，
通常limit_req用于限制动态内容的访问频率
2，限流的目的不是让用户不能访问，
而是为了保证用户能流畅的访问，
所以需要根据页面的实际情况来限制
如果一个页面打开时同时发出的请求比较多，
(静态文件分离后要检查ajax请求数，
可以根据生产环境的日志进行检查)
则rate值不能低于并发的请求数.
如果低于并发的情求数，会导致用户不能正常访问页面
3,我们在生产环境中的例子,仅供参考
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=reqperip:20m rate=20r/s; limit_req zone=reqperip burst=10 nodelay;
四，其他可配置的参数:
1,limit_req_status用来指定请求时报错产生的状态码:
limit_req_status 这个值默认是503,
可以指定为一个自定义的值,
例如：444
说明：444是nginx自定义的一个非标准状态码，
它会立即关闭连接，连响应头也不给客户端发
可以在受到恶意攻击时使用这个状态码
2,limit_req_log_level 当报错时记录到日志的错误级别，
默认值是error
可选值: info | notice | warn | error
不建议改动这个值
五，查看nginx的版本:
[root@centos8 conf.d]# /usr/local/soft/nginx-1.18.0/sbin/nginx -v nginx version: nginx/1.18.0
