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  • Nginx配置之负载均衡、限流、缓存、黑名单和灰度发布

    一、Nginx安装（基于CentOS 6.5）

    1.yum命令安装

    yum install nginx –y
    (若不能安装，执行命令yum install epel-release)

    2. 启动、停止和重启

    service nginx start
    service nginx stop
    service nginx restart
    浏览器中 输入服务器的 ip 地址，即可看到相应信息

    3. 其他信息

    rpm -ql nginx 来查看安装路径
    yum remove nginx 来卸载 
    nginx -s reload 配置热更新 

    二、Nginx负载均衡配置（/etc/nginx/nginx.conf）

    1. 负载均衡配置
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    http {
           ……
        upstream real_server {
           server 192.168.103.100:2001 weight=1;  #轮询服务器和访问权重
           server 192.168.103.100:2002 weight=2;
        }
     
        server {
            listen  80;
     
            location / {
                proxy_pass http://real_server;
            }
        }
    }
    		 
        2.失败重试配置
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    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时间内失败了max_fails次请求后，则认为该上游服务器不可用，然后将该服务地址踢除掉。fail_timeout时间后会再次将该服务器加入存活列表，进行重试。

    三、Nginx限流配置

    1. 配置参数

    limit_req_zone指令设置参数 

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

    1）limit_req_zone定义在http块中，$binary_remote_addr表示保存客户端IP地址的二进制形式。
    2）Zone定义IP状态及URL访问频率的共享内存区域。zone=keyword标识区域的名字，以及冒号后面跟区域大小。16000个IP地址的状态信息约1MB，所以示例中区域可以存储160000个IP地址。
    3）Rate定义最大请求速率。示例中速率不能超过每秒10个请求。

    2.设置限流

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    location / {
            limit_req zone=mylimit burst=20 nodelay;
            proxy_pass http://real_server;
    }

    burst排队大小，nodelay不限制单个请求间的时间

    3.不限流白名单

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    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网段的IP访问是不限流的，其他限流。

    IP后面的数字含义：

    24表示子网掩码:255.255.255.0

    16表示子网掩码:255.255.0.0

    8表示子网掩码:255.0.0.0

    四、Nginx缓存配置

    1. 浏览器缓存

    静态资源缓存用expire

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    location ~*  .(jpg|jpeg|png|gif|ico|css|js)$ {
       expires 2d;
    }

    Response Header中添加了Expires和Cache-Control


    静态资源包括（一般缓存）

    1）普通不变的图像，如logo，图标等
    2）js、css静态文件
    3）可下载的内容，媒体文件

    协商缓存（add_header ETag/Last-Modified value）

    1）HTML文件
    2）经常替换的图片
    3）经常修改的js、css文件
    4）基本不变的API接口

    不需要缓存

    1）用户隐私等敏感数据

    2）经常改变的api数据接口

    2.代理层缓存

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    //缓存路径，inactive表示缓存的时间，到期之后将会把缓存清理
    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;     //以此变量值做HASH，作为KEY
            //HTTP响应首部可以看到X-Cache字段，内容可以有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;
        }
    }

            在本地磁盘创建一个文件目录，根据设置，将请求的资源以K-V形式缓存在此目录当中，KEY需要自己定义（这里用的是url的hash值），同时可以根据需要指定某内容的缓存时长，比如状态码为200缓存10分钟，状态码为301，302的缓存5分钟，其他所有内容缓存1分钟等等。
            可以通过purger的功能清理缓存。
            AB测试/个性化需求时应禁用掉浏览器缓存。

    五、Nginx黑名单

    1.一般配置

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    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动态黑名单(OpenResty)

    1）安装运行

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    yum install yum-utils
    yum-config-manager --add-repo https://openresty.org/package/centos/openresty.repo
    yum install openresty
    yum install openresty-resty
    查看
    yum --disablerepo="*" --enablerepo="openresty" list available
    运行
    service openresty start

    2) 配置(/usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf)

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    lua_shared_dict ip_blacklist 1m;
     
    server {
        listen  80;
     
        location / {
            access_by_lua_file lua/ip_blacklist.lua;
            proxy_pass http://real_server;
        }
    }

    lua脚本（ip_blacklist.lua）

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    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

    六、Nginx灰度发布

    1. 根据Cookie实现灰度发布

    根据Cookie查询version值，如果该version值为v1转发到host1，为v2转发到host2，都不匹配的情况下转发默认。

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    upstream host1 {
       server 192.168.2.46:2001 weight=1;  #轮询服务器和访问权重
       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. 根据来路IP实现灰度发布

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    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. 更细粒度灰度发布

    可用lua脚本实现，参考开源项目：https://github.com/CNSRE/ABTestingGateway
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