一個Http請求，我們可以在nginx中獲取到哪些數(shù)據呢

1.請求頭部信息：

• 客戶端 IP 地址：通常通過 $remote_addr 或 $binary_remote_addr 變量獲取。
• 請求方法：通過 $request_method 變量獲取。
• URI：通過 $request_uri 或 $uri 變量獲取。
• 主機名：通過 $host 變量獲取。
• 用戶代理：通過 $http_user_agent 變量獲取。
• 引用地址（Referer）：通過 $http_referer 變量獲取。
• 客戶端接受的內容類型：通過 $http_accept 變量獲取。
• 請求的字符編碼：通過 $http_accept_charset 變量獲取。
• 請求的語言：通過 $http_accept_language 變量獲取。

2.請求體信息：

請求的正文內容：通常在應用程序處理請求時訪問，或通過 $request_body 變量獲取。

3.Cookie：

客戶端發(fā)送的 Cookie 數(shù)據：通過 $http_cookie 變量獲取。

4.HTTPS 相關信息：

• 客戶端 SSL 證書信息：通過 $ssl_client_cert 變量獲取。
• 客戶端 SSL 協(xié)議版本：通過 $ssl_protocol 變量獲取。

5.服務端相關信息：

• 服務器名稱：通過 $server_name 變量獲取。
• 請求方案（HTTP 或 HTTPS）：通過 $scheme 變量獲取。
• 服務器監(jiān)聽端口：通過 $server_port 變量獲取。

6.其他信息：

客戶端連接信息，如連接的遠程端口、本地端口等。

這些信息在 Nginx 配置中可以使用相應的變量來獲取，你可以根據需要在 Nginx 配置中使用這些變量進行請求處理、日志記錄、限流等操作。需要注意的是，Nginx 可以通過模塊擴展來提供更多的信息和功能，例如限流、緩存、負載均衡等。根據具體的需求，你可以自定義 Nginx 配置以獲得所需的信息和功能。

為什么要使用nginx來實現(xiàn)限流

• 保護服務器穩(wěn)定性：限流可以確保服務器在高流量負載下仍然能夠穩(wěn)定運行，防止過多的請求導致性能下降、服務不可用或服務器宕機。
• 公平資源分配：通過限流，Nginx可以確保每個客戶端或用戶都有公平的機會訪問服務器資源，防止某些客戶端壟斷資源。
• 防止惡意請求：限流幫助防止惡意請求，如惡意掃描、爆破攻擊、DDoS 攻擊等。通過控制請求速率，可以降低對服務器的惡意請求壓力。
• 合規(guī)性：某些服務提供商或服務協(xié)議可能要求限制客戶端對服務的訪問速率。使用Nginx的限流功能可以確保遵守這些規(guī)定。
• 節(jié)省帶寬和成本：限流可以減少不必要的網絡流量，從而節(jié)省帶寬成本，特別是在云計算環(huán)境中，可以降低使用量和費用。
• 避免雪崩效應：在分布式系統(tǒng)中，當一個服務出現(xiàn)故障時，可能會導致大量請求涌入其他服務，造成雪崩效應。通過接口限流，可以減緩請求的涌入，分散負載，避免雪崩。
• 控制資源消耗：某些接口可能需要耗費大量服務器資源，如數(shù)據庫查詢或復雜計算。限流可以幫助控制資源消耗，確保服務器資源不被耗盡。
• 優(yōu)化用戶體驗：通過控制請求速率，可以確保服務器能夠及時響應合理數(shù)量的請求，提供更快的響應時間，從而改善用戶體驗。

總之，使用Nginx的限流功能是維護服務器的穩(wěn)定性、安全性和可用性的重要手段，有助于防止服務器過載、提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并確保公平的資源分配。這對于高流量和高負載的應用程序特別有幫助。

Nginx 是如何實現(xiàn)接口限流的

限制請求速率

Nginx的限流模塊是通過ngx_http_limit_req_module實現(xiàn)的，它允許你控制客戶端請求的速率，以避免服務器受到過多請求的影響。這個模塊的工作原理如下：

1.limit_req_zone配置：首先，你需要在Nginx的配置文件中定義一個limit_req_zone來創(chuàng)建一個存儲區(qū)，用于跟蹤每個客戶端的請求速率。這個存儲區(qū)包括了客戶端的IP地址、請求計數(shù)、時間戳等信息。你可以定義多個不同的存儲區(qū)來針對不同的請求路徑或限流速率。

http {
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=api_limit:10m rate=10r/s;
    # ...
}

• $binary_remote_addr：用于限流的客戶端IP地址。
• zone=api_limit:10m：指定限流存儲區(qū)的名稱和大?。ɡ?0MB）。
• rate=10r/s：定義速率，例如每秒10個請求。

2.limit_req配置：在Nginx配置文件中，你可以在具體的location或server塊內使用limit_req指令來應用限流規(guī)則。

server {
    location /api/ {
        limit_req zone=api_limit burst=15;
        # ...
    }
}

• zone=api_limit：指定要使用的限流存儲區(qū)的名稱，與之前配置的一致。
• burst=15：定義允許的突發(fā)請求量緩沖區(qū)，即瞬時有大量的請求打進來，超過訪問限制的請求可以先放到這個緩沖區(qū)中。如果也超過了burst的限制，那就需要配合nodelay處理了，如果nodelay on 那就會直接返回503，如果是nodelay off那就將請求放到隊列中慢慢消費，但是這個隊列大小是不受控制的。所以off設置需要謹慎使用。

3.請求處理：當一個請求到達Nginx，limit_req模塊會檢查客戶端的IP地址和請求速率，以決定是否允許請求繼續(xù)處理。如果請求速率低于指定的速率，請求會被立即處理。如果請求速率高于指定的速率，請求可能會被延遲處理，以使速率控制生效。

4.控制響應：根據限流規(guī)則，limit_req模塊會控制請求的處理。如果請求未被限制，它將正常響應。如果請求速率過高，請求可能會被延遲或被返回429 Too Many Requests狀態(tài)碼，表示請求過多。這可以幫助保護服務器免受過載攻擊。

• 請求被延遲：當請求速率接近或超過了配置的速率限制（rate參數(shù)），但未達到或超過瞬時突發(fā)請求數(shù)（burst參數(shù)）時，Nginx會將請求延遲處理。這意味著請求不會被立即響應，而是被推遲一段時間后再處理，以使請求速率不超過限制。
• 返回429狀態(tài)碼：當請求速率超過了瞬時突發(fā)請求數(shù)（burst參數(shù)），Nginx會返回HTTP狀態(tài)碼429 Too Many Requests。這表示客戶端發(fā)送的請求過多，服務器無法及時處理，建議客戶端減少請求速率。

通過配置limit_req和limit_req_zone，Nginx的限流模塊能夠有效控制請求速率，提高服務器的穩(wěn)定性和安全性。這對于應對突發(fā)請求或惡意攻擊非常有用。

rate 參數(shù)和burst參數(shù)含義

• rate參數(shù)：rate參數(shù)定義了每秒允許的請求速率。如果請求速率高于這個值，請求可能會被延遲或返回429狀態(tài)碼。
• burst參數(shù)：burst參數(shù)定義了允許的瞬時突發(fā)請求數(shù)。如果客戶端發(fā)送的請求在瞬間突然增加，只有前面的請求達到burst數(shù)量會被立即處理，其余的請求會被延遲或返回429狀態(tài)碼。

這里要區(qū)分兩個時間概念： 每秒和瞬時，假如每秒可以處理5個請求，是時間均勻的，但是如果在1秒內的某個瞬間同時來了5個請求，

限制并發(fā)連接數(shù)

在上面的示例中 $binary_remote_addr 只能是配置為單個ip地址的請求速率，但是我們在實際應用場景中一般是不針對單個ip進行限流的。我們一般只是為URL（接口）提供一個總的限流。那么應該如何配置呢？

我們使用‘limit_conn_zone’來實現(xiàn)，以下是代碼示例：

http {
    limit_conn_zone $server_name zone=global:10m;
    
    server {
        location /api/ {
            limit_conn global 10;
            # ...
        }

        # ...
    }
}

在這個示例中，我們使用‘limit_conn_zone’來定義了一個全局的限流存儲區(qū)，但不再使用‘$binary_remote_addr’ 參數(shù)。然后，在‘limit_conn’指令中，我們引用了名為‘global’的限流存儲區(qū)，以設置全局的并發(fā)連接數(shù)限制。

這種配置方式將不會對不同的客戶端IP地址進行區(qū)分，而是全局控制服務器上的并發(fā)連接數(shù)。

限制并發(fā)連接數(shù)&請求速率控制

從上面的兩個示例中我們可以看出來，其實‘limit_conn_zone’和‘limit_req_zone’是兩個不同的限流措施。

limit_conn_zone：是ngx_http_limit_conn_module模塊的配置指令，用于控制并發(fā)連接數(shù)的限制。它創(chuàng)建一個共享內存區(qū)域，用于跟蹤客戶端連接數(shù)，并設置連接數(shù)的限制。這個指令通常用于全局或特定位置來控制并發(fā)連接數(shù)。

limit_req_zone：是ngx_http_limit_req_module模塊的配置指令，用于配置請求速率的限制，而不是并發(fā)連接數(shù)。

因此，這兩個是沒有關系的，它們用于不同的控制策略。你可以同時使用這兩個模塊，根據需求配置并發(fā)連接數(shù)限制和請求速率限制，以實現(xiàn)全面的流量控制。如果只需要限制并發(fā)連接數(shù)，你只需要配置 limit_conn_zone 和 limit_conn。如果需要同時限制請求速率，可以使用 limit_req_zone 和 limit_req。

限制并發(fā)連接數(shù)和請求速率的含義

限制并發(fā)連接數(shù)（limit_conn）：

• 含義： 限制并發(fā)連接數(shù)是指限制允許同時建立連接到服務器的客戶端數(shù)量。它控制的是同時建立連接的數(shù)量，而不考慮每個連接的請求頻率。
• 應用場景： 這種策略通常用于保護服務器免受來自某些客戶端的濫用或過多的連接請求，防止服務器過載。
• 例子： 如果設置并發(fā)連接數(shù)限制為10，意味著每時刻最多只能有10個客戶端同時與服務器建立連接，無論這些連接是否同時發(fā)起請求。

控制請求速率（limit_req）：

• 含義： 控制請求速率是指限制客戶端對服務器發(fā)起請求的頻率。它控制的是請求的頻率，而不關心同時建立多少連接。
• 應用場景： 這種策略用于控制每個客戶端或每個 IP 地址對服務器的請求頻率，以防止過多的請求或濫用服務器資源。
• 例子： 如果設置請求速率限制為每秒5個請求，意味著每個客戶端或 IP 地址每秒最多只能發(fā)起5個請求，但他們可以建立多個連接。

總之，限制并發(fā)連接數(shù)關注的是連接的數(shù)量，而控制請求速率關注的是請求的頻率。這兩種策略可以根據具體需求和應用場景來選擇使用，以維護服務器的穩(wěn)定性和可用性。

limit_req_zone 配置中的屬性值詳解

• key：定義存儲區(qū)的鍵，通常用于區(qū)分不同的限流存儲區(qū)。這個屬性是必填的。
• zone：定義存儲區(qū)的名稱，用于引用該存儲區(qū)的限流規(guī)則。這個屬性是必填的。
• size：指定存儲區(qū)的大小。它定義了存儲區(qū)可以包含的鍵的數(shù)量。這個屬性是必填的。大小可以使用以下單位表示：m（兆字節(jié)）和 g（千兆字節(jié)），例如 10m 表示10兆字節(jié)。
• rate：定義請求速率限制，表示每秒允許的請求數(shù)。這個屬性是可選的。如果不定義 rate，則不會對請求速率進行限制，存儲區(qū)僅用于跟蹤請求。
• nodelay：可選參數(shù)，如果設置為 nodelay，則在存儲區(qū)用于限制速率時不會有延遲。這個屬性是可選的。
• status：可選參數(shù)，用于設置存儲區(qū)的狀態(tài)，可以是 on 或 off。如果設置為 off，則存儲區(qū)將被禁用，不會生效。這個屬性是可選的。

nodelay 參數(shù)詳解

nodelay 參數(shù)通常用于 limit_req 和 limit_conn 指令，以影響限流策略。nodelay 可以設置為以下兩個值之一：

• nodelay：如果將 nodelay 設置為 nodelay，表示在達到請求速率限制或并發(fā)連接數(shù)限制時，請求不會被延遲，而是會立即返回 503 (Service Unavailable) 狀態(tài)碼或執(zhí)行相應的處理。這意味著請求將不會排隊等待，而會立即被處理或拒絕。
• delay：如果不設置 nodelay 或將其設置為 delay，則請求會被延遲，直到請求速率或并發(fā)連接數(shù)低于限制為止。這允許請求排隊等待，以便在限制條件下逐漸釋放請求，而不會立即返回 503。這樣可以平滑處理請求，而不會對客戶端造成過大的負擔。

在流量突增的情況下使用delay有哪些優(yōu)點

在突發(fā)請求量增加的情況下，如果不使用延遲（即立即返回 503），會導致以下問題：

• 請求丟失： 立即返回 503 會導致請求被拒絕，從客戶端的角度看，它們的請求可能會被直接丟棄，客戶端無法得到響應。
• 客戶端重新請求： 由于請求被拒絕，客戶端可能會嘗試重新發(fā)送相同的請求，導致更多的請求壓力。
• 服務質量下降： 突發(fā)的大量請求可能會導致服務器過載，影響正常請求的響應時間和服務質量。

當將 nodelay 設置為 delay 時，請求不會立即返回 503，而是被排隊等待。這樣可以實現(xiàn)以下好處：

• 請求排隊： 當請求超過限制時，它們會排隊等待處理，而不是被拒絕。這有助于平滑處理突發(fā)流量。
• 限制突發(fā)流量： 請求排隊可以防止突發(fā)請求量對服務器造成過大的沖擊，允許服務器逐漸釋放請求，以維持較穩(wěn)定的負載。
• 減少請求丟失： 由于請求不會立即丟失，客戶端不太可能重新發(fā)送相同的請求。
• 更好的用戶體驗： 客戶端不會立即遇到拒絕，這有助于提供更好的用戶體驗，即使在限制條件下。

總之，使用 delay 選項可以更好地處理突發(fā)請求，并避免對客戶端造成過大的負擔，從而提高系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。但需要根據具體需求來選擇使用 nodelay 還是 delay。

limit_req_zone中的key都有哪些

（上面示例的key為**$binary_remote_addr**）

• $binary_remote_addr: 可以根據IP地址限制請求速率。
• $server_name：可以根據服務器名限制請求速率。
• $host：這是客戶端請求的主機名，也用于根據不同的主機名進行限流。
• $uri：可以根據URI（請求的路徑）限制請求速率。
• $http_user_agent：可以根據用戶代理限制請求速率，以區(qū)分不同的瀏覽器或客戶端。
• 自定義變量：你還可以定義和使用自定義變量來靈活控制請求速率。

limit_conn_zone中的key都有哪些

• $binary_remote_addr：客戶端的二進制形式的 IP 地址。
• $remote_addr：客戶端的 IP 地址（通常以字符串形式）。
• $http_header_name：HTTP 請求中的任何標頭的名稱。例如，$http_user_agent 表示用戶代理標頭。
• $http_name：HTTP 請求中的任何標頭的值。例如，$http_referer 表示引用標頭的值。
• $server_name：Nginx 服務器名。
• $host：HTTP 請求中的主機標頭值。
• $arg_name：HTTP 請求中的查詢參數(shù)的名稱。例如，$arg_id 表示查詢參數(shù) "id" 的值。
• $cookie_name：HTTP 請求中的 cookie 的名稱。例如，$cookie_session 表示名為 "session" 的 cookie 的值。
• $remote_user：HTTP 基本身份認證的用戶名。
• $request_method：HTTP 請求方法（如 GET、POST 等）。
• $uri：HTTP 請求的 URI。
• $request_uri：完整的 HTTP 請求 URI，包括查詢參數(shù)。
• $request_filename：Nginx 請求的文件名（絕對路徑）。

Nginx的限流模塊底層是如何實現(xiàn)的

ngx_http_limit_req_module 模塊是 Nginx 的 HTTP 請求限流模塊，底層是通過 Nginx 的事件驅動架構實現(xiàn)的。模塊使用了令牌桶算法來控制客戶端的請求速率。

ngx_http_limit_req_module 模塊的底層實現(xiàn)依賴于 Nginx 的事件驅動架構，包括事件循環(huán)、定時器機制以及連接池等。這確保了請求速率得到有效的限制和控制，而不會阻塞其他請求的處理。

配置示例

場景： your_api_endpoint接口支持的QPS為800，并且TP99在可以接受的范圍之內，使用Nginx實現(xiàn)接口限流，并發(fā)控制和請求速率共用。

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=concurrent:10m;
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=req_limit:10m rate=5r/s;

    server {
        listen 80;
        server_name your_server_name;

        location /your_api_endpoint {
            limit_conn concurrent 10;  # 限制每個IP的并發(fā)連接數(shù)
            limit_req zone=req_limit burst=10 nodelay;  # 限制請求速率

            # 設置整體IP地址數(shù)量的限制
            limit_conn conn_limit 100;

            # 允許的請求處理邏輯
            proxy_pass http://backend_server;
        }
    }

    # 其他服務器塊和配置...
}

Nginx 限流可能會出現(xiàn)的問題

• 突發(fā)請求處理：默認情況下，limit_req模塊會設置一個允許的突發(fā)請求量（burst），當超過這個量時，請求會被限制。你需要根據應用程序的需求來合理設置突發(fā)請求量。如果設置得太低，可能會影響應用的性能；如果設置得太高，可能無法有效限制請求速率。
• 客戶端IP地址共享：limit_req模塊以客戶端IP地址為基礎進行限流。如果多個客戶端共享相同的公共IP地址（例如，位于同一家公司或使用代理服務器），那么限流規(guī)則將適用于整個IP地址范圍，而不是個別客戶端。這可能導致一些合法請求受到不必要的限制。
• 配置調整：配置限流規(guī)則需要謹慎，如果設置不當，可能會導致應用程序不可用或無法響應真實流量。因此，需要根據應用的實際情況和預期的負載來進行適當?shù)恼{整。
• DDoS 攻擊：雖然limit_req模塊可以幫助減輕惡意請求的影響，但仍然需要注意可能的分布式拒絕服務（DDoS）攻擊。針對大規(guī)模惡意請求的攻擊需要其他防御措施，如CDN、防火墻等。
• 日志記錄：當請求被限制時，Nginx可能會記錄相關的錯誤消息，這可能會導致日志文件變得龐大。需要謹慎處理和維護日志，以防止磁盤空間耗盡。
• Nginx 版本兼容性：不同版本的Nginx可能會有不同的模塊行為和配置選項。確保你的Nginx版本支持ngx_http_limit_req_module模塊，并仔細查看相應版本的文檔。

總之，使用ngx_http_limit_req_module模塊是一種有力的控制請求速率的方法，但需要仔細配置和監(jiān)控，以確保它滿足應用程序的需求，并保護服務器免受惡意請求的影響。在實施時，需要綜合考慮應用的性能和安全需求。

按照上面的兩種方式限制，都不能按照接口實現(xiàn)整體的QPS限流，如果想要單純的實現(xiàn)接口QPS限流，可以使用Lua腳本來實現(xiàn)

使用Lua腳本來實現(xiàn)接口整體QPS限流

要在 Nginx 中實現(xiàn)整體接口的 QPS 限制為 800，您可以使用 Nginx 的 ngx_http_limit_req_module 模塊結合 Lua 腳本來實現(xiàn)。以下是一個示例配置：

首先，確保您已經啟用了 ngx_http_limit_req_module 模塊，可以在 Nginx 配置中使用 load_module 來加載它。

load_module modules/ngx_http_limit_req_module.so;

然后，創(chuàng)建一個 Lua 腳本，以便在 Nginx 配置中使用它來實現(xiàn)整體 QPS 限制。以下是一個示例的 Lua 腳本 (qps_limit.lua)，該腳本定義了限制策略：

-- qps_limit.lua

-- 共享內存區(qū)域，用于存儲請求速率限制狀態(tài)
local shared = ngx.shared.qps_limit

-- 請求速率限制配置
local limit = 800  -- 整體的 QPS 限制
local burst = 0  -- 突發(fā)請求允許的數(shù)量

-- 獲取當前時間戳
local now = ngx.now()

-- 獲取當前請求的客戶端IP地址
local client_ip = ngx.var.remote_addr

-- 獲取客戶端IP地址的請求計數(shù)，如果不存在則初始化為0
local client_count = shared:get(client_ip) or 0

-- 計算請求速率
local rate = client_count / (now - shared:get("last_time"))

-- 如果請求速率超過限制，返回請求拒絕
if rate > limit then
    ngx.status = 503
    ngx.say("Request limit exceeded")
    ngx.exit(ngx.HTTP_SERVICE_UNAVAILABLE)
else
    -- 增加客戶端IP地址的請求計數(shù)
    shared:incr(client_ip, 1)

    -- 更新最后的計數(shù)時間
    shared:set("last_time", now)
end

接下來，將 Lua 腳本包含到 Nginx 配置中，并在配置中定義一個 access_by_lua 塊來調用腳本，實現(xiàn)整體 QPS 限制。以下是示例配置：

http {
    lua_shared_dict qps_limit 10m;  # 共享內存區(qū)域

    server {
        listen 80;
        server_name your_server_name;

        location /your_api_endpoint {
            access_by_lua_file /path/to/qps_limit.lua;  # 調用 Lua 腳本

            # 允許的請求處理邏輯
            proxy_pass http://backend_server;
        }
    }

    # 其他服務器塊和配置...
}

在這個配置中，我們使用 lua_shared_dict 定義了一個共享內存區(qū)域，用于存儲請求速率限制的狀態(tài)信息。然后，在 /your_api_endpoint 的位置塊中，我們使用 access_by_lua_file 調用 Lua 腳本，該腳本實現(xiàn)了整體 QPS 限制策略。如果請求速率超過限制，將返回 503 響應，否則會繼續(xù)處理請求。

使用Lua實現(xiàn)接口限流存在的問題

• 性能開銷： 使用 Lua 腳本會增加 Nginx 的處理負擔，特別是在高流量環(huán)境下。對于高 QPS 的應用，性能開銷可能會顯著。
• 復雜性： Lua 腳本的編寫和維護需要一定的專業(yè)知識，對于不熟悉 Lua 的管理員來說可能會復雜一些。
• 難以擴展： 如果未來需要實現(xiàn)更復雜的限流策略或與其他組件進行集成，Lua 腳本可能不夠靈活。
• 不支持動態(tài)配置： 使用 Lua 腳本的限流策略通常需要硬編碼在配置文件中，不夠靈活，無法根據動態(tài)需求進行調整。

但是我們的應用場景，使用Lua就可以滿足，所以就沒有選擇其他的方案。

更好的解決方案

• 內置模塊： Nginx 提供了一些內置模塊，如 ngx_http_limit_req_module 和 ngx_http_limit_conn_module，可以用來實現(xiàn)請求速率和并發(fā)連接的限制。這些模塊是高性能的，無需使用 Lua 腳本。
• OpenResty： 如果您需要更高級的限流策略，可以考慮使用 OpenResty，它是一個基于 Nginx 的擴展，支持 Lua 編程，并提供了豐富的功能和性能。
• Nginx Plus： 如果您使用的是 Nginx Plus，它提供了高級的限流功能，包括 Dynamic Modules 和 Key-Value Store 模塊，可用于更復雜的限流策略。
• CDN 和負載均衡器： 在一些場景下，CDN（內容分發(fā)網絡）和負載均衡器可以用來分散流量和實施一定程度的限流。

我們還使用了內置模塊來實現(xiàn)對文件下載接口的限流。

以上就是Nginx實現(xiàn)接口限流的方法匯總的詳細內容，更多關于Nginx接口限流的資料請關注腳本之家其它相關文章！

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