Nginx通過geo模式實現限速白名單和全局負載均衡 - 運維筆記

 

Nginx的geo模塊不僅可以有限速白名單的作用，還可以做全局負載均衡，可以要根據客戶端ip訪問到不同的server。比如，可以將電信的用戶訪問定向到電信服務器，網通的用戶重 定向到網通服務器”，從而實現智能DNS的作用。前面介紹過nginx域名訪問的白名單配置梳理，下面對nginx的geo模塊使用做一梳理（參考Geo模塊-Nginx中文文檔）

geo指令是通過ngx_http_geo_module模塊提供的。默認情況下，nginx安裝時是會自動加載這個模塊，除非安裝時人為的手動添加--without-http_geo_module。

ngx_http_geo_module模塊可以用來創建變量，其值依賴於客戶端IP地址。

geo指令
語法: geo [$address] $variable { ... }
默認值: —
配置段: http
定義從指定的變量獲取客戶端的IP地址。默認情況下，nginx從$remote_addr變量取得客戶端IP地址，但也可以從其他變量獲得。

例如：
geo $remote_addr $geo {
default 0;
127.0.0.1 1;
}
geo $arg_ttlsa_com $geo {
default 0;
127.0.0.1 1;
}

如果該變量的值不能代表一個合法的IP地址，那么nginx將使用地址"255.255.255.255"。
nginx通過CIDR或者地址段來描述地址，支持下面幾個參數：
1）delete：刪除指定的網絡
2）default：如果客戶端地址不能匹配任意一個定義的地址，nginx將使用此值。 如果使用CIDR，可以用"0.0.0.0/0"代替default。
3）include： 包含一個定義地址和值的文件，可以包含多個。
4）proxy：定義可信地址。 如果請求來自可信地址，nginx將使用其“X-Forwarded-For”頭來獲得地址。 相對於普通地址，可信地址是順序檢測的。
5）proxy_recursive：開啟遞歸查找地址。 如果關閉遞歸查找，在客戶端地址與某個可信地址匹配時，nginx將使用"X-Forwarded-For"中的最后一個地址來代替原始客戶端地址。如果開啟遞歸查找，在客戶端地址與某個可信地址匹配時，nginx將使用"X-Forwarded-For"中最后一個與所有可信地址都不匹配的地址來代替原始客戶端地址。
6）ranges：使用以地址段的形式定義地址，這個參數必須放在首位。為了加速裝載地址庫，地址應按升序定義。

geo $country {
default ZZ;
include conf/geo.conf;
delete 127.0.0.0/16;
proxy 192.168.100.0/24;
proxy 2001:0db8::/32;

127.0.0.0/24 US;
127.0.0.1/32 RU;
10.1.0.0/16 RU;
192.168.1.0/24 UK;
}

# vim conf/geo.conf  //編輯conf/geo.cong文件
10.2.0.0/16 RU;
192.168.2.0/24 RU;

地址段例子：
geo $country {
ranges;
default ZZ;
127.0.0.0-127.0.0.0 US;
127.0.0.1-127.0.0.1 RU;
127.0.0.1-127.0.0.255 US;
10.1.0.0-10.1.255.255 RU;
192.168.1.0-192.168.1.255 UK;
}

geo指令主要是根據IP來對變量進行賦值的。因此geo塊下只能定義IP或網絡段，否則會報錯。

====================nginx利用geo模塊做限速白名單操作======================

nginx的限速白名單需要結合geo和map指令來實現，map指令使用ngx_http_map_module模塊提供的。默認情況下，nginx安裝時是會自動加載這個模塊，除非安裝時人為手動添加--without-http_map_module。
ngx_http_map_module模塊可以創建變量，這些變量的值與另外的變量值相關聯。允許分類或者同時映射多個值到多個不同值並儲存到一個變量中，map指令用來創建變量，但是僅在變量被接受的時候執行視
圖映射操作，對於處理沒有引用變量的請求時，這個模塊並沒有性能上的缺失。

配置如下：
http {
 geo $whiteiplist  {
 default 1;
 127.0.0.1 0;
 192.0.0.0/8 0;
 103.20.102.0/24 0;
 }
  
 map $whiteiplist  $limit {
 1 $binary_remote_addr;
 0 "";
 }
  
 limit_conn_zone $limit zone=limit:10m;
  
 server {
        listen       80;
        server_name  test.huanqiu.com;
  
        location ^~ /download/ {
                limit_conn limit 4;
                limit_rate 200k;
                alias /data/www.huanqiu.com/data/download/;
        }
 }
}


------------------------如下是一個nginx中geo限速白名單的配置實例--------------------------
[root@localhost ~]# cat /usr/local/nginx/conf/vhosts/wangshibo.conf
geo $whiteiplist  {
 default 1;
 127.0.0.1 0;
 192.168.0.0/16 0;
 58.68.230.0/24 0;
 }
  
 map $whiteiplist  $limit {
 1 $binary_remote_addr;
 0 "";
 }
  
 limit_conn_zone $limit zone=limit:10m;

 server {
    listen 80;
    server_name dev.wangshibo.com wangshibo.com *.wangshibo.com;
   
    access_log  /usr/local/nginx/logs/8080-access.log main;
    error_log  /usr/local/nginx/logs/8080-error.log;
     
  
    location ~ / {
    root /var/www/html/8080;         
    index index.html index.php index.htm;
    }

    location ^~ /download/ {
          limit_conn limit 4;        //最大的並發連接數
          limit_rate 200k;           //每個連接的帶寬
          alias /data/wangshibo/download/;
        }
  }


配置要點解釋：
1）geo指令定義一個白名單$whiteiplist, 默認值為1, 所有都受限制。 如果客戶端IP與白名單列出的IP相匹配，則$whiteiplist值為0也就是不受限制。
2）map指令是將$whiteiplist值為1的，也就是受限制的IP，映射為客戶端IP。將$whiteiplist值為0的，也就是白名單IP，映射為空的字符串。
3）limit_conn_zone和limit_req_zone指令對於鍵為空值的將會被忽略，從而實現對於列出來的IP不做限制。

測試方法
[root@localhost vhosts]# ab -c 100 -n 300  http://dev.wangshibo.com/download/docs/pdf/kevingarce.pdf

==============Nginx利用geo模塊做負載均衡的操作記錄===============

本次測試的機器ip信息如下：

server1: 113.110.86.28
server2: 113.110.86.25
server3: 188.84.155.239

客戶端1：113.110.86.23
客戶端2：113.110.86.51
客戶端3：113.110.86.19

三台server機器上都部署了nginx環境，為了測試效果，特意配置了server1和server2的9090端口的首頁，如下：
[root@localhost ~]# curl http://113.110.86.28:9090
this is server1:113.110.86.28

[root@localhost ~]# curl http://113.110.86.25:9090
this is server2:113.110.86.25

配置server3，在server3上實現利用geo模塊做負載均衡的目的,server3的nginx配置如下：
[root@localhost vhosts]# cat test.conf
geo $geo {
    default default;
    113.110.86.19/32   uk;
    113.110.86.51/32   us;
    }

＃這里我是單網測試，所以掩碼是32位；如果是vlan，可以是24位掩碼，比如:
# 113.110.86.0/24   tw;

    upstream  uk.server {
      server 113.110.86.28:9090;
    } 

    upstream  us.server {
      server 113.110.86.25:9090;
    }

    upstream  default.server {
      server 188.84.155.239:9090;
    }

    server {
      listen    80;
      server_name 188.84.155.239;
      index index.html index.htm;
      root /var/www/html/80;
   
      location / {
      proxy_redirect off;
      proxy_set_header Host $host;
      proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
      proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
      proxy_pass http://$geo.server$request_uri;
      }
    } 
  
    server {
      listen    9090;
      server_name 188.84.155.239;

      location / {
      root  /var/www/html/9090;
      index index.html index.htm;
      }
    }


訪問server3的9090端口
[root@localhost vhosts]# curl http://188.84.155.239:9090
this is server3:188.84.155.239

------------------------接下來就開始測試-------------------------
1）在客戶端1上訪問http://188.84.155.239，如下：
[root@localhost ~]# curl http://188.84.155.239
this is server3:188.84.155.239

因為客戶端1的IP地址為113.110.86.23，按照上面server3中nginx的配置，它訪問的很明顯是server3的9090端口！

2）在客戶端2上訪問http://188.84.155.239，如下：
[root@localhost ~]# curl http://188.84.155.239
this is server2:113.110.86.25

按照server3的nginx配置，客戶端2訪問server3的80端口就會被負載到server2的9090端口上！

3）在客戶端3上訪問http://188.84.155.239，如下：
[root@jenkins-server ~]# curl http://188.84.155.239
this is server1:113.110.86.28

按照server3的nginx配置，客戶端3訪問server3的80端口就會被負載到server1的9090端口上！

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通過上面的測試，很明顯能看到geo模塊起到了負載均衡的作用。這樣就可以把三台服務器分別放到不同的IDC機房。然后在數據同步就可以了。
這樣做的好處就是省去了在DNS上做手腳，因為智能DNS有時候按照來訪IP解析的時候會解析對方的DNS地址，把它匹配到一台服務器，如果對方是
網通用戶，它用的電信DNS，會直接把它匹配到電信的服務器。而nginx的geo模塊就是根據來訪問IP來匹配服務器的，這樣只要我們把各地區的IP段收集起來就可以了~~