在閱讀該指南之前，假定你已經了解 MQTT 與 EMQ X MQTT 服務器 的簡單知識。
EMQ X Broker 從 V3 版本開始支持速率限制功能，包括了對 PUBLISH 報文接收速率 與 TCP 數據包接收速率 的限制，本文將詳細介紹該功能的配置與使用。
配置項
MQTT PUBLISH 報文接收速率
該配置位於 emqx.conf：
zone.external.publish_limit = 10,1m
配置格式為：<Number>,<Duration>，表示在 <Duration> 時間段內，最多允許接收 <Number> 數量的 PUBLISH 報文。
TCP 數據包接收速率
該配置位於 emqx.conf：
listener.tcp.external.rate_limit = 1024,4096
配置格式為：<Rate>,<Burst>，它表示允許的數據包接收的平均速率為 <Rate> 。但它允許的的最大峰值由 <Burst> 值決定。詳細的內容見下節： 速率限制算法令牌桶 — 算法
active_n
該配置位於 emqx.conf：
listener.tcp.external.active_n = 100
active_n 實際上表示的是：在底層的異步 I/O 中允許讀取的數據報條數，每當異步的讀操作到達該限制時，便暫時的切換為同步模式。每當切換為同步模式時，則會執行一次速率限制的檢查。因此，該值越大，系統的吞吐性能越好；該值越小，速率檢查越精准，流入的流量越平穩，系統的安全性更高。
速率限制算法 - 令牌桶
簡介
上述所提到 publish_limit 和 rate_limit 都使用 令牌桶算法 實現，其算法邏輯如下圖：
- 存在一個最多可容納
burst數量令牌 (Token) 的桶 (Bucket)。 - 我們將以每秒 N 個的速率向這個桶添加令牌，桶滿時則不再向桶添加令牌，這個速率我們記為
rate。 - 每當有請求抵達，則從桶中取出相應數量的令牌。如果桶為空則阻塞，直到足夠數量的令牌被放入。
作用
通過 令牌桶 算法，我們能夠：
- 在長時間運行的情況下，被限制的請求速率的平均值等於令牌添加的速率，即
rate。 - 允許一定程度的峰值流量。如果請求速度為
M，且大於rate，則令牌減少的速率為M - rate，那么一個滿的桶被取完令牌需要的時間為burst / (M - rate)，而在此期間接受的請求數量為burst / (M - rate) * M。
總之，可以簡單理解 rate 為平均請求速率，burst為瞬間最大請求速率。
EMQ X 速率限制實現
基於以上的 令牌桶 算法下，EMQ X 對速率限制的實現邏輯如下：
其含義為：
- socket 每接收 n 個 TCP 數據報文，便進行一次速率檢查，將收到的 n 個 TCP 數據報文的總長度記為 s。
- 令牌桶中的剩余令牌數大於等於 s，則更新對應令牌桶的令牌數量，並繼續激活 socket 執行 active_n。
- 令牌桶中的剩余令牌數 r 小於 s，則等待
(s - r) / rate秒再激活 socket。
速率限制配置示例
速率限制配置
listener.tcp.external.active_n = 100
listener.tcp.external.rate_limit = 1024,1024000
以上配置表示：
- 每收到 100 個 TCP 報文進行速率檢查。
- 平均速率限制為 1024 byte/s。
- 桶大小為 1000 KB，如果這 100 個 TCP 報文的總長度大於 1000KB，那么將會觸發速率限制。
因此，用戶需要根據實際報文大小來設置 <Burst>, EMQ X 推薦配置為 (max_packet_size * active_n) / 2，以避免頻繁發生阻塞。
listener.tcp.external.active_n = 100
zone.external.publish_limit = 10,1m
以上配置表示：
- 每收到 100 個 TCP 報文進行速率檢查。
- 1 分鍾內僅允許接收 10 個 PUBLISH 報文。
可以將 <Number>,<Duration> 轉換為 <Rate>,<Burst> 的形式，即 <Number> / <Duration>, <Numebr>。
其他配置
此外，除了這以上的 Rate Limit 限制外，在 etc/emqx.conf 配置中，還支持對 TCP、WebSocket 等連接進行以下限制：
listener.tcp.external.max_connections = 1024000
允許同時存在的最大連接數量，即最大同時在線客戶端數量。
listener.tcp.external.max_conn_rate = 1000
每秒允許的最大並發連接數。
版權聲明： 本文為 EMQ 原創，轉載請注明出處。