系統設計時一般會預估負載，當系統暴露在公網中時，惡意攻擊或正常突發流量等都可能導致系統被壓垮，而限流就是保護措施之一。限流即控制流量，本文將記錄 Nginx 的二種限流設置。
生活中的 “限流”？
限流并非新鮮事，在生活中亦無處不在，下面例舉一二：
博物館：限制每天參觀總人數以保護文物
高鐵安檢：有若干安檢口，旅客依次排隊，工作人員根據安檢快慢決定是否放人進去。遇到節假日，可以增加安檢口來提高處理能力(橫向拓展)，同時增加排隊等待區長度(緩存待處理任務)。
辦理銀行業務：所有人先領號，各窗口叫號處理。每個窗口處理速度根據客戶具體業務而定，所有人排隊等待叫號即可。若快下班時，告知客戶明日再來(拒絕流量)。
水壩泄洪：水壩可以通過閘門控制泄洪速度(控制處理速度)。
以上"限流"例子，可以讓服務提供者穩定的服務客戶。
Nginx 限流
Nginx 提供兩種限流方式，一是控制速率，二是控制并發連接數。
控制速率
正常限流
ngx_http_limit_req_module 模塊提供限制請求處理速率能力，使用了漏桶算法(leaky bucket)。下面例子使用 nginx limit_req_zone 和 limit_req 兩個指令，限制單個IP的請求處理速率。
在 nginx.conf http 中添加限流配置：
格式：limit_req_zone key zone rate
http {
limit_req_zone $binary_remote_addr zone=myRateLimit:10m rate=10r/s;
}
配置 server，使用 limit_req 指令應用限流。
server {
location / {
limit_req zone=myRateLimit;
proxy_pass http://my_upstream;
}
}
key ：定義限流對象，binary_remote_addr 是一種key，表示基于 remote_addr(客戶端IP) 來做限流，binary_ 的目的是壓縮內存占用量。
zone：定義共享內存區來存儲訪問信息， myRateLimit:10m 表示一個大小為10M，名字為myRateLimit的內存區域。1M能存儲16000 IP地址的訪問信息，10M可以存儲16W IP地址訪問信息。
rate 用于設置最大訪問速率，rate=10r/s 表示每秒最多處理10個請求。Nginx 實際上以毫秒為粒度來跟蹤請求信息，因此 10r/s 實際上是限制：每100毫秒處理一個請求。這意味著，自上一個請求處理完后，若后續100毫秒內又有請求到達，將拒絕處理該請求。
處理突發流量
上面例子限制 10r/s，如果有時正常流量突然增大，超出的請求將被拒絕，無法處理突發流量，可以結合 burst 參數使用來解決該問題。
server {
location / {
limit_req zone=myRateLimit burst=20;
proxy_pass http://my_upstream;
}
}
burst 譯為突發、爆發，表示在超過設定的處理速率后能額外處理的請求數。當 rate=10r/s 時，將1s拆成10份，即每100ms可處理1個請求。
此處，**burst=20 **，若同時有21個請求到達，Nginx 會處理第一個請求，剩余20個請求將放入隊列，然后每隔100ms從隊列中獲取一個請求進行處理。若請求數大于21，將拒絕處理多余的請求，直接返回503.
不過，單獨使用 burst 參數并不實用。假設 burst=50 ，rate依然為10r/s，排隊中的50個請求雖然每100ms會處理一個，但第50個請求卻需要等待 50 * 100ms即 5s，這么長的處理時間自然難以接受。
因此，burst 往往結合 nodelay 一起使用。
server {
location / {
limit_req zone=myRateLimit burst=20 nodelay;
proxy_pass http://my_upstream;
}
}
nodelay 針對的是 burst 參數，burst=20 nodelay 表示這20個請求立馬處理，不能延遲，相當于特事特辦。不過，即使這20個突發請求立馬處理結束，后續來了請求也不會立馬處理。burst=20 相當于緩存隊列中占了20個坑，即使請求被處理了，這20個位置這只能按 100ms一個來釋放。
這就達到了速率穩定，但突然流量也能正常處理的效果。
限制連接數
ngx_http_limit_conn_module 提供了限制連接數的能力，利用 limit_conn_zone 和 limit_conn 兩個指令即可。下面是 Nginx 官方例子：
limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m;
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;
server {
...
limit_conn perip 10;
limit_conn perserver 100;
}
limit_conn perip 10 作用的key 是 $binary_remote_addr，表示限制單個IP同時最多能持有10個連接。
limit_conn perserver 100 作用的key是 $server_name，表示虛擬主機(server) 同時能處理并發連接的總數。
需要注意的是：只有當 request header 被后端server處理后，這個連接才進行計數。
設置白名單
限流主要針對外部訪問，內網訪問相對安全，可以不做限流，通過設置白名單即可。利用 Nginx ngx_http_geo_module 和 ngx_http_map_module 兩個工具模塊即可搞定。
在 nginx.conf 的 http 部分中配置白名單：
geo $limit {
default 1;
10.0.0.0/8 0;
192.168.0.0/24 0;
172.20.0.35 0;
}
map $limit $limit_key {
0 "";
1 $binary_remote_addr;
}
limit_req_zone $limit_key zone=myRateLimit:10m rate=10r/s;
geo 對于白名單(子網或IP都可以) 將返回0，其他IP將返回1。
map 將 limit **轉換為** limit_key，如果是 $limit 是0(白名單)，則返回空字符串；如果是1，則返回客戶端實際IP。
limit_req_zone 限流的key不再使用 
而是 **limit_key 來動態獲取值。如果是白名單，limit_req_zone 的限流key則為空字符串，將不會限流；若不是白名單，將會對客戶端真實IP進行限流。
拓展閱讀
除限流外，ngx_http_core_module 還提供了限制數據傳輸速度的能力(即常說的下載速度)。
例如：
location /flv/ {
flv;
limit_rate_after 20m;
limit_rate 100k;
}
這個限制是針對每個請求的，表示客戶端下載前20M時不限速，后續限制100kb/s。
以上這篇淺談Nginx 中的兩種限流方式就是小編分享給大家的全部內容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。
