Nginx通过geo模式实现限速白名单和全局负载均衡 - 运维笔记

Nginx的geo模块不仅可以有限速白名单的作用，还可以做全局负载均衡，可以要根据客户端ip访问到不同的server。比如，可以将电信的用户访问定向到电信服务器，网通的用户重 定向到网通服务器”，从而实现智能DNS的作用。前面介绍过nginx域名访问的白名单配置梳理，下面对nginx的geo模块使用做一梳理（参考Geo模块-Nginx中文文档）

geo指令是通过ngx_http_geo_module模块提供的。默认情况下，nginx安装时是会自动加载这个模块，除非安装时人为的手动添加--without-http_geo_module。

ngx_http_geo_module模块可以用来创建变量，其值依赖于客户端IP地址。

geo指令
语法: geo [$address] $variable { ... }
默认值: —
配置段: http
定义从指定的变量获取客户端的IP地址。默认情况下，nginx从$remote_addr变量取得客户端IP地址，但也可以从其他变量获得。

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;
}

如果该变量的值不能代表一个合法的IP地址，那么nginx将使用地址"255.255.255.255"。
nginx通过CIDR或者地址段来描述地址，支持下面几个参数：
1）delete：删除指定的网络
2）default：如果客户端地址不能匹配任意一个定义的地址，nginx将使用此值。 如果使用CIDR，可以用"0.0.0.0/0"代替default。
3）include： 包含一个定义地址和值的文件，可以包含多个。
4）proxy：定义可信地址。 如果请求来自可信地址，nginx将使用其“X-Forwarded-For”头来获得地址。 相对于普通地址，可信地址是顺序检测的。
5）proxy_recursive：开启递归查找地址。 如果关闭递归查找，在客户端地址与某个可信地址匹配时，nginx将使用"X-Forwarded-For"中的最后一个地址来代替原始客户端地址。如果开启递归查找，在客户端地址与某个可信地址匹配时，nginx将使用"X-Forwarded-For"中最后一个与所有可信地址都不匹配的地址来代替原始客户端地址。
6）ranges：使用以地址段的形式定义地址，这个参数必须放在首位。为了加速装载地址库，地址应按升序定义。

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  //编辑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指令主要是根据IP来对变量进行赋值的。因此geo块下只能定义IP或网络段，否则会报错。

====================nginx利用geo模块做限速白名单操作======================

nginx的限速白名单需要结合geo和map指令来实现，map指令使用ngx_http_map_module模块提供的。默认情况下，nginx安装时是会自动加载这个模块，除非安装时人为手动添加--without-http_map_module。
ngx_http_map_module模块可以创建变量，这些变量的值与另外的变量值相关联。允许分类或者同时映射多个值到多个不同值并储存到一个变量中，map指令用来创建变量，但是仅在变量被接受的时候执行视
图映射操作，对于处理没有引用变量的请求时，这个模块并没有性能上的缺失。

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/;
        }
 }
}

------------------------如下是一个nginx中geo限速白名单的配置实例--------------------------
[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;        //最大的并发连接数
          limit_rate 200k;           //每个连接的带宽
          alias /data/wangshibo/download/;
        }
  }

配置要点解释：
1）geo指令定义一个白名单$whiteiplist, 默认值为1, 所有都受限制。 如果客户端IP与白名单列出的IP相匹配，则$whiteiplist值为0也就是不受限制。
2）map指令是将$whiteiplist值为1的，也就是受限制的IP，映射为客户端IP。将$whiteiplist值为0的，也就是白名单IP，映射为空的字符串。
3）limit_conn_zone和limit_req_zone指令对于键为空值的将会被忽略，从而实现对于列出来的IP不做限制。

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

==============Nginx利用geo模块做负载均衡的操作记录===============

本次测试的机器ip信息如下：

server1: 113.110.86.28
server2: 113.110.86.25
server3: 188.84.155.239

客户端1：113.110.86.23
客户端2：113.110.86.51
客户端3：113.110.86.19

三台server机器上都部署了nginx环境，为了测试效果，特意配置了server1和server2的9090端口的首页，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上实现利用geo模块做负载均衡的目的,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;
    }

＃这里我是单网测试，所以掩码是32位；如果是vlan，可以是24位掩码，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;
      }
    }

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

------------------------接下来就开始测试-------------------------
1）在客户端1上访问http://188.84.155.239，如下：
[root@localhost ~]# curl http://188.84.155.239
this is server3:188.84.155.239

因为客户端1的IP地址为113.110.86.23，按照上面server3中nginx的配置，它访问的很明显是server3的9090端口！

2）在客户端2上访问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，客户端2访问server3的80端口就会被负载到server2的9090端口上！

3）在客户端3上访问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，客户端3访问server3的80端口就会被负载到server1的9090端口上！

------------------------------------------------------------
通过上面的测试，很明显能看到geo模块起到了负载均衡的作用。这样就可以把三台服务器分别放到不同的IDC机房。然后在数据同步就可以了。
这样做的好处就是省去了在DNS上做手脚，因为智能DNS有时候按照来访IP解析的时候会解析对方的DNS地址，把它匹配到一台服务器，如果对方是
网通用户，它用的电信DNS，会直接把它匹配到电信的服务器。而nginx的geo模块就是根据来访问IP来匹配服务器的，这样只要我们把各地区的IP段收集起来就可以了~~