接入层限流之ngx_http_limit_conn_module

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ngx_http_limit_conn_module是Nginx提供的连接数限流模块，是对某个KEY对应的总的网络连接数进行限流。可以按照IP来限制IP维度的总连接数，或者按照服务域名来限制某个域名的总连接数。但不是每一个请求连接都会被计数器统计，只有那些被Nginx处理的且已经读取了整个请求头的请求连接才会被计数器统计。

配置示例：

http {
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m; 
    limit_conn_log_level error; 
    limit_conn_status 503;
    ...
    server {
    ...
    location /limit {
        limit_conn addr 1;
    }

• limit_conn：要配置存放KEY和计数器的共享内存区域和指定KEY的最大连接数；此处指定的最大连接数是1，表示Nginx最多同时并发处理1个连接；
• limit_conn_zone：用来配置限流KEY、及存放KEY对应信息的共享内存区域大小；此处的KEY是$binary_remote_addr，其表示IP地址，也可以使用如$server_name作为KEY来限制域名级别的最大连接数； 语法是limit_conn_zone $variable zone=name:size; $variable定义键，zone=name定义区域名称，size定义各个键共享内存空间大小。 $remote_addr变量的长度为7字节到15字节，而存储状态在32位平台中占用32字节或64字节，在64位平台中占用64字节。 $binary_remote_addr变量的长度是固定的4字节，存储状态在32位平台中占用32字节或64字节，在64位平台中占用64字节。 1M共享空间可以保存3.2万个32位的状态，1.6万个64位的状态。 如果共享内存空间被耗尽，服务器将会对后续所有的请求返回 503 (Service Temporarily Unavailable) 错误。
• limit_conn_status：配置被限流后返回的状态码，默认返回503；
• limit_conn_log_level：配置记录被限流后的日志级别，默认error级别。 具体可以参考官方文档说明ngx_http_limit_conn_module

limit_conn的主要执行过程如下：

1. 请求进入后首先判断当前limit_conn_zone中相应KEY的连接数是否超出了配置的最大连接数；
2. 如果超过了配置的最大值，则被限流，返回limit_conn_status定义的错误状态码；否则相应KEY的连接数加1，并注册请求处理完成的回调函数；
3. 进行请求处理；
4. 在结束请求阶段会调用注册的回调函数对相应KEY的连接数减1。

limt_conn可以限流某个KEY的总并发/请求数，KEY可以根据需要变化。

按照IP限制并发连接数

nginx配置

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m; 
limit_conn_log_level info; 
limit_conn_status 503;

server {
    listen       8000;
    server_name  localhost;

    location /limit {
       limit_conn perip 2;
     #  add_header Content-Type "text/plain;charset=utf-8";
     #  return 200 "Your IP:$remote_addr";
       proxy_pass http://127.0.0.1:8081; 
    }

}

允许每个IP最大并发连接数为2。

使用AB测试工具进行测试，并发数为5个，总的请求数为30个：

ab -n 30 -c 5 http://127.0.0.1:8000/limit/test

查看nginx access.log：

image.png

按照域名限制并发连接数

nginx配置

limit_conn_zone $server_name  zone=perserver:10m; 
limit_conn_log_level info; 
limit_conn_status 503;

server {
    listen       8000;
    server_name  localhost;

    location /limit {
       limit_conn perserver 3; 
       proxy_pass http://127.0.0.1:8081; 
    }

}

access.log：

image.png

当多个 limit_conn 指令被配置时，所有的连接数限制都会生效。比如，下面配置不仅会限制单一IP来源的连接数，同时也会限制单一服务器的总连接数：

limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=perip:10m; 
limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m; 
limit_conn_log_level info; 
limit_conn_status 503;

server {
    listen       8000;
    server_name  localhost;

    location /limit {
       limit_conn perip 2;
       limit_conn perserver 3;
       proxy_pass http://127.0.0.1:8081; 
    }

}ss

ngx_http_limit_conn_module 模块虽说可以解决当前面临的并发问题，但是会引入另外一些问题的。前端如果有做LVS或反代，而后端启用了该模块功能，那就会有很多的503错误，这样的话，可以在前端启用该模块，要么就是设置白名单。

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