Nginx限流如何實現

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nginx限流是如何工作的

nginx限流使用漏桶算法（leaky bucket algorithm），該算法廣泛應用于通信和基于包交換計算機網絡中，用來處理當帶寬被限制時的突發情況。和一個從上面進水，從下面漏水的桶的原理很相似；如果進水的速率大于漏水的速率，這個桶就會發生溢出。

在請求處理過程中，水代表從客戶端來的請求，而桶代表了一個隊列，請求在該隊列中依據先進先出（fifo）算法等待被處理。漏的水代表請求離開緩沖區并被服務器處理，溢出代表了請求被丟棄并且永不被服務。

一、限制訪問頻率（正常流量）

nginx中我們使用ngx_http_limit_req_module模塊來限制請求的訪問頻率，基于漏桶算法原理實現。接下來我們使用 nginx limit_req_zone 和 limit_req 兩個指令，限制單個ip的請求處理速率。

語法：limit_req_zone key zone rate

• 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。

二、限制訪問頻率（突發流量）

按上面的配置在流量突然增大時，超出的請求將被拒絕，無法處理突發流量，那么在處理突發流量的時候，該怎么處理呢？nginx提供了 burst 參數來解決突發流量的問題，并結合 nodelay 參數一起使用。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。

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。

三、限制并發連接數

nginx 的ngx_http_limit_conn_module模塊提供了對資源連接數進行限制的功能，使用 limit_conn_zone 和 limit_conn 兩個指令就可以了。

limit_conn perip 20：對應的key是 $binary_remote_addr，表示限制單個ip同時最多能持有20個連接。 limit_conn perserver 100：對應的key是 $server_name，表示虛擬主機(server) 同時能處理并發連接的總數。注意，只有當 request header 被后端server處理后，這個連接才進行計數。

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