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Nginx 中的连接和速率限制模块是防护 Web 服务器免受攻击和管理流量的重要工具。以下将详细介绍 Nginx 的两个核心模块及其工作原理。

1. HttpLimitReqModule：限制连接数量

HttpLimitReqModule 用于限制单位时间内的连接数。这主要通过以下指令来实现：

• limit_req_zone：限制单位时间内的请求数，采用漏桶算法（leaky bucket）。
• limit_req：与 limit_req_zone 配合，用于设置请求数量限制。

当单位时间内的请求数超过限制时，Nginx 会返回 503 错误。这种机制可以有效控制突发流量，防止服务器过载。

2. HttpLimitConnModule：限制并发连接

HttpLimitConnModule 则用于限制同一 IP 地址的并发连接数，主要通过以下指令实现：

• limit_conn_zone：设置限制并发连接的区域，根据 IP 地址或服务器名设置限制。
• limit_conn：指定单个 IP 地址的最大并发连接数。

这种机制可以防止单个客户端或 IP 地址对服务器造成过大压力，确保服务的稳定性。

3. 漏桶算法：流量控制的核心

漏桶算法是一种有效的流量控制方法，通过模拟物理漏桶的工作原理来限制请求速率。具体来说：

• 当请求到达时，相当于往漏桶中“加水”。
• 当请求被处理完成时，相当于水从漏桶底部流出。

漏桶的容量决定了最大允许请求数量，而漏水速度决定了每秒处理的最大请求数。这种算法可以平滑网络流量，防止突发请求导致的服务器过载。

4. 示例配置解析

以下是一个典型的 Nginx 配置示例：

http {
    limit_conn_log_level error;
    limit_conn_status 503;
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=one:10m;
    limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=allips:10m rate=20r/s;
    server {
        limit_conn one 50;
        limit_conn perserver 1000;
        limit_req zone=allips burst=5 nodelay;
    }
}

关键参数解析：

• zone=one 或 allips：指定限制区域的名称。
• rate=20r/s：以每秒 20 个请求数为基准，限制单位时间内的请求数。
• burst=5：允许在短时间内突发请求的缓冲空间。
• nodelay：禁用请求数的延迟处理，确保所有请求在第一秒处理。

5. 下载速度限制

为了控制用户下载速度，可以在指定路径下使用 limit_rate 指令：

location /download {
    limit_rate 128k;
}

如果希望在前 10 MB 数据下载速度不受限制，而超过后再以 128 KB/s 限制，可以添加：

location /download {
    limit_rate_after 10m;
    limit_rate 128k;
}

这种设置可以根据需求灵活调整，确保下载过程的稳定性和安全性。

6. 总结

Nginx 的连接和速率限制模块通过 HttpLimitReqModule 和 HttpLimitConnModule 提供了全面的流量控制能力。漏桶算法确保了请求的平滑处理，避免服务器过载。结合合理的配置，管理员可以根据实际需求，灵活管理服务器的连接和速率限制，从而更好地保障服务的稳定性和安全性。

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