nginx 微服务 nginx做微服务网关

nginxapi网关进行限流的核心目的是作为保护监听服务，防止突发流量导致崩溃。1. 使用ngx_http_limit_req_module实现请求速率限制流，在http块定义共享内存区域并设置请求速率限制，在location中使用limit_req指令，并通过burst和nodelay控制突发流量处理方式；2. 使用ngx_http_limit_conn_module限制并发连接数，在http块定义共享内存区域并在位置中应用limit_conn指令；3. 可自定义限制流错误页面并返回指定状态码；4. 令牌桶允许突发流量，适合提高吞吐量，漏桶平滑流量输出，适合严格控制速率；5. 动态调整可通过nginx plus api、openresty redis或consul/etcd结合热加载实现；6. 监控可通过prometheus grafana等工具统计被限流请求数、响应时间及nginx资源使用情况；7. 场景如基于用户id或api key限流可使用nginx plus、openresty redis或自定义模块实现，具体选择需求依赖和技术栈。

微服务架构下，Nginx作为API网关进行限流，主要是为了保护远程服务，防止流量突发导致服务崩溃。核心解决控制请求带宽，短路避免。复杂方案

Nginx可以通过ngx_http_limit_req_module和 ngx_http_limit_conn_module 模块实现限流。之前用于限制请求速率（例如，每秒请求数），中部用于限制并发连接数。

1. 基于请求速率的限流（Rate Limiting）：ngx_http_limit_req_module

首先，需要在http块中定义一个共享内存区域，存储用于请求状态：http { limit_req_zone $binary_remote_addr zone=mylimit：10mrate=10r/s； # ...其他配置}登录后复制

这里，$binary_remote_addr 是客户端IP地址的二进制表示，zone=mylimit：10m 定义了一个名为 mylimit 的共享内存区域，大小为 10MB。rate=10r/s 表示允许每秒 10 个请求。

然后，在需要限制流的服务器或 location 块中使用 limit_req 指令：server { location /api/ { limit_req zone=mylimitburst=20 nodelay； # ...其他配置}}登录后复制

burst=20 允许短时间内突发20个请求，超过这个数量的请求将被延迟处理或拒绝。 nodelay表示立即处理突发请求，而不是队列等待。如果不加nodelay，突发请求会队列等待，直到满足速率限制。

2. 基于并发连接数的限流（连接限制）： ngx_http_limit_conn_module

类似地，首先在 http 块中定义一个共享内存区域：http { limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=myconnlimit：10m； # ... 其他配置}登录后复制

然后，在 server 或 location 块中使用 limit_conn 指令：server { location /api/ { limit_conn myconnlimit 10； # ... 其他配置 }}登录后复制

这里，limit_conn myconnlimit 10 表示允许每个IP地址最多10个并发连接。

3. 错误处理

可以自定义错误页面，当请求被限流时返回：http { # ... limit_req_status 503； # 返回 503 状态码 error_page 503 /503.html； server { location = /503.html { return 503 quot；服务不可用quot；； # 可以指向一个自定义的 HTML 页面 } }}登录后如何选择合适的限流策略？ vs. 漏桶

令牌桶和漏桶是两种常见的限流算法。Nginx 的 ngx_http_limit_req_module 实际上是基于漏桶算法的变体实现的。令牌桶（Token Bucket）：以恒定速率生成令牌，需要请求获取令牌才能通过。如果桶中没有令牌，请求将被拒绝或延迟。优点一定是允许流量的突发程度。漏桶（Leaky Bucket）：请求进入桶中，以恒定的速率跳跃。如果桶满了，请求将被拒绝。 优点是平滑流量，防止吞吐量服务被突发流量冲击。

选择哪种算法取决于你的具体需求。如果你的服务可以忍受一定程度的突发流量，并且希望吞吐量，那么令牌桶可能更适合。如果你的服务对延迟敏感，并且需要严格控制流量速率，那么漏桶可能更适合。 Nginx 的 ngx_http_limit_req_module 通过突发参数允许一定程度的突发，因此实际上是一个混合的策略。微服务架构下，如何动态调整 Nginx 限流配置？

在解决微服务架构下的静态配置通常是不够的，因为流量模式可能会随着时间变化。动态调整限流配置可以通过以下几种方式实现：

Nginx Plus API：Nginx Plus 提供了 API，可以动态修改配置、限流参数。这是一个商业包含方案。

OpenResty Redis：使用OpenResty（基于Nginx的Lua平台）和Redis。Lua脚本可以从Redis中读取限制流配置，并动态应用到Nginx。 这种方案更加灵活，但需要一定的开发工作。

例如，可以编写一个 Lua 脚本，定期从 Redis 中获取限流规则，并使用 ngx.shared.DICT 在 Nginx 工作进程之间共享这些规则。-- 从 Redis 获取限流配置local redis = require quot；resty.redisquot；local red = redis：new()red：set_timeout(1000) -- 1 secondarylocal ok， err =红色：连接(quot；127.0.0.1quot；， 6379)如果不行则ngx.log(ngx.ERR，quot；连接redis失败：quot；，err)返回本地rate_limit_config，err = 红色：get(quot；rate_limit_configquot；)如果不是rate_limit_config则ngx.log(ngx.ERR，quot；获取失败来自redis的rate_limit_config： quot；， err) returnend--解析JSON配置local cjson = require quot；cjsonquot；local config = cjson.decode(rate_limit_config)-- 应用限流规则 (假设使用了 ngx.shared.DICT)local shared_data = ngx.shared.my_rate_limit_datashared_data：set(quot；ratequot；， config.rate)shared_data：set(quot；burstquot；， config.burst)-- ... 在 Nginx 配置中使用 Lua 脚本读取shared_data中的值登录后复制

Consul/Etcd Nginx配置热加载：将限流配置存储在Consul或Etcd等配置中心，然后使用工具（如Consul Template或confd）监听配置变化，并自动更新Nginx配置文件，然后触发Nginx的热加载。如何监控Nginx

监控是限流策略的重要组成部分。需要监控以下指标：被限流的请求数量：通过 Nginx 的访问日志分析，或者使用 Nginx加的监控功能，可以统计被限流的请求数量。固定服务的响应：监控监听服务的响应时间，可以判断限流是否有效完成了服务的压力。Nginx的CPU和内存使用率：监控Nginx的CPU和内存使用率，可以判断Nginx本身是否成为瓶颈。

时间可以使用Prometheus Grafana等工具来收集展示和这些指标。例如，可以使用nginx-exporter来收集Nginx 的指标，然后使用 Prometheus 存储这些指标，最后使用 Grafana 创建仪表盘。

如何处理复杂的限流场景，例如基于用户 ID 或 API Key 的限流？

对于更复杂的限流场景，例如基于用户 ID 或 API Key 的限流，可以使用以下方法：

Nginx Plus API：Nginx Plus 提供了更高级的限流功能，可以基于请求的 Header 或 Cookie 等信息进行限流。

OpenResty Redis：使用 OpenResty 可以编写Lua 脚本，从请求中提取用户 ID 或 API Key，然后使用 Redis 存储每个用户或 API Key 的请求成分。例如，可以编写一个 Lua 脚本，从请求头中获取 API Key，使用 Redis 的 INCR 然后命令原子地增加该 API Key 的请求成分。--从请求头中获取 API Keylocal api_key = ngx.req.get_headers()[quot;X-API-Keyquot；]if not api_key then ngx.log(ngx.ERR， quot；请求头中未找到 API Key；) ngx.exit(ngx.HTTP_UNAUTHORIZED)end--连接 Redislocal redis = require quot；resty.redisquot；local red = redis：new()red：set_timeout(1000) -- 1 秒本地 ok， err = red：connect(quot；127.0.0.1quot；，， 6379)if not ok then ngx.log(ngx.ERR， quot；连接 redis 失败： quot；， err) returnend-- 构建 Redis Keylocal key = quot；api_key_limit：quot； .. api_key--增加请求增加本地 count， err = red：incr(key)if not count then ngx.log(ngx.ERR， quot；增加失败api key limit： quot；， err) returnend--设置过渡（例如，1 分钟）if count == 1 then red：expire(key， 60)end--获取限流配置（例如，每分钟 100 个请求）localrate_limit = 100--检查是否超过限制 if count gt；rate_limit then ngx.log(ngx.WARN， quot；API Key quot；， api_key， quot；超过rate limitquot；) ngx.exit(ngx.HTTP_TOO_MANY_REQUESTS)end-- ... 其他处理登录后复制

自定义 Nginx 模块：如果需要非常复杂的限流逻辑，可以考虑编写自定义的 Nginx 模块。这需要 C 语言编程技能。

根据你的具体需求和技术栈选择哪种方法。

Nginx Plus API 最简单，但需要付费。OpenResty Redis 更灵活，但需要一定的开发工作。自定义 Nginx 模块最强大，但也最复杂。

以上就是微服务架构下 Nginx 作为 API 网关的限流设计的内容详细，更多请关注乐哥常识网其他相关文章！