Nginx优化防爬虫限制http请求方法 CDN网页加速架构优化监牢模式控制并发量以及客户端请求速率

Nginx防爬虫优化

Robots协议（也称为爬虫协议，机器人协议等）的全称是“网络爬虫排除标准”(Robots Exclusion Protocol),网站通过Robots协议告诉搜索引擎哪些页面可以抓取，哪些页面不能抓取。

我理解的是robots.txt是通过代码控制搜索引擎蜘蛛索引的一个手段，以便减轻网站服务器的带宽使用率，从而让网站的空间更稳定，同时也可以提高网站其他页面的索引效率，提高网站收录。

我们只需要创建一个robots.txt文本文件，然后在文档内设置好代码，告诉搜索引擎我网站的哪些文件你不能访问。然后上传到网站根目录下面，因为当搜索引擎蜘蛛在索引一个网站时，会先爬行查看网站根目录下是否有robots.txt文件。

京东的robots.txt设置如下：
https://www.jd.com/robots.txt

淘宝的robots.txt设置如下：
https://www.taobao.com/robots.txt

360的robots.txt设置如下：
http://www.360.cn/robots.txt

我们可以根据客户端的user-agents信息，轻松地阻止指定的爬虫爬取我们的网站。

阻止下载协议代理，命令如下：

##Block download agents##
if ($http_user_agent ~* LWP:Simple | BBBike | wget) 
{
    return 403;
}
#说明：如果用户匹配了if后面的客户端（例如wget），就返回403.

这里根据$http_user_agent获取客户端agent，然后判断是否允许或返回指定错误码。

添加内容防止N多爬虫代理访问网站，命令如下：

#这些爬虫代理使用“|”分隔，具体要处理的爬虫可以根据需求增加或减少，添加的内容如下：
if ($http_user_agent ~* "qihoobot|Baiduspider|Googlebot-Modile|Googlebot-Image|Mediapartners-Google|Adsbot-Google|Yahoo! SSlurp  China|YoudaoBot|Sosospider|Sogou spider|Sogou web spider|MSNBot")
{
    return 403;
}

测试禁止不同的浏览器软件访问

if ($http_user_agent ~* "Firefox|MSIE")
{
    rewrite ^(.*) http://www.wk.com/$1 permanent;
}
#如果浏览器为Firefox或IE，就会跳转到http://www.wk.com

利用Nginx限制HTTP的请求方法

最常用的HTTP方法为GET，POST，我们可以通过Nginx限制HTTP请求的方法来达到提升服务器安全的目的，例如，让HTTP只能使用GET，HEAD和POST方法的配置如下：

#Only allow these request methods
if ($request_method ! ~ ^(GET|HEAD|POST)$)
{
    return 501;
}

当上传服务器上传数据到存储服务器时，用户上传写入的目录就不得不给Nginx对应的用户相关权限，这样一旦程序有漏洞，木马就有可能被上传到服务器挂载的对应存储服务器的目录里，虽然我们也做了禁止PHP，SH，PL，PY等扩展名的解析限制，但还是会遗漏一些想不到的可执行文件。对于这样情况可以通过限制上传服务器的Web服务（可以具体到文件）使用GET方法，防止用户通过上传服务器访问存储内容，让访问存储渠道只能从静态或图片服务器入口进入。例如，在上传服务器上限制HTTP的GET方法的配置如下：

#Only deny GET request methods ##
if ($request_method ~* ^(GET)$)
{
    return 501;
}
#提示：还可以加一层location，更具体地限制文件名

使用CDN做网站内容加速

什么是CDN

CDN的全称是Content Delivery Network，中文意思是内容分发网络。简单地讲，通过在现有的Internet中增加一层新的网络架构，将网站的内容发布到最接近用户的Cache服务器内，通过智能DNS负载均衡技术，判断用户的来源，让用户就近使用与服务器相同线路的带宽访问Cache服务器，取得所需的内容。例如：天津网通用户访问天津网通Cache服务器上的内容，北京电信访问北京电信Cache服务器上的内容。这样可以有效减少数据在网络上传输的时间，提高访问速度。
CDN是一套全国或全球的1分布式缓存集群，其实质是通过智能DNS判断用户的来源地域及上网线路，为用户选择一个最接近用户地域，以及和用户上网线路相同的服务器节点，因为地域近，且线路相同，所以，可以大幅提升用户浏览网站的体验。
CDN产生背景之一：BGP机房虽然可以提升用户体验，但是价格昂贵，对于用户来说，CDN的诞生可以提供比BGP机房更好的体验（让同一地区，同一线路的用户访问和当地同一线路的网站），BGP机房和普通机房有将近5~10倍的价格差。CDN多使用单线的机房，根据用户的线路及位置，为用户选择靠近用户的位置，以及相同的运营商线路，不但提升了用户体验，价格也降下来了。

CDN的价值：

为架设网站的企业省钱
提升企业网站的用户访问体验（相同线路，相同地域，内存访问）
可以阻挡大部分流量攻击，例如：DDOS攻击

CDN的特点

CDN就是一个具备根据用户区域和线路智能调度的分布式内存缓存集群。其特点如下：

通过服务器内存缓存网站数据，提高了企业站点（尤其含有大量图片，视频等的站点）的访问速度，并大大提高企业站点的稳定性（省钱且提升用户体验）。
用户根据智能DNS技术自动选择最适合的Cache服务器，降低了不同运营商之间互联瓶颈造成的影响，实现了跨运营商的网络加速，保证不同网络中的用户都能得到良好的访问质量。
加快了访问速度，减少了原站点的带宽
用户访问时从服务器的内存中读取数据，分担了网络流量，同时减轻了原站点负载压力等。
使用CDN可以分担源站的网络流量，同时可以减轻原站点的负载压力，并降低黑客入侵及各种DDOS攻击对网站的影响，保证网站有较好的服务质量。

企业使用CDN的基本要求

首先要说的是，不是所有的网站都可以一上来就能用CDN的。要加速的业务数据应该存在独立的域名，例如：img1-4.yunjisuan.com/video1-4.yunjisuan.com，业务内容图片，附件，JS，CSS等静态元素，这样的静态网站域名才可以使用CDN。

DNS解析范例。DNS服务器加速前的A记录如下：

;A records
img.yunjisuanl.com IN A 124.106.0.21 (企业服务器的IP)
#删除上面的记录，命令如下：
img.yunjisuanl.com IN A 124.106.0.21 (服务器的IP)
#然后，做下面的别名解析：
；CNAME records
img.yunjisuan.com IN CNAME bbs
img.yunjisuan.com 3M IN CNAME img.yunjisuan.com.cachecn.com.

提示：
这个img.yunjisuan.com.cachecn.com.地址必须是事先由CDN公司配置好的CDN公司的域名。国内较大的CDN提供商为网宿，蓝讯，快网。

Nginx程序架构优化

解耦是开发人员中流行的一个名词，简单地说就是把一堆程序代码按照业务用途分开，然后提供服务，例如：注册登录，上传，下载，浏览列表，商品内容页面，订单支付等都应该是独立的程序服务，只不过在客户端看来是一个整体而已。如果中小公司做不到上述细致的解耦，起码也要让下面的几个程序模块独立。

网页页面服务。（静态，动态页面）
图片附件及下载服务。（upload）
上传图片服务。（static）

上述三者的功能尽量分离。分离的最佳方式是分别使用独立的服务器（需要改动程序），如果程序实在不易更改，次选方案是在前端负载均衡器Haproxy/Nginx上，根据URI（例如目录或扩展名）过滤请求，然后抛给后面对应的服务器。

例如：根据扩展名分发，请求http://www.wk.com/a/b.jpg就应抛给图片服务器（独立的静态服务器最适合使用CDN）；根据URL路径分发，请求http://www.wk.com/upload/index.php就应抛给上传服务器。不符合上面两个要求的，默认抛给Web服务器。

说明：可以部署3台服务器，人为分布请求服务器。当然了，这适合并发比较高，服务器较多的情况。程序架构分离了，效率，安全性都会提高很多。

使用普通用户启动Nginx（监牢模式）多实例nginx

为什么要让Nginx服务使用普通用户

默认情况下，Nginx的Master进程使用的是root用户，worker进程使用的是Nginx指定的普通用过户，使用root用户跑Nginx的Master进程有两个最大的问题：

管理权限必须是root，这就使得最小化分配权限原则遇到难题。
使用root跑Nginx服务，一旦网站出现漏洞，用户就可以很容易地获得服务器的root权限。

给Nginx服务降权的解决方案

给Nginx服务降权，用inca用户跑Nginx服务，给开发及运维设置普通账号，只要与inca同组即可管理Nginx，该方案解决了Nginx管理问题，防止root分配权限过大。
开发人员使用普通账户即可管理Nginx服务及站点下的程序和日志。
采取项目负责制度，即谁负责项目维护，出了问题就是谁负责。

给Nginx服务降权实战

配置普通用户启动Nginx的过程如下：

useradd wk
su - wk
mkdir conf logs www         #在普通用户家目录下创建nginx配置文件目录
cp /usr/local/nginx/conf/mime.types ~/conf/
echo "hehe" > www/index.html

在普通用户的家目录里的conf目录里建主配置文件主配文件的路径全部找/home/wk

特权用户root使用的80端口，改为普通用过户使用的端口，在1024以上，这cat conf/nginx.conf

worker_processes    4;
worker_cpu_affinity 0001 0010 0100 1000;
worker_rlimit_nofile 65535;
error_log    /home/wk/logs/error.log;
user wk wk;
pid    /home/wk/logs/nginx.pid;
events {
    use    epoll;
    worker_connections    10240;
}
http {
    include     mime.types;
    default_type    application/octet-stream;
    sendfile    on;
    keepalive_timeout    65;
    log_format main '$remote_addr-$remote_user[$time_local]"$request"'
    '$status $body_bytes_sent "$http_referer"'
    '"$http_user_agent""$http_x_forwarded_for"';
    server {
        listen 8080;
        server_name www.wk.com;
        root    /home/wk/www;
        location / {
            index   index.php index.html index.htm;
        }
        access_log  /home/wk/logs/web_blog_access.log main;
    }
}
tree
├── conf
│   ├── mime.types
│   └── nginx.conf
├── logs
└── www
    └── index.html

启动Nginx，命令如下：

/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /home/wk/conf/nginx.conf &>/dev/null

ps -ef | grep nginx | grep -v grep

Nginx优化防爬虫限制http请求方法 CDN网页加速架构优化监牢模式控制并发量以及客户端请求速率

控制Nginx并发连接数量

ngx_http_limit_conn_module这个模块用于限制每个定义的key值的连接数(Nginx默认已经被编译)，特别是单IP的连接数。

不是所有的连接数都会被计数。一个符合计数要求的连接是整个请求头已经被读取的连接。

控制Nginx并发连接数量参数的说明如下：

limit_conn_zone参数：

语法：limit_conn_zone key zone=name:size;
上下文：http
#用于设置共享内存区域，key可以是字符串，Nginx自带变量或前两个组合，如$binary_remote_addr,$server_name.name为内存区域的名称，size为内存区域的大小。

limit_conn参数：

语法：limit_conn zone number;
上下文：http,server,location
#用于指定key设置最大连接数。当超过最大连接数时，服务器会返回503（Service Temporarily Unavailable）错误

限制单IP并发连接数

Nginx的配置文件如下：

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;  　　#limit_conn_zone参数
    server {
        listen       80;
        server_name  www.yunjisuan.com;
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            limit_conn addr 1;      #限制同IP的并发为1；
        }
    }

以上功能的应用场景之一是用于服务器下载，命令如下：

location /download/ {
    limit_conn addr 11;
}上面的命令限制访问download下载目录的连接数，该连接数1.

限制虚拟主机总连接数

不仅可以限制单IP的并发连接数，还可以限制虚拟主机总连接数，甚至可以对两者同时限制。

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;　　　　　　#设置参数下边才会生效
    limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;　　　　　　　　#设置参数下边才会生效
    server {
        listen       80;
        server_name  www.yunjisuan.com;
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
        #limit_conn addr 1;
        limit_conn perserver 2;     #设置虚拟主机连接数为2
        }
    }

控制客户端请求Nginx的速率

ngx_http_limit_req_module模块用于限制每个IP访问每个定义key的请求速率。

语法：limit\_req\_zone key zone=name: size rate=rate;
上下文1：http
#用于设置共享内存区域，key可以是1字符串，Nginx自带变量或前两个组合，如$binary_remote_addr。name为内存区域的名称，size为内存区域的大小，rate为速率，单位为r/s，每秒一个请求。
limit_req参数说明如下：
语法：limit_req zone=name [burst=number][nodelay];
上下文：http,server,location

这里运用了令牌桶原理，burst=num,一共有num块令牌，令牌发完后，多出来的那些请求就会返回503。
换句话说，一个银行，只有一个营业员，银行很小，等候室只有5个人的位置。因此，营业员一个时刻只能为一个人提供服务，剩下的不超过5个人可以在银行内等待，超出的人不提供服务，直接返回503。
nodelay默认在不超过burst值的前提下会排队等待处理，如果使用此参数，就会处理完num + 1次请求，剩余的请求都视为超时，返回503。

Nginx配置文件如下：

http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;
    sendfile        on;
    keepalive_timeout  65;
    limit_req_zone $binary_remote_addr zone=one:10m rate=1r/s;    #以请求的客户端IP作为key值，内存区域命令为one，分配10m内存空间，访问速率限制为1秒1次请求（request）
#    limit_conn_zone $binary_remote_addr zone=addr:10m;
#    limit_conn_zone $server_name zone=perserver:10m;
    server {
        listen       80;
        server_name  www.yunjisuan.com;
        location / {
            root   html;
            index  index.html index.htm;
            limit_req zone=one burst=5;     #使用前面定义的名为one的内存空间，队列值为5，即可以有5个请求排队等待
#           limit_conn addr 1;
#           limit_conn addr 1;
        }
    }