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如何在Nginx 中實現(xiàn)動態(tài)封禁IP ?

開發(fā) 前端
為了封禁某些爬蟲或者惡意用戶對服務器的請求,我們需要建立一個動態(tài)的 IP 黑名單。對于黑名單中的 IP ,我們將拒絕提供服務。并且可以設置封禁失效時間

需求

為了封禁某些爬蟲或者惡意用戶對服務器的請求,我們需要建立一個動態(tài)的 IP 黑名單。對于黑名單中的 IP ,我們將拒絕提供服務。并且可以設置封禁失效時間

環(huán)境準備

  • linux version: centos7  / ubuntu 等
  • redis version: 5.0.5
  • nginx version: nginx-openresty


設計方案

實現(xiàn) IP 黑名單的功能有很多途徑:

1、在操作系統(tǒng)層面,配置 iptables,來攔截指定 IP 的網(wǎng)絡請求。

  • 優(yōu)點:簡單直接,在服務器物理層面上進行攔截
  • 缺點:每次需要手動上服務器修改配置文件,操作繁瑣且不靈活

2、在 Web 服務器層面,通過 Nginx 自身的 deny 選項或者 lua 插件配置 IP 黑名單。

  • 優(yōu)點:可動態(tài)實現(xiàn)封禁 ip,通過設置封禁時間可以做到分布式封禁
  • 缺點:需要了解 Lua 腳本和 Nginx 配置,有一定的學習成本

3、在應用層面,在處理請求之前檢查客戶端的 IP 地址是否在黑名單中。

  • 優(yōu)點:通過編寫代碼來實現(xiàn),相對簡單且易于維護。
  • 缺點:代碼可能會變得冗長,而且在高并發(fā)情況下可能影響性能。

為了方便管理和共享黑名單,通過 nginx + lua + redis 的架構實現(xiàn) IP 黑名單的功能

圖片




配置 nginx.conf


在需要進行限制的 server 的 location 中添加如下配置:

location / {
    # 如果該location 下存在靜態(tài)資源文件可以做一個判斷      
    #if ($request_uri ~ .*\.(html|htm|jpg|js|css)) {
    # access_by_lua_file /usr/local/lua/access_limit.lua;   
    #}
    
    access_by_lua_file /usr/local/lua/access_limit.lua; # 加上了這條配置,則會根據(jù) access_limit.lua 的規(guī)則進行限流
    alias /usr/local/web/;
    index  index.html index.htm;
}




配置 lua 腳本


/usr/local/lua/access_limit.lua
-- 可以實現(xiàn)自動將訪問頻次過高的IP地址加入黑名單封禁一段時間

--連接池超時回收毫秒
local pool_max_idle_time = 10000
--連接池大小
local pool_size = 100
--redis 連接超時時間
local redis_connection_timeout = 100
--redis host
local redis_host = "your redis host ip"
--redis port
local redis_port = "your redis port"
--redis auth
local redis_auth = "your redis authpassword";
--封禁IP時間(秒)
local ip_block_time= 120
--指定ip訪問頻率時間段(秒)
local ip_time_out = 1
--指定ip訪問頻率計數(shù)最大值(次)
local ip_max_count = 3


--  錯誤日志記錄
localfunction errlog(msg, ex)
    ngx.log(ngx.ERR, msg, ex)
end

-- 釋放連接池
localfunction close_redis(red)
    if not red then
        return
    end
    local ok, err = red:set_keepalive(pool_max_idle_time, pool_size)
    if not ok then
        ngx.say("redis connct err:",err)
        return red:close()
    end
end


--連接redis
local redis = require "resty.redis"
local client = redis:new()
local ok, err = client:connect(redis_host, redis_port)
-- 連接失敗返回服務器錯誤
if not ok then
    close_redis(client)
    ngx.exit(ngx.HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR)
end
--設置超時時間
client:set_timeout(redis_connection_timeout)

-- 優(yōu)化驗證密碼操作 代表連接在連接池使用的次數(shù),如果為0代表未使用,不為0代表復用 在只有為0時才進行密碼校驗
local connCount, err = client:get_reused_times()
-- 新建連接,需要認證密碼
if  0 == connCount then
    local ok, err = client:auth(redis_auth)
    if not ok then
        errlog("failed to auth: ", err)
        return
    end
    --從連接池中獲取連接,無需再次認證密碼
elseif err then
    errlog("failed to get reused times: ", err)
    return
end

-- 獲取請求ip
localfunction getIp()
    local clientIP = ngx.req.get_headers()["X-Real-IP"]
    if clientIP == nil then
        clientIP = ngx.req.get_headers()["x_forwarded_for"]
    end
    if clientIP == nil then
        clientIP = ngx.var.remote_addr
    end
    return clientIP
end

local cliendIp = getIp();

local incrKey = "limit:count:"..cliendIp
local blockKey = "limit:block:"..cliendIp

--查詢ip是否被禁止訪問,如果存在則返回403錯誤代碼
local is_block,err = client:get(blockKey)
if tonumber(is_block) == 1 then
    ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN)
    close_redis(client)
end

local ip_count, err = client:incr(incrKey)
if tonumber(ip_count) == 1 then
    client:expire(incrKey,ip_time_out)
end
--如果超過單位時間限制的訪問次數(shù),則添加限制訪問標識,限制時間為ip_block_time
if tonumber(ip_count) > tonumber(ip_max_count) then
    client:set(blockKey,1)
    client:expire(blockKey,ip_block_time)
end

close_redis(client)




總結


以上,便是 Nginx+Lua+Redis 實現(xiàn)的 IP 黑名單功能,具有如下優(yōu)點:

  • 配置簡單輕量,對服務器性能影響小。
  • 多臺服務器可以通過共享 Redis 實例共享黑名單。
  • 動態(tài)配置,可以手工或者通過某種自動化的方式設置 Redis 中的黑名單




擴展


1、IP 黑名單的應用場景

IP 黑名單在實際應用中具有廣泛的應用場景,主要用于保護服務器和應用免受惡意攻擊、爬蟲或濫用行為的影響。下面列舉幾個常見的應用場景:

  • 防止惡意訪問: 黑名單可以阻止那些試圖通過暴力破解密碼、SQL 注入、XSS 攻擊等方式進行非法訪問的 IP 地址。
  • 防止爬蟲和數(shù)據(jù)濫用: 黑名單可以限制那些頻繁訪問網(wǎng)站并抓取大量數(shù)據(jù)的爬蟲,以減輕服務器負載和保護數(shù)據(jù)安全。
  • 防止 DDOS 攻擊: 黑名單可以封禁那些發(fā)起大規(guī)模DDoS攻擊的IP地址,保護服務器的穩(wěn)定性和安全性。
  • 限制訪問頻率: 黑名單可以限制某個IP在特定時間段內(nèi)的訪問次數(shù),防止惡意用戶進行暴力破解、刷票等行為。

2、高級功能和改進

除了基本的 IP 黑名單功能外,還可以進行一些高級功能和改進,以提升安全性和用戶體驗:

  • 異常檢測和自動封禁: 通過分析訪問日志和行為模式,可以實現(xiàn)異常檢測功能,并自動將異常行為的 IP 地址封禁,提高安全性。
  • 白名單機制: 除了黑名單,還可以引入白名單機制,允許某些 IP 地址繞過黑名單限制,確保合法用戶的正常訪問。
  • 驗證碼驗證: 對于頻繁訪問或異常行為的 IP,可以要求其進行驗證碼驗證,以進一步防止惡意行為。
  • 數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析: 將黑名單相關的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析,例如記錄封禁 IP 的次數(shù)、持續(xù)時間等信息,以便后續(xù)優(yōu)化和調(diào)整策略。

通過不斷改進和優(yōu)化 IP 黑名單功能,可以更好地保護服務器和應用的安全。

責任編輯:武曉燕 來源: 蘇三說技術
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