Nginx+Lua+Redis实现动态封禁IP的几种方法

客户端请求 → Nginx(Lua脚本) → Redis(检查黑名单/计数) → 后端服务
                     ↓
              封禁IP返回403

location / {
    # 如果该location下存在静态资源文件可以做一个判断      
    # 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; # 根据规则进行限流
    alias /usr/local/web/;
    index index.html index.htm;
}

-- 自动将访问频次过高的IP地址加入黑名单封禁一段时间

-- ================= 配置参数 =================
-- 连接池超时回收（毫秒）
local pool_max_idle_time = 10000
-- 连接池大小
local pool_size = 100
-- Redis连接超时时间（毫秒）
local redis_connection_timeout = 100
-- Redis主机
local redis_host = "your_redis_host_ip"
-- Redis端口
local redis_port = "6379"
-- Redis认证密码
local redis_auth = "your_redis_password"
-- 封禁IP时间（秒）
local ip_block_time = 120
-- 指定IP访问频率时间段（秒）
local ip_time_out = 1
-- 指定IP访问频率计数最大值（次）
local ip_max_count = 3

-- ================= 工具函数 =================
-- 错误日志记录
local function errlog(msg, ex)
    ngx.log(ngx.ERR, msg, ex)
end

-- 释放连接池
local function 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

-- 获取客户端真实IP
local function 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

-- ================= Redis连接 =================
local redis = require "resty.redis"
local client = redis:new()
local ok, err = client:connect(redis_host, redis_port)

-- 连接失败返回服务器错误
if not ok then
    close_redis(client)
    ngx.exit(ngx.HTTP_INTERNAL_SERVER_ERROR)
end

-- 设置超时时间
client:set_timeout(redis_connection_timeout)

-- 优化验证密码操作：代表连接在连接池使用的次数
-- 如果为0代表未使用，不为0代表复用，在只有为0时才进行密码校验
local connCount, err = client:get_reused_times()

-- 新建连接，需要认证密码
if 0 == connCount then
    local ok, err = client:auth(redis_auth)
    if not ok then
        errlog("failed to auth: ", err)
        return
    end
elseif err then
    -- 从连接池中获取连接出错
    errlog("failed to get reused times: ", err)
    return
end

-- ================= 业务逻辑 =================
local cliendIp = getIp()
local incrKey = "limit:count:" .. cliendIp
local blockKey = "limit:block:" .. cliendIp

-- 查询IP是否被禁止访问，如果存在则返回403错误代码
local is_block, err = client:get(blockKey)
if tonumber(is_block) == 1 then
    close_redis(client)
    ngx.exit(ngx.HTTP_FORBIDDEN)
end

-- 增加访问计数
local ip_count, err = client:incr(incrKey)
if tonumber(ip_count) == 1 then
    client:expire(incrKey, ip_time_out)
end

-- 如果超过单位时间限制的访问次数，则添加限制访问标识
if tonumber(ip_count) > tonumber(ip_max_count) then
    client:set(blockKey, 1)
    client:expire(blockKey, ip_block_time)
end

-- 释放Redis连接
close_redis(client)

开始
  ↓
获取客户端IP
  ↓
连接Redis
  ↓
检查blockKey是否存在？
  ├─ 是 → 返回403禁止访问
  └─ 否 → 继续处理
        ↓
  对incrKey执行incr操作
        ↓
  如果是第一次访问，设置过期时间
        ↓
  检查访问次数是否超过阈值？
        ├─ 是 → 设置blockKey封禁标识
        └─ 否 → 正常访问
              ↓
        释放Redis连接
              ↓
          结束

-- 在检查黑名单之前添加白名单判断
local white_list = {"127.0.0.1", "192.168.1.*"}

local function isWhiteList(ip)
    for _, value in ipairs(white_list) do
        if value == ip or ngx.re.match(ip, value:gsub("%*", ".*")) then
            return true
        end
    end
    return false
end

if isWhiteList(cliendIp) then
    close_redis(client)
    return -- 白名单直接放行
end

if tonumber(ip_count) > tonumber(ip_max_count) then
    if tonumber(ip_count) < tonumber(ip_max_count) * 2 then
        -- 第一次超限，要求验证码
        ngx.redirect("/captcha.html")
    else
        -- 多次超限，直接封禁
        client:set(blockKey, 1)
        client:expire(blockKey, ip_block_time)
    end
end