利用Nginx geo模块实现CDN调度

Nginx的geo模块可以基于客户端的IP地址进行智能路由决策，非常适合用于CDN调度场景。以下是实现方案：

基本原理

geo模块可以根据客户端IP地址将用户分配到不同的CDN节点或源站，实现： - 就近访问（根据地理位置） - 负载均衡 - 故障转移 - A/B测试等场景

实现步骤

1. 配置geo模块

在nginx.conf的http块中添加geo配置：

http {
    # 定义IP地址与CDN节点的映射
    geo $cdn_selector {
        default default_cdn;  # 默认CDN节点

        # 国内电信用户
        1.0.0.0/8      cdn_china_telecom;
        14.0.0.0/8     cdn_china_telecom;

        # 国内联通用户
        42.0.0.0/8     cdn_china_unicom;

        # 海外用户
        8.8.8.8/32     cdn_oversea;
        2001:4860::/32 cdn_oversea;

        # 特定省份
        include /etc/nginx/conf.d/geo_province.conf;
    }

    # 定义CDN节点上游服务器
    upstream cdn_china_telecom {
        server telecom-cdn1.example.com;
        server telecom-cdn2.example.com;
    }

    upstream cdn_china_unicom {
        server unicom-cdn1.example.com;
        server unicom-cdn2.example.com;
    }

    upstream cdn_oversea {
        server oversea-cdn1.example.com;
        server oversea-cdn2.example.com;
    }

    upstream default_cdn {
        server default-cdn1.example.com;
        server default-cdn2.example.com;
    }
}

2. 在server配置中使用geo结果

server {
    listen 80;
    server_name example.com;

    location / {
        proxy_pass http://$cdn_selector;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_set_header X-Real-IP $remote_addr;
    }
}

3. 高级用法：动态更新geo数据

geo $cdn_selector {
    ranges;  # 启用范围模式，减少内存使用
    default default_cdn;
    include /etc/nginx/conf.d/geo_cdn_mapping.conf;  # 可动态更新的文件
}

然后可以通过脚本定期更新geo_cdn_mapping.conf文件并重载nginx：

# 更新geo数据后
nginx -s reload

优化建议

1. 使用geoip2模块：替代标准geo模块，提供更精确的地理位置数据

   load_module modules/ngx_http_geoip2_module.so;
   
   http {
      geoip2 /usr/share/GeoIP/GeoLite2-Country.mmdb {
          $country_code country iso_code;
      }
   
      map $country_code $cdn_selector {
          CN     cdn_china;
          US     cdn_america;
          default cdn_default;
      }
   }
   

2. 结合DNS调度：将geo模块与DNS智能解析结合，实现更全面的CDN调度

3. 性能考虑：

   • 对于大量IP规则，使用ranges参数
   • 将频繁访问的IP放在前面
   • 考虑使用nginx的shared memory zone存储geo数据

4. 故障转移机制：

   map $upstream_addr $next_upstream {
      ~^cdn_china_telecom  cdn_china_unicom;
      ~^cdn_china_unicom   cdn_default;
      default              cdn_default;
   }
   
   server {
      error_page 502 503 504 = @fallback;
      location @fallback {
          proxy_pass http://$next_upstream;
      }
   }
   

通过以上配置，可以实现基于客户端IP的智能CDN调度，提升用户访问速度和体验。