反向代理如何传递客户端 IP

ps：端午了

先解释两个概念：正向代理、反向代理。

正向代理是为了隐藏客户端身份，一个正向代理一般服务于一个或多个客户端，代表客户端去访问各种互联网上的服务，比如 Tor、比如科学上网时候用到的那个啥。相对应，反向代理就是为了隐藏服务端身份，方便做一些负载均衡、认证、加密、缓存、传输内容压缩的工作。

反向代理在服务领域应用得非常广泛，部署应用时如果不放一个反向代理，出门都不好意思和别人打招呼。反向代理一般工作在 OSI 模型的4层或者7层，工作在4层时可以基于 ip、端口进行流量转发，工作在7层时可以基于 4-7层的内容进行转发。

由于反向代理至少工作在4层，在流量经过反向代理后，3、4层的客户端信息会丢失，而其中一些信息对于服务端来说又具有切实的用途，比如 IP，可以根据 IP 来进行访问请求的地理分布统计以支持营销决策、或者安排就近的 CDN 服务以优化服务体验、或者进行访问的白名单控制、或者为了支持监管要求——比如最近知乎、微信上线的显示 IP 归属地功能。有时候确实不得不违反分层原则，某些功能就是横切整个分层结构的。

那如何保留 IP 等客户端信息？对应反向代理工作的位置，也有两种方式。

1、当反向代理工作在4层时，可以通过 Proxy Protocol 来实现，主要是在 tcp 三次握手结束后插入一个携带原始连接信息的包，协议细节不赘述。

以 Nginx 为例，发送端需要启用配置 proxy_protocol。

stream {
  server {
    listen 192.168.1.100:80;
    proxy_protocol on;
    proxy_pass 192.168.2.1:80;
  }
}

接收端需要声明接收 proxy protocol。

http {
  server {
    listen 192.168.2.100:80 proxy_protocol;
    real_ip_header proxy_protocol;
    set_real_ip_from 192.168.2.0/24;
  }

  location / {
    proxy_pass http://backend:8080;
    proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_protocol_addr;
  }
}

Nginx 还有一种方式是把自己的 IP 地址伪装为客户端 IP，再和后端建立 Socket 连接。但是要求 worker 进程以特权账号运行，以修改当前系统里的 IP 表和路由表。不提倡这种做法。

user root;
stream {
  server {
    listen 192.168.1.1:1234;
    proxy_bind $remote_addr transparent;
    proxy_pass 192.168.2.1:1234;
  }
}

以 Haproxy 为例，若要接收，则在 frontend 上配置 accept-proxy；若要发送，则在 backend 上配置 send-proxy。

frontend myweb
  bind :80 accept-proxy
  default_backend othersweb

backend othersweb
  balance roundrobin
  server s1 192.168.56.20:3000 check send-proxy

2、当反向代理工作在7层时，可以通过 Http 协议扩展头 X-Forwarded-* 头部或 Forwarded 头部来实现。

X-Forwarded-For: <client>, <proxy1>, <proxy2>
X-Forwarded-Proto: <protocol>
X-Forwarded-Host: <host>

Nginx 配置：

proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;

以 X- 开头的头部通常为实验性质的扩展头部，当成功普及以后，就成为了事实上的标准，反而不好替换，对其进行标准化后的头部为 Forwarded。

Forwarded: by=<identifier>; for=<identifier>; host=<host>; proto=<http|https>

Nginx 没有内置变量支持 $proxy_add_forwarded，需要自行创建：

proxy_set_header Forwarded $proxy_add_forwarded;

参考：

tcp-udp-load-balancing-nginx-tips-tricks

nginx-forwarded

haproxy-enable-proxy-protocol