Nginx - 四层代理TCP配置SSL加密访问

小小工匠

发布于 2024-05-26 13:50:31

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发布于 2024-05-26 13:50:31

文章被收录于专栏：小工匠聊架构

指北

要在Nginx上配置SSL加密的四层代理TCP连接，你需要进行如下步骤：

1. 准备SSL证书和密钥

确保你拥有SSL证书（.crt文件）和对应的私钥（.key文件）。

2. 配置Nginx

创建一个Nginx配置文件，例如nginx.conf，并添加以下内容：

stream {
    server {
        listen 443 ssl;

        # SSL证书和密钥路径
        ssl_certificate /path/to/your/certificate.crt;
        ssl_certificate_key /path/to/your/private.key;

        # 允许的SSL协议版本
        ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;

        # 配置SSL密码套件
        ssl_ciphers 'EECDH+AESGCM:EDH+AESGCM:AES256+EECDH:AES256+EDH';

        # 配置SSL会话缓存
        ssl_session_cache shared:SSL:10m;
        ssl_session_timeout 10m;

        # 代理到后端服务器的地址和端口
        proxy_pass your_backend_server:your_backend_port;
    }
}

替换以下部分：

/path/to/your/certificate.crt：SSL证书的路径。
/path/to/your/private.key：SSL私钥的路径。
your_backend_server：后端服务器的地址。
your_backend_port：后端服务器的端口。

3. 启动Nginx

启动Nginx服务，确保配置生效。

4. 验证配置

使用SSL客户端与Nginx建立连接，确认SSL连接是否正常工作。可以使用openssl命令或其他SSL客户端工具来进行验证。

注意事项

确保SSL证书和私钥的权限设置正确，Nginx能够读取它们。
配置中的SSL密码套件和协议版本可以根据需求进行调整。
确保防火墙和网络配置允许连接到Nginx服务器的443端口。

以上配置将Nginx配置为监听SSL连接并将其代理到后端服务器。这样，客户端与Nginx之间的通信将通过SSL加密进行，而Nginx与后端服务器之间的通信则可以是加密或非加密的，具体取决于后端服务器的配置。

实操

编译参数

Nginx配置四层代理使用到stream模块，需要在编译时指定--with-stream。还需要添加--with-stream_ssl_module模块； ngx_stream_ssl_module 提供了基于 SSL/TLS 协议的 TCP 连接监听

--prefix=/opt/nginx-1.24.0 --with-openssl=/usr/local/src/openssl-1.1.1t --with-pcre=/usr/local/src/pcre-8.45 --with-zlib=/usr/local/src/zlib-1.2.13 --with-http_ssl_module --with-http_stub_status_module --with-stream --with-http_stub_status_module --with-http_gzip_static_module --with-stream_ssl_module

准备工作

CA证书(key、crt、ca.crt)证书使用openssl或者使用域名证书都可以，可不可信都可以
Nginx 1.19版本以上+
代理后端 ( tcp后端使用Redis模拟)

配置参数详解

指令名称	指令值格式	默认值	指令说明
ssl_protocols	[SSLv2][SSLv3][TLSv1][TLSv1.1][TLSv1.2][TLSv1.3]	TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2	设置使用的 SSL 协议版本
ssl_certificate	file	–	PEM 格式的 SSL 证书文件，可自建或由 CA 机构颁发
ssl_certificate_key	file	–	PEM 格式的 SSL 证书私钥文件，可自建或由 CA 机构颁发
ssl_password_file	file	–	存放 SSL 证书私钥文件的密码文件，一个密码一行。有多个密码时，Nginx 会依次尝试
ssl_ciphers	ciphers	HIGH:!aNULL:!MD5	设置 SSL TCP 建立连接时用于协商使用的加密算法组合，也称为密码套件。指令值内容为 openssl 的密码套件名称，多个套件名称由“:”分隔
ssl_prefer_server_ciphers	on 或 off	off	是否启用 SSLv3 和 TLSv1 协议在 SSL TCP 连接时优先使用服务端设置的密码套件
ssl_dhparam	file	–	DH 密钥交换的 Diffie-Hellman 参数文件
ssl_ecdh_curve	curve	auto	配置 SSL 加密时使用椭圆曲线 DH 密钥交换的曲线参数，多个参数使用“:”分隔。ecdh 是 Elliptic-Curve 和 Diffie-Hellman 的缩写，指令值为 auto 时，配置的曲线参数是 prime256v1
ssl_session_cache	off 或 none 或 [builtin[:size]][shared:name:size]	none	SSL TCP 会话缓存设置
ssl_session_tickets	on 或 off	on	是否启用 SSL TCP 会话缓存 session ticket 机制，指令值为 off 时，使用 session ID 会话缓存机制
ssl_session_ticket_key	file	–	指定会话凭证密钥文件，用以多台 Nginx 间实现 session ticket 共享，否则 Nginx 会随机生成一个会话凭证密钥
ssl_session_timeout	time	5m	设置客户端可用会话缓存的超时时间
ssl_verify_client	on 或 off 或 optional 或 optional_no_ca	off	设置是否启用对客户端证书验证功能，指令值为 on 时，启用验证；指令值为 optional 时，如果接收到客户端证书则启用验证；指令值为 optional_no_ca 时，若接收到客户端证书，则启用客户端证书验证，但不进行证书链校验。验证结果将存储在 $ssl_client_verity 变量中
ssl_crl	file	–	证书吊销列表文件，用以验证客户端 SSL 证书有效性的 PEM 格式文件
ssl_client_certificate	file	–	指定一个 PEM 格式的 CA 证书（根或中间证书）文件，该证书用作客户端的证书验证。该证书列表会被发送给客户端
ssl_trusted_certificate	file	–	指定一个 PEM 格式的 CA 证书（根或中间证书）文件，该证书用作客户端的证书验证。该证书列表不会被发送给客户端
ssl_verify_depth	number	1	设置客户端证书链验证深度

Nginx 主配置文件

user nginx;  # 设置运行 Nginx 的用户

error_log  logs/nginx_error.log;  # 错误日志路径

worker_processes  1;  # Nginx worker 进程数

events {
    worker_connections  4096;  # 每个 worker 进程的最大连接数
}

include /opt/nginx-1.24.0/conf/conf.d/tcp.conf;  # 包含 TCP 配置文件

http {
    include       mime.types;  # 包含 MIME 类型配置文件
    default_type  application/octet-stream;  # 默认 MIME 类型

    log_format  main  '$remote_addr | $remote_user | $time_local | $request | $http_host |'  # 自定义日志格式
                      '$status | $upstream_status | $body_bytes_sent | $http_referer '
                      '$http_user_agent | $upstream_addr | $request_time | $upstream_response_time';

    sendfile        on;  # 开启 sendfile
    charset utf-8;  # 字符编码
    keepalive_timeout  65;  # 客户端连接保持超时时间
    large_client_header_buffers 8 128k;  # 客户端请求头部缓冲区大小
    server_tokens off;  # 关闭服务器版本号显示
    proxy_buffering on;  # 开启代理缓冲
    proxy_hide_header X-Powered-By;  # 隐藏响应头 X-Powered-By
    proxy_hide_header Server;  # 隐藏响应头 Server
    proxy_buffer_size 1024k;  # 代理缓冲大小
    proxy_buffers 32 1024k;  # 代理缓冲区设置
    proxy_busy_buffers_size 2048k;  # 代理繁忙缓冲区大小
    proxy_temp_file_write_size 2048k;  # 代理临时文件写入大小
    proxy_connect_timeout 300s;  # 代理连接超时时间
    proxy_read_timeout 300s;  # 代理读取超时时间
    proxy_send_timeout 300s;  # 代理发送超时时间
    proxy_ignore_headers Set-Cookie; # 忽略缓存cookie
    client_header_timeout 120s;  # 客户端请求头超时时间
    client_max_body_size 100M;  # 客户端请求最大 body 大小
    client_body_buffer_size 100M;  # 客户端请求 body 缓冲区大小
    client_header_buffer_size 128k;  # 客户端请求头缓冲区大小
    fastcgi_connect_timeout 600;  # FastCGI 连接超时时间
    fastcgi_send_timeout 600;  # FastCGI 发送超时时间
    fastcgi_read_timeout 600;  # FastCGI 读取超时时间
    fastcgi_buffer_size 128k;  # FastCGI 缓冲区大小
    fastcgi_buffers 4 128k;  # FastCGI 缓冲区设置
    fastcgi_busy_buffers_size 256k;  # FastCGI 繁忙缓冲区大小
    fastcgi_temp_file_write_size 256k;  # FastCGI 临时文件写入大小
    gzip on;  # 开启 Gzip 压缩
    gzip_min_length 1000;  # 最小压缩文件大小
    gzip_buffers 16 8k;  # Gzip 缓冲区大小
    gzip_comp_level 8;  # Gzip 压缩级别
    gzip_proxied any;  # Gzip 压缩代理设置
    gzip_disable "MSIE [1-6]\.";  # 禁用 Gzip 的用户代理
    gzip_types  text/plain   text/css application/javascript application/x-javascript text/xml application/json application/xml application/xml+rss text/javascript image/jpg image/jpeg image/png image/gif;  # Gzip 压缩类型
    tcp_nopush      on;  # 开启 TCP nopush
    tcp_nodelay     on;  # 开启 TCP nodelay
    server_names_hash_bucket_size 128;  # 服务器名称散列桶大小
    add_header Nginx-Server "";  # 添加自定义响应头
    max_ranges 1;  # 最大 ranges 数
    ssl_protocols TLSv1 TLSv1.1 TLSv1.2;  # 设置使用的 SSL 协议版本
    include /opt/nginx-1.24.0/conf/conf.d/*.conf;  # 包含所有 .conf 文件
}

include /opt/nginx-1.24.0/conf/conf.d/tcp.conf引用TCP配置文件不能在http标签下，需要和http标签同级，否则会提示stream语法错误

子配置文件定义TCP配置信息

```nginx
stream {
    upstream redis {
        server 127.0.0.1:6379;  # 定义 upstream，指向 Redis 服务
    }

    # 日志配置
    log_format proxy '$remote_addr [$time_local] '
                 '$protocol $status $bytes_sent $bytes_received '
                 '$session_time "$upstream_addr" '
                 '"$upstream_bytes_sent" "$upstream_bytes_received" "$upstream_connect_time"';

    # SSL代理本地服务器
    server {
        listen 8100 ssl;  # 监听 8100 端口，并开启 SSL
        access_log /opt/nginx-1.22.1/logs/tcp-ssl-access.log proxy;  # 访问日志路径
        ssl_certificate   /opt/nginx-1.22.1/conf/cert/server.crt;  # SSL 证书路径
        ssl_certificate_key    /opt/nginx-1.22.1/conf/cert/server.key;  # SSL 证书私钥路径
        ssl_protocols TLSv1.1 TLSv1.2 TLSv1.3;  # 设置 SSL 协议版本
        proxy_ssl_session_reuse on;  # 启用 SSL 会话重用
        ssl_ciphers EECDH+CHACHA20:EECDH+CHACHA20-draft:EECDH+AES128:RSA+AES128:EECDH+AES256:RSA+AES256:EECDH+3DES:RSA+3DES:!MD5;  # SSL 加密算法
        ssl_session_cache shared:SSL:10m;  # SSL 会话缓存
        ssl_session_timeout 10m;  # SSL 会话超时时间
        proxy_pass redis;  # 代理到 Redis 服务
    }

    # 模拟客户端解密,对外暴露
    server {
        listen 8104;  # 监听 8104 端口
        access_log /opt/nginx-1.22.1/logs/tcp-access.log proxy;  # 访问日志路径
        proxy_connect_timeout 60s;  # 连接超时时间
        proxy_timeout 60s;  # 代理超时时间
        proxy_pass 127.0.0.1:8100;  # 代理到本地 SSL 服务
        ssl_verify_client on;  # 启用客户端证书验证
        ssl_client_certificate /opt/nginx-1.22.1/conf/cert/ca.crt;  # 客户端证书路径
        proxy_ssl   on;  # 开启 SSL
        ssl_certificate   /opt/nginx-1.24.0/conf/cert/server.crt;  # SSL 证书路径
        ssl_certificate_key    /opt/nginx-1.24.0/conf/cert/server.key;  # SSL 证书私钥路径
        ssl_protocols TLSv1.1 TLSv1.2 TLSv1.3;  # 设置 SSL 协议版本
    }
}

在Nginx服务器上，直接redis-cli访问8100是会提示连接失败，虽然端口通讯，但是没有携带证书，Nginx会拒绝连接，使用8104端口，就可以正常通信

使用Redis Client访问Nginx 对外8104端口

日志如下

==> tcp-ssl-access.log <==
127.0.0.1 [18/May/2024:02:37:57 +0000] TCP 200 7490 250 22.958 "127.0.0.1:6379" "250" "7490" "0.000"
==> tcp-access.log <==
111.111.222.10 [18/May/2024:02:37:57 +0000] TCP 200 7490 250 22.959 "127.0.0.1:8100" "250" "7490" "0.003"   将时间替换成今天

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