# 国际互联网络优化 — 执行版

日期：2026-05-21 | 前置：审阅版已通过

## 1. 目标与范围

在 1C/1G 轻量 VPS 上部署 nginx 反向代理，通过 Cloudflare CDN 实现中国 IP 白名单访问控制，将流量转发到后端 2C4G 高性能服务器的 sub2api 服务。

## 2. 前置假设

- 轻量 VPS 已就绪，OS Debian/Ubuntu，有公网 IP，已配置 SSH 密钥登录
- 高性能服务器已部署 sub2api（Docker Compose），监听 8080，`config.yaml` 可编辑
- 域名 `proxyapi.cyan2000.uk` 的 NS 管理权限在手
- 两台 VPS 之间通过公网 IP 通信（无内网）
- 目标用户全部在中国大陆（+ 酌情香港/澳门）
- Cloudflare 免费计划账户已注册

## 3. 涉及文件与路径

### 轻量 VPS（新部署）

| 路径 | 操作 | 说明 |
|---|---|---|
| `/etc/nginx/nginx.conf` | 写入 | 主配置，定义 upstream、限流区域 |
| `/etc/nginx/ssl/fullchain.pem` | certbot 签发 | Let's Encrypt 证书 |
| `/etc/nginx/ssl/privkey.pem` | certbot 签发 | 私钥 |
| `/etc/systemd/system/nginx.service.d/override.conf` | 创建 | MemoryMax + Restart |
| `/etc/fail2ban/jail.local` | 写入 | nginx-404 + nginx-limit-req 规则 |
| `/etc/fail2ban/filter.d/nginx-404.conf` | 写入 | 404 扫描过滤 |
| `/usr/local/bin/nginx-defense.sh` | 创建 | 内存压力自动降级 |
| `/usr/local/bin/cf-iptables.sh` | 创建 | CF IP 白名单更新 |
| `/usr/local/bin/rebuild-nginx.sh` | 创建 | 一键重建 |
| `/etc/cron.d/cf-iptables` | 写入 | 每日 3:00 执行 |
| `/etc/cron.d/nginx-defense` | 写入 | 每分钟执行 |

### 高性能服务器（配置变更）

| 路径 | 操作 | 说明 |
|---|---|---|
| `config.yaml` | 编辑 | `server.trusted_proxies` 加 nginx IP |
| `config.yaml` | 编辑（条件） | `security.trust_forwarded_ip_for_api_key_acl: true` |
| `/etc/ssl/private/sub2api-key.pem` | 生成 | 回源自签证书私钥 |
| `/etc/ssl/certs/sub2api-cert.pem` | 生成 | 回源自签证书 |
| `docker-compose.yml` | 编辑（可选） | nginx sidecar 做 TLS 终止 |

## 4. 数据流与依赖

```
用户浏览器
  │ HTTPS 443 (Let's Encrypt)
  ▼
Cloudflare CDN
  │ 加头: CF-Connecting-IP, CF-IPCountry
  │ HTTPS 443 (Let's Encrypt)
  ▼
轻量VPS nginx (1C/1G)
  │ iptables: 仅接受 CF IP 段
  │ nginx: CF-IPCountry 非 CN → 403
  │ 加头: X-Real-IP, X-Forwarded-For
  │ HTTPS 8443 (自签证书)
  ▼
后端 nginx sidecar (TLS 终止)
  │ HTTP :8080
  ▼
sub2api (Gin)
  │ ip.GetClientIP() → CF-Connecting-IP → X-Real-IP → X-Forwarded-For
  ▼
PostgreSQL / Redis
```

依赖：
- 轻量 VPS → 后端公网 IP 可达（防火墙允许 8080 或 8443）
- 后端 → Redis / PostgreSQL（已有）
- 轻量 VPS → cloudflare.com（cron 拉取 IP 段）

## 5. 接口契约与字段变化

### sub2api 配置变化

```yaml
# config.yaml 新增
server:
  trusted_proxies:
    - "<轻量VPS公网IP>"
    - "173.245.48.0/20"     # Cloudflare IP 段（如需）
    # ... 或信任所有 CF IP 段

# 如果启用了 API Key IP 白名单功能
security:
  trust_forwarded_ip_for_api_key_acl: true
```

### nginx 向下游传递的头

| 头名称 | 值来源 | 用途 |
|---|---|---|
| `X-Real-IP` | `$remote_addr`（CF 边缘 IP） | 传统兼容 |
| `X-Forwarded-For` | `$proxy_add_x_forwarded_for` | 代理链 |
| `X-Forwarded-Proto` | `$scheme`（https） | 协议感知 |
| `CF-Connecting-IP` | `$http_cf_connecting_ip`（CF 原始头） | sub2api 优先读取 |
| `Host` | `$host`（proxyapi.cyan2000.uk） | 虚拟主机 |

### sub2api IP 解析优先级（`ip.go` 已有，不变）

```
CF-Connecting-IP → X-Real-IP → X-Forwarded-For(第一个公网IP) → c.ClientIP()
```

`c.ClientIP()`（限流器使用）仅在 `trusted_proxies` 含来源 IP 时才信任转发头。**必须配置**。

## 6. 边界情况与失败路径

| 场景 | 预期行为 |
|---|---|
| 用户绕过 CF 直连源站 IP | iptables DROP，连接超时 |
| 用户通过 CF 但伪造 CF-IPCountry 头 | CF 会覆盖此头或剥离，nginx 看到空 → 403 |
| 用户通过 CF 但来自非中国 IP | CF WAF Block（第一层），nginx `$http_cf_ipcountry != CN` → 403（第二层） |
| CF IP 段更新，iptables 未同步 | 受影响的新 CF IP 回源被 DROP，用户看到 502；每日 cron 最小化窗口 |
| 轻量 VPS OOM | systemd MemoryMax=800M 杀 nginx 而非全机 OOM；Restart=always 5s 恢复 |
| 轻量 VPS 彻底宕机 | 备机 DNS 切换；或一键重建脚本 |
| 后端 502/504 | nginx 返回 502 给用户；`proxy_next_upstream error timeout http_502` 有限重试 |
| sub2api `trusted_proxies` 未配 | 限流器把所有用户视为同一 IP（nginx IP），共享限流桶 |
| CF-Connecting-IP 传递失败（nginx 没透传） | sub2api 回退到 X-Forwarded-For 解析，仍能拿到真实 IP |
| Let's Encrypt 证书过期 | certbot renew 自动续期；需确保 80 端口可访问用于验证 |
| 前端磁盘满 | access_log 生产环境关掉；error_log logrotate maxsize 50M |

## 7. 实施步骤

### 第一阶段：后端配置（零中断）

1. 登录高性能服务器
2. 确认 `config.yaml` 路径，备份后编辑：
   ```yaml
   server:
     trusted_proxies:
       - "<轻量VPS公网IP>"
   ```
3. 生成自签证书：
   ```bash
   openssl req -x509 -nodes -days 3650 -newkey rsa:2048 \
     -keyout /etc/ssl/private/sub2api-key.pem \
     -out /etc/ssl/certs/sub2api-cert.pem \
     -subj "/CN=<后端公网IP>"
   ```
4. 在 `docker-compose.yml` 中添加 nginx sidecar 做 TLS 终止（监听 8443 → 转发 8080），或直接用 sub2api 的 HTTPS 配置
5. 重启 sub2api / Docker Compose
6. 验证：`curl --noproxy '*' -k https://<后端公网IP>:8443/health` 返回 200

### 第二阶段：Cloudflare DNS（可能中断 1-2 分钟）

1. 在 Cloudflare 添加站点 `proxyapi.cyan2000.uk`
2. 将域名 NS 改为 Cloudflare 分配的 NS
3. 等 NS 生效后，添加 DNS 记录：A `@` → 轻量 VPS 公网 IP，橙色云朵开启
4. SSL/TLS 模式设为 Full (strict)
5. WAF 规则：`(ip.geoip.country eq "CN")` → Allow，新建规则
6. 验证：`curl -H "Host: proxyapi.cyan2000.uk" https://<轻量VPS_IP>/health --resolve proxyapi.cyan2000.uk:443:<轻量VPS_IP>` — 此时 nginx 还没配，先确认 CF 能到 VPS

### 第三阶段：轻量 VPS 部署

按顺序执行：

```bash
# 1. 基础软件
apt update && apt install -y nginx certbot fail2ban iptables-persistent

# 2. 获取证书（先关 nginx 80/443，或 certbot standalone 模式）
certbot certonly --standalone -d proxyapi.cyan2000.uk

# 3. 写入 /etc/nginx/nginx.conf（见附录 A）

# 4. 写入 systemd override（见附录 B）
mkdir -p /etc/systemd/system/nginx.service.d

# 5. 写入 fail2ban 配置（见附录 C）

# 6. 写入脚本（见附录 D）
# - /usr/local/bin/cf-iptables.sh
# - /usr/local/bin/nginx-defense.sh
# - /usr/local/bin/rebuild-nginx.sh

# 7. 执行 iptables 白名单（先 accept 所有，确认 nginx 正常后再启用 DROP）
bash /usr/local/bin/cf-iptables.sh

# 8. cron
echo "0 3 * * * root /usr/local/bin/cf-iptables.sh" > /etc/cron.d/cf-iptables
echo "* * * * * root /usr/local/bin/nginx-defense.sh" > /etc/cron.d/nginx-defense

# 9. 关闭 access_log（生产环境）
# 编辑 nginx.conf: access_log off;
# 或保留但 logrotate: maxsize 50M rotate 3

# 10. 启动
systemctl daemon-reload
systemctl enable --now nginx fail2ban
```

### 第四阶段：端到端验证

见第 8 节验证清单。

## 8. 测试与验证

### 自动化测试

```bash
# 1. 基本连通性
curl -I https://proxyapi.cyan2000.uk/health
# 预期: 200 OK

# 2. 中国 IP 访问控制 (CF-IPCountry 头)
curl -I https://proxyapi.cyan2000.uk/ -H "CF-IPCountry: CN"
# 预期: 正常转发，非 403
curl -I https://proxyapi.cyan2000.uk/ -H "CF-IPCountry: US"
# 预期: 403 Forbidden
curl -I https://proxyapi.cyan2000.uk/
# 预期: 403 (CF-IPCountry 为空 = 直连)

# 3. 压力测试 — 限流
ab -n 200 -c 50 https://proxyapi.cyan2000.uk/health
# 预期: 部分请求返回 429 / 503

# 4. Slowloris 抗性
slowhttptest -c 50 -H -u https://proxyapi.cyan2000.uk/
# 预期: 连接不耗尽，正常请求仍能响应

# 5. 源站 IP 直连
curl -I --connect-timeout 5 https://<轻量VPS_IP>/
# 预期: 超时或被拒绝 (iptables DROP)

# 6. 限流验证 — 真实 IP
for i in $(seq 1 35); do
  curl -s -o /dev/null -w "%{http_code}\n" https://proxyapi.cyan2000.uk/auth/login
done
# 预期: 前 20 个 200/401，后续 429
```

### 验证清单

- [ ] `curl https://proxyapi.cyan2000.uk/health` → 200
- [ ] CF 关闭橙色云朵（直连 VPS）→ `CF-IPCountry` 为空 → 403
- [ ] `CF-IPCountry: US` → 403
- [ ] `CF-IPCountry: CN` → 正常转发
- [ ] sub2api 访问日志 `client_ip` = 真实用户 IP（查看日志验证）
- [ ] auth 限流：同 IP 超频返回 429，不同 IP 独立计数
- [ ] 流式 API SSE 逐块到达
- [ ] 源站 IP 直连超时
- [ ] `ab` 压测限流生效
- [ ] `slowhttptest` 连接不耗尽
- [ ] `fail2ban-client status` 正常
- [ ] `systemctl show nginx | grep Restart` → `Restart=always`
- [ ] `systemctl show nginx | grep MemoryMax` → `MemoryMax=838860800`
- [ ] nginx error_log 无异常

## 9. 回滚 / 降级

### 快速回滚 DNS
1. Cloudflare DNS 关闭 A 记录橙色云朵（变灰色 = DNS only）
2. 或将 A 记录直接指向后端服务器 IP（绕过轻量 VPS）

### 回滚 sub2api 配置
```bash
# 注释掉 trusted_proxies 行，恢复原状
# 重启 sub2api
docker compose restart
```

### 轻量 VPS 紧急降级
如果 nginx 出现异常但 iptables 正常：
```bash
# 紧急放行所有流量
iptables -F CF-WHITELIST
iptables -A CF-WHITELIST -j ACCEPT
# 重启 nginx
systemctl restart nginx
```

---

## 附录 A：nginx 主配置

见 `NETWORK_OPTIMIZATION.md` 3.2 节完整配置。

## 附录 B：systemd override

```ini
# /etc/systemd/system/nginx.service.d/override.conf
[Service]
Restart=always
RestartSec=5s
OOMScoreAdjust=-500
MemoryMax=800M
MemoryHigh=700M
```

## 附录 C：fail2ban 配置

```ini
# /etc/fail2ban/jail.local
[nginx-404]
enabled  = true
port     = http,https
filter   = nginx-404
logpath  = /var/log/nginx/access.log
maxretry = 30
findtime = 60
bantime  = 600

[nginx-limit-req]
enabled  = true
port     = http,https
filter   = nginx-limit-req
logpath  = /var/log/nginx/error.log
maxretry = 5
findtime = 60
bantime  = 600
```

```ini
# /etc/fail2ban/filter.d/nginx-404.conf
[Definition]
failregex = ^<HOST> -.*"(GET|POST|HEAD).*" 404
ignoreregex =
```

## 附录 D：脚本

见 `NETWORK_OPTIMIZATION.md` 3.4 节：
- `cf-iptables.sh` — CF IP 白名单（含 IPv6）
- `nginx-defense.sh` — 内存压力自动降级
- `rebuild-nginx.sh` — 一键重建