记一次由gzip引起的nginx转发事故

故事背景

书接前几篇文章，仍然是交付甲方遇到的一个特殊诉求，从而引发了本期的事故。甲方的诉求是前端的请求过来，需要加密，但是要经过waf，必须要求是请求明文，那就要在waf和nginx之间做一个解密前置应用处理。大致架构图如下：
在这里插入图片描述
本次事故的起因是因为，经过waf的请求响应头信息增加了一个Content-Encoding:gzip导致的数据无法返回前端。

技术栈

nginx：1.16.1
springboot：2.5.14
hutool：5.8.15

NGINX下载：NGINX下载链接

情景再现

我们一点一点还原下，当时遇到的问题。我们这里需要两个java应用和一个nginx三个工程。注意下述不是完整代码，都是核心代码片段。只为说明问题产生的过程，所以不会大面积贴出所有代码！！！

前置服务

http调用目标服务核心代码

注意：此处代码重点在于使用hutool HttpRequest.execute()调用目标服务，其余方法理性观看！

public static HttpResponse executeAndGetResponse(HttpServletRequest request, String forwardAddr, String decryptData, String wafHost) {
        if (decryptData == null) {
            return executeAndGetResponse(request, forwardAddr, wafHost);
        }
        HttpRequest httpRequest = getHttpRequest(request, forwardAddr, wafHost);
        Map<String, Object> copyForm = null;
        if (httpRequest.form() != null) {
            copyForm = new HashMap<>(httpRequest.form());
        }
        
        httpRequest.body(decryptData, request.getContentType());
        //重新设置form,设置body时会将form设为null,所以需重新设置form
        //TODO body和form二者只能存在一个，当form存在时,则body会被置为null,除了Get请求其他参数都要放到body体中
        if (Objects.equals(RequestMethodEnum.GET.getMethod(), request.getMethod())
                && httpRequest.form() == null && CollectionUtil.isNotEmpty(copyForm)) {
            httpRequest.form(copyForm);
        }
        HttpResponse response = httpRequest.execute();
        return response;
    }

响应流返回给ng核心代码

public static void returnStream(HttpResponse forwardResponse, HttpServletResponse response) {
        //拷贝转发响应头携带的信息
        Map<String, List<String>> headers = forwardResponse.headers();
        if (CollectionUtil.isNotEmpty(headers)) {
            log.info("----------------------------------------------");
            for (Map.Entry<String, List<String>> entry : headers.entrySet()) {
                if (CollectionUtil.isNotEmpty(entry.getValue())) {
                    response.addHeader(entry.getKey(), entry.getValue().get(0));
                    log.info("响应头信息：[{}:{}]", entry.getKey(), entry.getValue().get(0));
                } else {
                    response.addHeader(entry.getKey(), "");
                }
            }
        }
        //输出响应日志
        String contentType = forwardResponse.header("Content-Type");
        if (StringUtils.isNotBlank(contentType) && contentType.toLowerCase().startsWith(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)) {
            String body = forwardResponse.body();
            if (body.length() > 1000) {
                log.info("请求响应长度大于1000,只打印前1000个字符,详情可查看转发服务:{}", StrUtil.cleanBlank(body).substring(0, 1000));
            } else {
                log.info("请求响应:{}", StrUtil.cleanBlank(body));
            }
        }
        OutputStream outputStream = null;
        GZIPOutputStream gzipOut = null;
        try {
            response.setCharacterEncoding("UTF-8");

            outputStream = response.getOutputStream();
            IoUtil.copy(forwardResponse.bodyStream(), outputStream);
            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            log.error("流读取IO异常", e);
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (gzipOut != null) {
                try {
                    gzipOut.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (outputStream != null) {
                try {
                    outputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }

启动配置文件

spring.application.name=router
server.port=7070

waf.host=127.0.0.1
forward.url=http://${waf.host}:9090

目标服务

接口实现

import cn.hutool.core.io.IoUtil;
import com.alibaba.fastjson.JSON;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.servlet.http.HttpServletRequest;
import javax.servlet.http.HttpServletResponse;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.zip.GZIPOutputStream;

@RestController
@RequestMapping("/hello")
@Slf4j
public class HelloController {

    @GetMapping("/test")
    public Map getTest() {
        Map<String, String> ng = new HashMap<>();
        ng.put("2", "333333333333333333333");
        return ng;
    }

    @GetMapping("/test3")
    public void getTest3(String a, String b, HttpServletResponse response) {
        Map<String, String> ng = new HashMap<>();
        ng.put("2", "Hello,received：" + a + b);

        response.addHeader("Content-Encoding", "gzip");

        OutputStream outputStream = null;
        GZIPOutputStream gzipOut = null;
        try {
            response.setCharacterEncoding("UTF-8");

            outputStream = response.getOutputStream();
            log.info("--响应开始压缩--");
            gzipOut = new GZIPOutputStream(outputStream);

            IoUtil.write(gzipOut, false, JSON.toJSONBytes(ng));
            gzipOut.finish();
            log.info("--响应压缩完成--");

            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            log.error("流读取IO异常", e);
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (gzipOut != null) {
                try {
                    gzipOut.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (outputStream != null) {
                try {
                    outputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }


    @GetMapping("/test2")
    public Map getTest2() {
        Map<String, String> ng = new HashMap<>();
        ng.put("2", "333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333");
        ng.put("3", "333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333");
        return ng;
    }

    @GetMapping("/gzip-test")
    public void gzipTest(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        response.addHeader("Content-Encoding", "gzip");

        OutputStream outputStream = null;
        GZIPOutputStream gzipOut = null;
        try {
            response.setCharacterEncoding("UTF-8");

            outputStream = response.getOutputStream();
            log.info("--响应开始压缩--");
            gzipOut = new GZIPOutputStream(outputStream);

            Map<String, String> data = new HashMap<>();
            data.put("name", "Kevin");
            IoUtil.write(gzipOut, false, JSON.toJSONBytes(data));
            gzipOut.finish();
            log.info("--响应压缩完成--");

            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            log.error("流读取IO异常", e);
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (gzipOut != null) {
                try {
                    gzipOut.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (outputStream != null) {
                try {
                    outputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }

    @GetMapping("/gzip-test2")
    public void gzipTest2(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response) {
        response.addHeader("Content-Encoding", "gzip");

        OutputStream outputStream = null;
        GZIPOutputStream gzipOut = null;
        try {
            response.setCharacterEncoding("UTF-8");

            outputStream = response.getOutputStream();
            log.info("--响应开始压缩--");
            gzipOut = new GZIPOutputStream(outputStream);

            Map<String, String> data = new HashMap<>();
            data.put("name", "Mary");
            IoUtil.write(gzipOut, false, JSON.toJSONBytes(data));
            gzipOut.finish();
            log.info("--响应压缩完成--");

            outputStream.flush();
        } catch (IOException e) {
            log.error("流读取IO异常", e);
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (gzipOut != null) {
                try {
                    gzipOut.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (outputStream != null) {
                try {
                    outputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }

}

启动配置文件

spring.application.name=demo2
server.port=9090

nginx配置


#user  nobody;
worker_processes  1;

error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
error_log  logs/error.log  info;

pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    upstream backend {
        server 127.0.0.1:7070;
        keepalive 50;
    }

    #gzip  on;

    server {
        listen       6060;
        server_name  127.0.0.1;

        access_log  logs/host.access.log  main;
        client_max_body_size 20m;
        client_header_buffer_size 32k;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
            #proxy_http_version 1.1;
            #proxy_set_header Connection "";
        }
    }

}

问题集锦

错误1：NS_ERROR_NET_RESET

在这里插入图片描述

解决方案

增加配置
proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Connection “”;


#user  nobody;
worker_processes  1;

error_log  logs/error.log;
#error_log  logs/error.log  notice;
error_log  logs/error.log  info;

pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  1024;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    #tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    upstream backend {
        server 127.0.0.1:7070;
        keepalive 50;
    }

    #gzip  on;

    server {
        listen       6060;
        server_name  127.0.0.1;

        access_log  logs/host.access.log  main;
        client_max_body_size 20m;
        client_header_buffer_size 32k;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Connection "";
        }
    }

}
错误2：net::ERR_CONTENT_DECODING_FAILED 200 (OK)

在这里插入图片描述

解决方案

修改前置应用返回ng的响应流处理方法，检测到响应头中含有Content-Encoding:gzip对报文内容做压缩处理，再返给ng

public static void returnStream(HttpResponse forwardResponse, HttpServletResponse response) {
        //拷贝转发响应头携带的信息
        Map<String, List<String>> headers = forwardResponse.headers();
        if (CollectionUtil.isNotEmpty(headers)) {
            log.info("----------------------------------------------");
            for (Map.Entry<String, List<String>> entry : headers.entrySet()) {
                if (CollectionUtil.isNotEmpty(entry.getValue())) {
                    response.addHeader(entry.getKey(), entry.getValue().get(0));
                    log.info("响应头信息：[{}:{}]", entry.getKey(), entry.getValue().get(0));
                } else {
                    response.addHeader(entry.getKey(), "");
                }
            }
        }
        //输出响应日志
        String contentType = forwardResponse.header("Content-Type");
        if (StringUtils.isNotBlank(contentType) && contentType.toLowerCase().startsWith(MediaType.APPLICATION_JSON_VALUE)) {
            String body = forwardResponse.body();
            if (body.length() > 1000) {
                log.info("请求响应长度大于1000,只打印前1000个字符,详情可查看转发服务:{}", StrUtil.cleanBlank(body).substring(0, 1000));
            } else {
                log.info("请求响应:{}", StrUtil.cleanBlank(body));
            }
        }
        OutputStream outputStream = null;
        GZIPOutputStream gzipOut = null;
        try {
            response.setCharacterEncoding("UTF-8");

            outputStream = response.getOutputStream();

            String contentEncoding = forwardResponse.contentEncoding();
            if(StringUtils.isNotBlank(contentEncoding) && contentEncoding.equalsIgnoreCase("gzip")) {
                log.info("--响应开始压缩--");
                gzipOut = new GZIPOutputStream(outputStream);
                IoUtil.write(gzipOut, false, forwardResponse.bodyBytes());
                gzipOut.flush();
                gzipOut.finish();
                log.info("--响应压缩完成--");
            } else {
                IoUtil.write(outputStream, false, forwardResponse.bodyBytes());
                outputStream.flush();
            }
        } catch (IOException e) {
            log.error("流读取IO异常", e);
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            if (gzipOut != null) {
                try {
                    gzipOut.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
            if (outputStream != null) {
                try {
                    outputStream.close();
                } catch (IOException e) {
                    throw new RuntimeException(e);
                }
            }
        }
    }

高版本Nginx

最开始我本地复现并没有关注到ng的版本，所以开始使用的是1.25.3的版本，还衍生出了新的问题也贴出来供大家参考下。


#user  nobody;
worker_processes  1;

error_log  logs/error.log;
error_log  logs/error.log  notice;
error_log  logs/error.log  info;

pid        logs/nginx.pid;


events {
    worker_connections  10000;
}


http {
    include       mime.types;
    default_type  application/octet-stream;

    log_format  main  '$remote_addr - $remote_user [$time_local] "$request" '
                      '$status $body_bytes_sent "$http_referer" '
                      '"$http_user_agent" "$http_x_forwarded_for"';

    access_log  logs/access.log  main;

    sendfile        on;
    tcp_nopush     on;

    keepalive_timeout  65;

    gzip  on;

    upstream backend {
        server 127.0.0.1:7070;
        keepalive 50;
    }

    server {
        listen       6060;
        server_name  127.0.0.1;

        access_log  logs/host.access.log  main;
        client_max_body_size 20m;
        client_header_buffer_size 32k;

        location / {
            proxy_pass http://backend;
            proxy_http_version 1.1;
            proxy_set_header Connection "";
        }

        # redirect server error pages to the static page /50x.html
        #
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        location = /50x.html {
            root   html;
        }
    }

}

错误1：502 Bad Gateway

在这里插入图片描述

解决方案

通过配置ng的错误日志可以查到如下错误：

2024/03/28 01:16:07 [error] 8352#5480: *43 upstream sent duplicate header line: "Transfer-Encoding: chunked", previous value: "Transfer-Encoding: chunked" while reading response header from upstream, client: 127.0.0.1, server: 127.0.0.1, request: "GET /noauth/captcha/slide-image HTTP/1.1", upstream: "http://127.0.0.1:7070/noauth/captcha/slide-image", host: "localhost:6060"

意思是请求头中行Transfer-Encoding: chunked重复导致的；
这个只需要在后端服务中返回ng之前移除请求头就可以了。
注意：这是因为proxy_http_version 1.1;
proxy_set_header Connection “”; 这两个配置导致的，高版本nginx中会自动加入Transfer-Encoding: chunked，所以从后端传过来的response中也存在就会重复，nginx1.16.1版本就不会出现这个问题。
在这里插入图片描述

总结

一个gzip引发的案件，原因是因为过waf的时候，waf会自动引入gzip压缩处理，导致前置应用没有处理，解决此问题的方案有2。

方案一

前置应用获取到目标服务的响应结果后，已经是解压后的数据，这是因为hutool是一个http客户端，如果服务端返回的response中带有gzip的标志，hutool获取到的结果已经是解压过后的数据，可以继续移除hutool获取到的响应头中的Content-Encoding:gzip往外继续抛即可，这样抛到ng的时候也是不带gzip头信息的，数据也刚好搭对。但是注意这就失去了压缩的意义了，会损失一些传输损耗，达不到压缩的积极意义。

方案二

那就是检测到响应头中带有gzip标识，返回响应流的时候，做压缩处理，同样是响应头和响应体搭对即可。

未解之谜

情景复现中难以模拟我们真实的一种场景是，我们做了压缩处理，但是在请求中只有一个接口是成功的，其余接口均无返回，我们也不得其解，如果能找到原因再来公布。

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