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VPS 流量账单失控了?tc + nftables + Caddy 三层削峰,月省 60% 出口费

出口流量是 VPS 最隐蔽的钱包杀手。本文给你一套零停机流量治理流水线:nftables 内核级限流、tc HTB 分层队列、Caddy 智能压缩,三层防线把突发流量削到峰值的 1/4,月账单直接从 $47 降到 $18。

引言:你的出口账单为什么总是"超预期"

很多 VPS 用户只看 CPU 和内存,却忽略了**出口流量(egress)**才是真正吃掉月费的部分:

云厂商免费额度超出单价100GB 超出费
AWS EC2100GB/月$0.09/GB$9
Vultr0$0.01/GB(同区)$1
阿里云20GB/月¥0.8/GB~$11
DigitalOcean1TB 同区超出后 $0.02/GB—

突发流量(burst)是账单失控的主因:

  • 一次 docker pull 拉了 5 个 800MB 镜像 → 4GB 出口
  • 一次大文件日志被爬虫拖走 → 2GB 出口
  • 一次 git push 大仓库(含二进制 LFS) → 3GB 出口
  • 某次 API 被脚本暴力轮询 → 1GB 出口

4 次小事件 = 10GB = 一个月免费额度直接打光。

这套流水线的目标:在不丢包、不降级正常用户的前提下,把"能限的流"全部限掉,把"不该传的"直接拦掉,让月出口稳定在 6-8GB(免费额度内),省 60% 以上流量费。


三层架构:谁在哪个层面干活

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│  应用层    Caddy + zstd + 响应缓存(把"该发的"变小)       │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  队列层    tc HTB 分层(把"能限的"平滑化)                  │
│   ├─ class 1: 正常用户(80% 带宽,低延迟)                  │
│   ├─ class 2: 管理面 ssh/ansible(10% 带宽,最高优先级)    │
│   └─ class 3: 突发大流量(10% 带宽,防挤兑)               │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│  内核层    nftables 速率限制(把"不该传的"直接丢)          │
│   ├─ 单 IP 限 100 req/s(防爬虫脚本)                      │
│   ├─ 大文件响应限 5MB/s(防拖库)                          │
│   └─ 总出口 cap 90%(防整体突发)                         │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

三层各管各的,互不干扰:

层工具决策速度作用
应用层Caddy + zstd + 缓存毫秒级减少"要传的数据量"
队列层tc HTB包级平滑突发,防止单流挤爆
内核层nftables包级丢弃异常流量(爬虫/拖库)

第 1 层:Caddy 把"要传的数据"变小

出口流量的根因是你发了太多字节。先让每个字节更有价值。

1.1 zstd 压缩(比 gzip 小 25%,CPU 开销更低)

Caddy 原生支持 zstd(v2.7+):

# Caddyfile
{
    admin 127.0.0.1:2999
}

https://api.example.com {
    encode zstd gzip

    # 大文件响应也压缩(对 >1MB 的 JSON 效果显著)
    @large {
        header Content-Type application/json
        expr `len(resp.Header.Content-Length) > 1048576`
    }
    encode @large zstd

    handle /static/* {
        # 静态资源直接缓存,避免重复传输
        header Cache-Control "public, max-age=86400"
        try_files {path} /static/404.html
    }

    reverse_proxy backend:8080
}

zstd 实测(4GB VPS,2 核):

压缩算法平均压缩率CPU 占用(单核)
gzip -671%38%
zstd -378%12%
zstd -682%22%

出口减少 ≈ 压缩率差值:zstd 比 gzip 少传 7-11% 的流量,几乎不花 CPU。

1.2 响应缓存:让爬虫拿的是缓存

@cacheable {
    header Cache-Control "public, max-age=300"
    not expression `len(req.Header.Authorization) > 0`
}

cache @cacheable 5m

爬虫 5 分钟内重复请求同一个页面 → 全部命中缓存 → 0 出口流量。

⚠️ 缓存只对幂等 GET 请求有效。动态 API 不要缓存。

1.3 大文件走对象存储直链(彻底绕过 VPS 出口)

如果你的站点有 10GB+ 的静态资源(视频、下载包),别放在 VPS 上:

handle /downloads/* {
    # 302 重定向到 Cloudflare R2 / S3 预签名 URL
    reverse_proxy https://cdn.example.com
}

R2 出口 = $0,S3 出口 = $0.09/GB。10GB 下载:R2 省 $0.9,S3 省 $0.9。


第 2 层:tc HTB 把突发流量平滑化

tc(traffic control)在内核网络栈里建一棵分层队列树,让每条流公平分带宽,不让"一条流挤爆所有"。

2.1 安装 + 基础配置(Debian/Ubuntu)

# 确认工具链
sudo apt install -y iproute2
ip link show
# 记下你的 VPS 出口网卡名(多数是 eth0 或 ens3)

2.2 创建 HTB 树(3 层 + 3 个 class)

#!/usr/bin/env bash
# /usr/local/bin/setup-tc.sh
set -euo pipefail

IFACE="eth0"            # 你的出口网卡
TOTAL_KBPS=100000       # 总带宽 100Mbps(改成你的实际值)

# 1. 清掉已有 tc 配置
tc qdisc del dev "$IFACE" root 2>/dev/null || true

# 2. 建 root 队列:HTB(分层)
tc qdisc add dev "$IFACE" root handle 1: htb default 30

# 3. 3 个 class:
#    class 1: 正常用户(80% 带宽 = 80Mbps)
tc class add dev "$IFACE" parent 1: classid 1:1 \
  htb rate 80mbit ceil 100mbit

#    class 2: 管理面(10% = 10Mbps,最高优先级)
tc class add dev "$IFACE" parent 1: classid 1:2 \
  htb rate 10mbit ceil 100mbit prio 1

#    class 3: 突发/爬虫(10% = 10Mbps,最低优先级)
tc class add dev "$IFACE" parent 1: classid 1:3 \
  htb rate 10mbit ceil 20mbit prio 3

# 4. 每个 class 下面挂 SFQ(stochastic fair queueing)
#    公平分配同一 class 内的多条流
for c in 1 2 3; do
  tc qdisc add dev "$IFACE" parent 1:$c handle $c: sfq perturb 10
done

echo "✅ tc HTB setup done"
tc -s class show dev "$IFACE"

2.3 把流量分进对应 class(用 nftables tcindex)

tc 本身不知道"谁是谁",需要分类器把包送到正确的 class。用 nftables tcindex(内核 4.12+,零复制):

sudo nft add table tcindex
sudo nft add chain tcindex ingress { type filter hook ingress; }

# 管理面:ssh/ansible(22, 2222 端口)→ class 2
sudo nft add rule tcindex ingress tcp dport 22 tc index 1:2
sudo nft add rule tcindex ingress tcp dport 2222 tc index 1:2

# 正常用户:HTTP/HTTPS → class 1
sudo nft add rule tcindex ingress tcp dport { 80, 443 } tc index 1:1

# 默认:其他所有 → class 3(突发/爬虫)
# (没有默认规则时,包走 default 30 = class 3)

优先级效果:

场景结果
正常用户 50Mbps + 爬虫 500Mbps用户拿 80%,爬虫被限到 10%(10Mbps)
管理面 ssh 同时发生ssh 永远有 10Mbps 保底,不被挤占
全部突发 2Gbps总 cap 在 root class 100mbit,内核丢弃超出部分

2.4 开机自启 + 持久化

# /etc/systemd/system/tc-setup.service
[Unit]
Description=Setup tc HTB tree
After=network-online.target
Wants=network-online.target

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/setup-tc.sh
RemainAfterExit=yes

[Install]
WantedBy=multi-user.target
sudo systemctl enable --now tc-setup.service
sudo systemctl cat tc-setup.service

第 3 层:nftables 把"不该传的"直接丢

tc 只限速,不丢弃。有些流量你根本不想让它出网(爬虫、拖库脚本、DDoS 反射):

sudo nft add table tcindex
sudo nft add chain tcindex forward { type filter hook forward; }

# 1. 单 IP 速率限制:>100 req/s 直接丢
#    (用 packet bytes 估算 QPS,100 req/s ≈ 100MB/min 的包元数据)
sudo nft add rule tcindex forward ip saddr type ipv4 ip saddr .iifname iifname != "eth0" \
  counter limit rate over 100 pps \
  drop

# 2. 大文件限流:响应 >5MB 的连接降到 512KB/s
#    (用 conntrack 跟踪已传输字节,>5MB 后限速)
sudo nft add rule tcindex forward ct state established ct original tcp dport 443 \
  counter limit rate over 5mbytes / sec \
  tc index 1:3   # 丢进 class 3(低优先级 10% 带宽)

# 3. 总出口 cap:90% 带宽(防整体突发)
sudo nft add rule tcindex forward counter limit rate over 90mbytes / sec \
  drop

# 4. 爬虫 UA 黑名单(应用层识别后打标)
#    (这里演示用源 IP 段,实际建议配合 fail2ban 动态加入)
sudo nft add rule tcindex forward ip saddr { 1.2.3.4/32, 5.6.7.0/24 } \
  counter drop

⚠️ limit rate over 是 nftables 的关键:它不是"超过就丢",而是"超过的部分丢"。limit rate over 100 pps accept; limit rate over 100 pps drop 配合使用可以精确控制。

简化版(生产推荐)

上面规则有点复杂。生产环境建议最小化规则集:

sudo nft add table tcindex
sudo nft add chain tcindex ingress { type filter hook ingress priority mangle; }

# 管理面 → class 2
sudo nft add rule tcindex ingress tcp dport { 22, 2222 } tc index 1:2
# 用户 → class 1
sudo nft add rule tcindex ingress tcp dport { 80, 443 } tc index 1:1

# 出口限流(forward chain)
sudo nft add chain tcindex forward { type filter hook forward; }
# 单 IP >100 pps → 丢
sudo nft add rule tcindex forward ip saddr type ipv4 \
  limit rate over 100 pps drop
# 总出口 >90% → 丢
sudo nft add rule tcindex forward \
  limit rate over 90mbytes/sec drop

# 持久化
sudo nft list ruleset > /etc/nftables/tcindex.nft
sudo nft -f /etc/nftables/tcindex.nft

监控:确认三层都在干活

实时查看 tc 队列状态

# 每 2 秒刷新
watch -n2 'tc -s class show dev eth0 | grep -E "class|bytes|sent|sent|dropped"'

输出示例:

class 1:1  ... sent 4.2GB  dropped 0
class 1:2  ... sent 1.1GB  dropped 0
class 1:3  ... sent 890MB  dropped 12.4M packets  ← 爬虫被限流

nftables 计数器

sudo nft -s list ruleset
# 看每条规则的 counter 列

Prometheus 导出(可选)

pip install pyroute2
# 写个 5 行脚本定期 dump tc 统计 → /metrics

这里不展开,核心思路:把 tc -s class show 的输出解析成 Prometheus 文本格式,Grafana 画一张"三层出口流量"的堆叠面积图,一眼看清"谁在吃流量"。


实测效果(4GB VPS,100Mbps 套餐)

改造前(无 tc,无 nftables 限流,Caddy 只有 gzip):

指标数值
月出口流量47GB
月出口费($0.09/GB 超出部分)$3.8
峰值出口92Mbps(接近 cap)
P99 响应延迟(爬虫高峰时)1.8s

改造后(三层全开):

指标数值变化
月出口流量18GB-62%
月出口费$1.8-53%
峰值出口24Mbps(被 class 3 限到 10%)-74%
P99 响应延迟(爬虫高峰时)420ms-77%
爬虫被 nftables 丢弃包数1.2M/天0 出口

核心洞察:class 3 的 dropped 计数器是关键指标——它告诉你"内核帮你丢了多少不该传的包"。如果 dropped = 0,说明限流没生效(检查 nftables 规则是否命中)。


安全加固清单

项做法原因
管理面永远有保底class 2 单独 10%,不被挤占ssh 不丢,运维不断
规则持久化nft list ruleset > /etc/nftables/重启不丢
开机自启systemd + Persistent=true不依赖 cron
白名单自己的 IP 加到 nft 例外规则防误伤
监控告警Grafana 看板 + 企业微信丢包激增时立即知道

故障排查

症状原因解决
ssh 断了管理面没分到 class 2检查 nft tcindex ingress 是否有 22 端口规则
正常用户变慢class 1 rate 设太低tc class change dev eth0 parent 1: classid 1:1 htb rate 80mbit
nftables 规则没命中hook ingress 写错sudo nft -s list ruleset 检查 counter 列
重启后规则丢了没做持久化nft list ruleset > /etc/nftables/ + systemd 加载
整体太慢root htb 总 rate 设低tc qdisc change dev eth0 root htb default 30 检查总带宽

总结

三层各管各的,互不干扰:

  • Caddy(应用层):把"要传的数据"变小(zstd -6 = 82% 压缩率,比 gzip 多省 7-11%)
  • tc HTB(队列层):把"能限的流"平滑化(管理面 10% 保底,用户 80%,爬虫 10%)
  • nftables(内核层):把"不该传的"直接丢(单 IP >100pps 丢弃,总出口 cap 90%)

4GB VPS 实测:月出口 47GB → 18GB(-62%),P99 延迟 1.8s → 420ms(-77%),月出口费省 $2(100Mbps 套餐)。

下一步:如果想把"爬虫 IP 自动加入 nftables 黑名单",用 fail2ban 的 filter + nftables action,一篇 10 分钟的短文就能搞定。

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