Продуктивність без компромісів: SSL termination на балансувальнику

HTTPS-трафік зростає, а бекенди задихаються від TLS handshake. Кожен новий запит потребує асиметричного шифрування — при 10 000 RPS CPU йде в 90% завантаження. Замість того, щоб кожен upstream-сервер витрачав ресурси, ми виносимо SSL termination на балансувальник. Це стандартна практика, описана в Wikipedia. Налаштовуємо так, щоб сертифікати оновлювалися без даунтайму, а клієнти не бачили помилок.

Чому SSL termination знижує навантаження на бекенди?

SSL handshake потребує дорогих асиметричних операцій. Якщо кожен бекенд обробляє його самостійно, CPU йде в перевантаження вже при 10 тис. RPS. Винос на балансувальник знижує навантаження на 60–80% та спрощує управління сертифікатами: один домен — один сертифікат, а не копії на кожному інстансі. Балансувальник бере на себе всі операції шифрування, а бекенди працюють по HTTP, що додатково прискорює відповідь. Економія CPU при SSL termination особливо помітна на високих навантаженнях.

Які проблеми вирішує SSL termination?

Найчастіша проблема — неповний ланцюжок сертифікатів. Балансувальник віддає тільки leaf-сертифікат без intermediate CA. Браузер довіряє, curl мовчить, але openssl s_client -connect example.com:443 -showcerts показує Verify return code 21 — unable to verify the first certificate. Мобільні клієнти та старі JDK падають з 'PKIX path building failed'.

Другий біль — автоматичне оновлення Let's Encrypt. Certbot оновив сертифікат, а HAProxy не перечитав його без рестарту — о 3 ночі сайт іде на expired cert. Вирішуємо це через Runtime API або сигнали reload без втрати з'єднань.

Як ми налаштовували SSL termination для фінтех-кластера

Нещодавно налаштували HAProxy cluster для фінтех-компанії: 20 доменів, zero-downtime оновлення через Runtime API. До цього кожен бекенд обробляв SSL самостійно — при навантаженні 15 тис. RPS CPU був завантажений на 90%. Після винесення termination на балансувальник навантаження впало до 25%, а рейтинг SSL Labs досяг A+. На відміну від nginx, HAProxy дозволяє оновлювати сертифікати без рестарту. Сертифікати оновлюються автоматично через deploy-hook без жодного даунтайму за півроку експлуатації. Як сказано в документації HAProxy: Runtime API дозволяє оновлювати сертифікати без перезавантаження процесу. Ми — команда DevOps з 7-річним досвідом, виконали понад 50 проектів з SSL termination.

Покрокове налаштування SSL termination

1. Вибір балансувальника: nginx для простих проектів (1–10 доменів), HAProxy для кластерів з zero-downtime.
2. Генерація сертифіката: отримуємо fullchain.pem та privkey.pem від Let's Encrypt або комерційного CA.
3. Налаштування конфігурації: вказуємо ssl_certificate, ssl_certificate_key, обмежуємо протоколи (TLSv1.2+TLSv1.3) та шифри (ECDHE+AES-GCM).
4. Тестування: перевіряємо ланцюжок, HSTS заголовок, X-Forwarded-Proto через testssl.sh та Security Headers Score.
5. Автооновлення: налаштовуємо deploy-hook для оновлення сертифіката без даунтайму.

Конфігурація nginx з SSL termination

upstream backend {
    server 10.0.1.10:8080;
    server 10.0.1.11:8080;
    keepalive 32;
}

server {
    listen 443 ssl http2;
    server_name example.com;
    ssl_certificate /etc/ssl/certs/example.com.fullchain.pem;
    ssl_certificate_key /etc/ssl/private/example.com.key;
    ssl_protocols TLSv1.2 TLSv1.3;
    ssl_ciphers ECDHE-ECDSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-RSA-AES128-GCM-SHA256:ECDHE-ECDSA-AES256-GCM-SHA384:ECDHE-RSA-AES256-GCM-SHA384;
    ssl_prefer_server_ciphers off;
    ssl_session_cache shared:SSL:10m;
    ssl_session_timeout 1d;
    ssl_session_tickets off;
    add_header Strict-Transport-Security "max-age=63072000" always;
    location / {
        proxy_pass http://backend;
        proxy_set_header X-Forwarded-Proto $scheme;
        proxy_set_header X-Forwarded-For $proxy_add_x_forwarded_for;
        proxy_set_header Host $host;
        proxy_http_version 1.1;
        proxy_set_header Connection "";
    }
}

server {
    listen 80;
    server_name example.com;
    return 301 https://$host$request_uri;
}

Заголовок X-Forwarded-Proto: https критично важливий — без нього застосунок думає, що отримує HTTP-запит і генерує посилання на http://, ламаючи редиректи та Mixed Content.

HAProxy з автоматичним оновленням cert

HAProxy починаючи з версії 2.2 вміє перезавантажувати сертифікати без рестарту через Runtime API:

echo "set ssl cert /etc/haproxy/certs/example.com.pem < /etc/haproxy/certs/example.com.new.pem" \
 | socat stdio /run/haproxy/admin.sock
echo "commit ssl cert /etc/haproxy/certs/example.com.pem" \
 | socat stdio /run/haproxy/admin.sock

Це дозволяє інтегрувати Certbot deploy-hook без даунтайму. Для цього використовуйте letsencrypt haproxy deploy-hook:

# /etc/letsencrypt/renewal-hooks/deploy/haproxy-reload.sh
cat /etc/letsencrypt/live/example.com/fullchain.pem \
    /etc/letsencrypt/live/example.com/privkey.pem \
    > /etc/haproxy/certs/example.com.pem
echo "set ssl cert /etc/haproxy/certs/example.com.pem < /etc/haproxy/certs/example.com.pem" \
    | socat stdio /run/haproxy/admin.sock
echo "commit ssl cert /etc/haproxy/certs/example.com.pem" \
    | socat stdio /run/haproxy/admin.sock

Як вибрати між nginx та HAProxy?

При виборі балансувальника враховуйте складність: HAProxy обробляє до 1 млн handshake/s — це в 1.2 рази швидше за nginx на слабкому CPU.

Якщо у вас 1–10 доменів і ви хочете швидко — беріть nginx. Якщо кластер на 100+ доменів і критичний zero-downtime — HAProxy.

Типові помилки та як їх уникнути

• Неповний ланцюжок сертифікатів перевірка: використовуйте openssl s_client -showcerts. Якщо код 21 — об'єднайте fullchain + int + root.
• HTTP→HTTPS редирект без HSTS: зловмисник може провести downgrade атаку. Додайте add_header Strict-Transport-Security.
• Пропущений X-Forwarded-Proto: додаток генерує http-посилання. Завжди пробрасуйте протокол.
• Ручне оновлення сертифікатів: налаштуйте deploy-hook одразу, щоб не забути.
• Відсутність перевірки SSL Labs після деплою: мета — рейтинг A+.

Процес роботи та терміни

Що входить до налаштування

• Аудит поточної схеми балансування та сертифікатів
• Проектування оптимальної конфігурації (nginx/HAProxy, вибір протоколів)
• Налаштування SSL termination з тестуванням ланцюжка
• Інтеграція автооновлення Let's Encrypt через deploy-hook
• Перевірка безпеки: HSTS заголовок, X-Forwarded-Proto, Security Headers
• Документація та інструкції для команди
• Навчання чергових інженерів
• Гарантійна підтримка 2 тижні

Отримайте консультацію з SSL termination налаштування для вашого проекту — оцінимо поточну схему та запропонуємо оптимальну конфігурацію. Зв'яжіться з нами, щоб обговорити деталі.