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               -------謝謝您的參考，如有疑問(wèn)，歡迎交流

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目錄

• varnishi簡(jiǎn)介

• varnish配置組成

-------------------------------------- vcl內(nèi)置預(yù)設(shè)變量

-------------------------------------- 功能語(yǔ)句與對(duì)象

-------------------------------------- varnish中內(nèi)置子程序

-------------------------------------- varnish緩存模式和子程序的關(guān)系

• varnish的安裝

• varnish實(shí)例配置解析

• 啟動(dòng)varnish

• varnish acl配置解析

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一、 Varnish簡(jiǎn)介

 1. 作用

• Web應(yīng)用加速器，同時(shí)作為http反向緩存代理

 2. 特點(diǎn)

• Varnish可以使用內(nèi)存也可以使用硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)緩存

• 支持虛擬內(nèi)存的使用

• 有精確的時(shí)間管理機(jī)制

• 狀態(tài)引擎架構(gòu)：通過(guò)特定的配置語(yǔ)言設(shè)計(jì)不同的語(yǔ)句

• 以二叉堆格式管理緩存數(shù)據(jù)

 3. Varnish的優(yōu)勢(shì)

• Varnish訪問(wèn)速度快，因?yàn)椴捎昧恕癡isual Page Cache”技術(shù)，在讀取數(shù)據(jù)時(shí)直接從內(nèi)存中讀取

• Varnish支持更多的并發(fā)連接，因?yàn)関arnish的TCP連接比squid快

• Varnish通過(guò)管理端口，使用正則表達(dá)式批量的清除部分緩存

 4. Varnish的劣勢(shì)

• 進(jìn)程一旦crash或重啟，緩存的數(shù)據(jù)將從內(nèi)存中完全釋放

• 在多臺(tái)varnish實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡時(shí)，每次請(qǐng)求都會(huì)落到不同的varnish服務(wù)器中，造成url請(qǐng)求可能會(huì)穿透到后端

  1）劣勢(shì)解決方案

  A、在varnish的后端添加squid/nignx代理，這樣防止了當(dāng)varnish緩存被清空時(shí)，瞬間大量的請(qǐng)求發(fā)往web服務(wù)器

  B、在負(fù)載均衡上做url哈西，讓單個(gè)url請(qǐng)求固定請(qǐng)求到一臺(tái)varnish服務(wù)器上

 5. Varnish的組成

  1） Management進(jìn)程（管理進(jìn)程）

   對(duì)child進(jìn)程進(jìn)行管理，同時(shí)對(duì)vcl配置進(jìn)行編譯

  2） Child進(jìn)程（子進(jìn)程）

   生成線程池，負(fù)責(zé)處理用戶請(qǐng)求

 6. Varnish配置組成

l  后端配置：指定后端服務(wù)器

l  ACL配置：為varnish添加訪問(wèn)控制列表，用于規(guī)則設(shè)置

l  Probes配置：實(shí)現(xiàn)后端服務(wù)器的健康檢查

l  Directors配置：為varnish添加集群

l  核心子進(jìn)程：為后端服務(wù)器、緩存、訪問(wèn)控制、錯(cuò)誤處理等功能添

一、 arnish配置簡(jiǎn)介

 1. vcl內(nèi)置預(yù)設(shè)變量

   

• 這些變量一般用于設(shè)置各個(gè)階段的對(duì)象值

• 預(yù)設(shè)變量是系統(tǒng)固定的，請(qǐng)求進(jìn)入vcl子程序后便生成，這些變量可以方便子進(jìn)程進(jìn)行提取或者自定義

• 格式一般為：階段 .對(duì)象運(yùn)算符值

1）階段

• Req：處理客戶端發(fā)送的請(qǐng)求時(shí)使用

• Bereq：處理varinish向后端服務(wù)器發(fā)送的請(qǐng)求時(shí)使用

• Beresp：處理后端服務(wù)器響應(yīng)時(shí)使用，用于varnish未緩存前

• Resp：處理返回給客戶端的響應(yīng)時(shí)使用

• Obj：處理存儲(chǔ)在內(nèi)存中的對(duì)象時(shí)使用

2）對(duì)象

   

   

   

   

   

   

  3）   運(yùn)算符

   

 2. 功能語(yǔ)句與對(duì)象

l  一般功能語(yǔ)句都用于匹配對(duì)象，就是對(duì)某個(gè)對(duì)象實(shí)現(xiàn)什么操作

l  格式為：功能語(yǔ)句（對(duì)象）

1）功能語(yǔ)句

• ban（）：清除指定對(duì)象緩存

• call（）：調(diào)用子程序

• hash_data（）：生成hash鍵值，只能在vcl_hash子程序中使用

• new（）：創(chuàng)建一個(gè)vcl對(duì)象，只能在vcl_init子程序中使用

• return（）：結(jié)束當(dāng)前子程序并執(zhí)行下一步動(dòng)作

• rollback（）：恢復(fù)http頭到原來(lái)的狀態(tài)，現(xiàn)在使用std.rollback（）代替。

• .synthetic（）：合成器，用于自定義一個(gè)響應(yīng)內(nèi)容，只能在vcl_synth和vcl_backend_error子程序中使用

• regsub（待處理字符，正則表達(dá)式，替換為的字符）：使用正則替換第一次出現(xiàn)的字符串

• regsuball（待處理字符，正則表達(dá)式，替換為的字符）：使用正則替換所有字符串

2）return的常用動(dòng)作

 語(yǔ)法：return（action）

• abandon：放棄處理，并生成一個(gè)錯(cuò)誤。

• deliver：交付處理

• fetch：從后端取出響應(yīng)對(duì)象

• hash：哈希緩存處理

• lookup：從緩存中查找應(yīng)答數(shù)據(jù)并返回，如果查找不到，則調(diào)用pass函數(shù)，從后端服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)。

• ok：繼續(xù)執(zhí)行

• pass：繞過(guò)緩存，直接向后端服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)

• pipe：建立客戶端和后端服務(wù)器之間的直接連接，從后端服務(wù)器調(diào)用數(shù)據(jù)

• purge：清除緩存對(duì)象，構(gòu)建響應(yīng)

• restart：重新開(kāi)始

• retry：重試后端處理

• synth(status code,reason)：合成返回客戶端狀態(tài)信息

 3. varnish中內(nèi)置子程序

• 子進(jìn)程也叫狀態(tài)引擎，每一個(gè)狀態(tài)引擎均有自己限定的返回動(dòng)作 return （動(dòng)作）;  不同的動(dòng)作將調(diào)用對(duì)應(yīng)下一個(gè)狀態(tài)引擎。

• 我們可以把一個(gè)請(qǐng)求分為多個(gè)階段，每個(gè)階段都會(huì)調(diào)用不同的狀態(tài)引擎去操作，這樣，我們只要編寫出相應(yīng)的狀態(tài)引擎，就可以控制每個(gè)請(qǐng)求階段。

• varnish內(nèi)置子程序均有自己限定的返回動(dòng)作 return （動(dòng)作）;  不同的動(dòng)作將調(diào)用對(duì)應(yīng)下一個(gè)子程序

• 每個(gè)內(nèi)置子程序都需要通過(guò)關(guān)鍵字sub進(jìn)行定義

  1） vcl_recv子程序

   

  2） vcl_pipe子程序

   

  3） vcl_pass子程序

   

  4） vc_hit子程序

   

  5） vcl_miss子進(jìn)程

   

  6） vcl_hash子進(jìn)程

   

  7） acl_purge子進(jìn)程

   

  8） vcl_deliver子進(jìn)程

   

  9） vcl_backend——fetch子程序

   

  10） vcl_backend_response子程序

   

  11） vcl_backend_error子程序

   

  12） vcl_synth子程序

   

  13） vcl_init子進(jìn)程

   

  14） acl_fini子進(jìn)程

   

4. varnish緩存模式和子程序的關(guān)系

l  varnish的配置文件，就是通過(guò)各種子程序組成的，當(dāng)varnish運(yùn)行時(shí)，也是通過(guò)子程序的配置進(jìn)行相應(yīng)的操作

l 子程序的關(guān)系如下圖

   

  1） 右上角的兩個(gè)圖代表：加載vcl時(shí)執(zhí)行vcl_init子程序，卸載vcl時(shí)執(zhí)行vcl_fini子程序

  2） 當(dāng)vcl_recv調(diào)用 hash函數(shù)時(shí)

   進(jìn)入該狀態(tài)后，會(huì)通過(guò)vcl_hash子程序，根據(jù)請(qǐng)求的url或其他信息生成hash鍵值,

   然后查找hash鍵值相同的緩存數(shù)據(jù)，若找到，則進(jìn)入val_hit狀態(tài)，否則進(jìn)入vcl_miss狀態(tài)

   

  3） 當(dāng)vcl_recv調(diào)用pass 函數(shù)時(shí)

• 當(dāng)vcl_recv調(diào)用pass 函數(shù)時(shí)，pass將當(dāng)前請(qǐng)求直接轉(zhuǎn)發(fā)到后端服務(wù)器。而后續(xù)的請(qǐng)求仍然通過(guò)varnish處理。

• pass （varnish）通常只處理靜態(tài)頁(yè)面。即只在GET 和 HEAD 類型的請(qǐng)求中時(shí)才適合調(diào)用pass函數(shù)。另外，需要注意的一點(diǎn)是，pass模式不能處理POST請(qǐng)求，為什么呢？因?yàn)镻OST請(qǐng)求一般是發(fā)送數(shù)據(jù)給服務(wù)器，需要服務(wù)器接收數(shù)據(jù)，并處理數(shù)據(jù)，反饋數(shù)據(jù)。是動(dòng)態(tài)的，不作緩存

   

  4） 當(dāng)vcl_recv判斷需要調(diào)用 pipe 函數(shù)時(shí)

• 當(dāng)vcl_recv判斷需要調(diào)用 pipe 函數(shù)時(shí)，varnish會(huì)在客戶端和服務(wù)器之間建立一條直接的連接，之后客戶端的所有請(qǐng)求都直接發(fā)送給服務(wù)器，繞過(guò)varnish,不再由varnish檢查請(qǐng)求，直到連接斷開(kāi)。

• 類型是POST時(shí)用pipe，舉個(gè)例子，當(dāng)客戶端在請(qǐng)求一個(gè)視頻文件時(shí)，或者一個(gè)大的文檔，如.zip .tar 文件，就需要用pipe模式，這些大的文件是不被緩存在varnish中的。

  

  5） 當(dāng)vcl_recv指定purge模式時(shí)

   Purge模式用于清除緩存

 5. 優(yōu)雅模式garce mode

1) 請(qǐng)求合并

• 當(dāng)幾個(gè)客戶端請(qǐng)求同一個(gè)頁(yè)面的時(shí)候，varnish只發(fā)送一個(gè)請(qǐng)求到后端服務(wù)器，然后讓其他幾個(gè)請(qǐng)求掛起并等待返回結(jié)果

2) 問(wèn)題

• 如果數(shù)以千計(jì)或更多的這種請(qǐng)求同時(shí)出現(xiàn)，那么這個(gè)等待隊(duì)列將變得龐大，這將導(dǎo)致2類潛在問(wèn)題：驚群?jiǎn)栴}(thundering herd problem)，即突然釋放大量的線程去復(fù)制后端返回的結(jié)果，將導(dǎo)致負(fù)載急速上升；沒(méi)有用戶喜歡等待；

3) 解決問(wèn)題

• 配置varnish在緩存對(duì)象因超時(shí)失效后再保留一段時(shí)間，以給那些等待的請(qǐng)求返回過(guò)去的文件內(nèi)容(stale content)。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

案例：   Sub vcl_recv {    If (! req.backend.healthy) {     判斷如果不健康     set req.grace = 5m;varnish向前端提供5分鐘的過(guò)期內(nèi)容    }    else {               如果健康     set req.grace = 15s;varnish向前段提供15秒的過(guò)期內(nèi)容    }   }     sub vcl_fetch {     set beresp.grace = 30m;將失效的緩存對(duì)象再多保留30分鐘   }

三、 varnish的安裝

 1. 下載varnish壓縮包

  有兩個(gè)地方可下載

  1） 通過(guò)Varnish的官方網(wǎng)址http://varnish-cache.org，可以在這里下載最新版本的軟件。

   但是有時(shí)候varnish的官網(wǎng)會(huì)被墻

  2） GIT下載：git clone https://github.com/varnish/Varnish-Cache/var/tmp/

   但是在安裝時(shí)需要先使用./autogen.sh生成configure編譯配置文件

 2. Varnish的安裝

   首先安裝依賴包

   

   配置varnish

   

   編譯并安裝

   

   拷貝vcl文件

   

   官方提供的vcl配置文件沒(méi)有提示太多的配置信息，在生產(chǎn)環(huán)境中還是需要自己進(jìn)行配置

四、 Varnish VCL實(shí)例配置解析

  拓?fù)洵h(huán)境

  

五、 啟動(dòng)varnish

  

六、 varnish vcl配置解析

  Varnish有自己的編程語(yǔ)法vcl，varnish啟動(dòng)時(shí)，會(huì)將配置文件編譯為C語(yǔ)言，然后再執(zhí)行

 1. 后端服務(wù)器地址池配置及后端服務(wù)器健康檢查

  1）   后端服務(wù)器定義，用于varnish連接指定的后端服務(wù)器

   

   

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

例：將監(jiān)控塊定義在后端服務(wù)器中     backend web{         .host="192.168.31.83";指定后端服務(wù)器的IP         .port="80";后端服務(wù)器的暴露端口         .probe={    直接追加監(jiān)控塊.probe是一個(gè)的參數(shù)             .url="/";             .timeout=2s;          }      } 或：先定義監(jiān)控塊，在定義后端服務(wù)器列表     probe web_probe{    監(jiān)控必需定義在前面，否則后端調(diào)用找不到監(jiān)控塊。         .url="/";         .timeout=2s;     }       backend web{         .host="192.168.31.83";         .port="80";         .probe=web_probe;   調(diào)用外部共用監(jiān)控塊     }

  2）   監(jiān)視器定義

   

   

1 2 3 4 5 6 7 8

例：創(chuàng)建健康監(jiān)測(cè)，定義健康檢查名稱為backend_healthcheck     probe backend_healthcheck {   創(chuàng)建名為backend_healthcheck的健康檢查        .url = "/";監(jiān)控入口地址為/的        .timeout = 1s;請(qǐng)求超時(shí)時(shí)間        .interval = 5s;每次輪詢間隔5秒        .window = 5;輪詢5次        .threshold = 3;必須有3次輪詢正常才算該節(jié)點(diǎn)正常     }

  3）   負(fù)載均衡群集directors

• 負(fù)載均衡群集需要directors模塊的支持，import directors

• Directors負(fù)載均衡支持的算法：

   使用random，hash 必須配置權(quán)重值，用于提高隨機(jī)率

    

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

例：       加載directors模塊     import directors;        配置后端服務(wù)器     backend web1 {         .host = "192.168.0.10";         .port = "80";         .probe = backend_healthcheck;     }     backend web2 {     .host = "192.168.0.11";     .port = "80";     .probe = backend_healthcheck;     }        初始化處理     sub vcl_init {                調(diào)用vcl_init初始化子程序創(chuàng)建后端主機(jī)組，即directors         new  web_cluster =directors.round_robin();         使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建drector對(duì)象,使用round_robin算法         web_cluster.add_backend(web1);         添加后端服務(wù)器節(jié)點(diǎn)         web_cluster.add_backend(web2);     }          開(kāi)始處理請(qǐng)求     sub vcl_recv {     調(diào)用vcl_recv子程序，用于接收和處理請(qǐng)求         set req.backend_hint = web_cluster.backend();         選取后端     }

說(shuō)明：

• set命令是設(shè)置變量

• unset命令是刪除變量

• web_cluster.add_backend(backend , real );  添加后端服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，backend 為后端配置別名，real 為權(quán)重值，隨機(jī)率計(jì)算公式：100 * (當(dāng)前權(quán)重 / 總權(quán)重)。

• req.backend_hint是varnish的預(yù)定義變量，作用是指定請(qǐng)求后端節(jié)點(diǎn)

• vcl對(duì)象需要使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建，所有可創(chuàng)建對(duì)象都是內(nèi)定的，使用前必需import，所有new操作只能在vcl_init子程序中。

 2. 訪問(wèn)控制列表（acl）

• 創(chuàng)建一個(gè)地址列表，用于后面的判斷

• 如果列表中包含了無(wú)法解析的主機(jī)地址，它會(huì)匹配任何地址。

• 不想匹配的IP，在前面加個(gè)！即可

    

 3. 緩存規(guī)則設(shè)置

  說(shuō)明：

• X-Forwarded-For 是用來(lái)識(shí)別通過(guò)HTTP代理或負(fù)載均衡方式連接到Web服務(wù)器的客戶端最原始的IP地址的HTTP請(qǐng)求頭字段

• 要想后端服務(wù)器記載客戶端的真實(shí)IP，只在varnish中設(shè)置不行，還需要修改后端web服務(wù)器的配置（這里是apache做后端web服務(wù)器）：

    

    修改框中的變量，指定為varnish中設(shè)置的變量

七、 varnish將不同的url發(fā)送到不同的后端server

 AutoIt Code

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58

import directors;   # load the directors backend web1 { .host = "192.168.0.10"; .port = "80"; .probe = backend_healthcheck; } backend web2 { .host = "192.168.0.11"; .port = "80"; .probe = backend_healthcheck; } 定義后端服務(wù)器web1和web2 backend img1 {     .host = "img1.lnmmp.com";     .port = "80";     .probe = backend_healthcheck; } backend img2 {     .host = "img2.lnmmp.com";     .port = "80";     .probe = backend_healthcheck; } 定義后端服務(wù)器img1和img2 //初始化處理 sub vcl_init {             //調(diào)用vcl_init初始化子程序創(chuàng)建后端主機(jī)組，即directors     new  web_cluster = directors.round_robin();      //使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建drector對(duì)象,使用round_robin算法       web_cluster.add_backend(web1);       //添加后端服務(wù)器節(jié)點(diǎn)       web_cluster.add_backend(web2);     new img_cluster = directors.random();     //創(chuàng)建第二個(gè)集群       img_cluster.add_backend(img1,2);        添加后端服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并且設(shè)置權(quán)重值       img_cluster.add_backend(img2,5); } //根據(jù)不同的訪問(wèn)域名，分發(fā)至不同的后端主機(jī)組 sub vcl_recv {    if (req.http.host  ~  "(?i)^(www.)?benet.com$") {         如果請(qǐng)求頭為www.benet.com或benet.com          set  req.http.host = "www.benet.com";          set  req.backend_hint = web_cluster.backend();  //選取后端    }     elsif (req.http.host  ~  "(?i)^images.benet.com$") {         set  req.backend_hint = img_cluster.backend();     } } 說(shuō)明：中的i就是忽略大小寫的意思。(?i)表示開(kāi)啟忽略大小寫，而(?-i)表示關(guān)閉忽略大小寫

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網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題：Web架構(gòu)：varnish緩存代理服務(wù)器超詳細(xì)剖析-創(chuàng)新互聯(lián)
URL地址：http://chinadenli.net/article46/doeohg.html

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