Varnish反向代理服务器综合应用

2024-01-08 16:48
文章标签 综合 应用 反向 varnish 代理服务器

本文主要是介绍Varnish反向代理服务器综合应用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Varnish反向代理服务器

Varnish是一个开源的轻量级Cache和反向代理软件，通常只为http提供缓存，与Squit相比，Varnish具有性能更高、速度更快、管理更方便等优点。

Varnish的特点：

  • 基于内存进行缓存，重启后数据将丢失
  • 利用虚拟内存方式，IO性能好
  • 支持设置0-60秒的精确缓存时间
  • VCL配置管理比较灵活
  • 32位机器上只能支持最大缓存文件大小为2GB，需要更大的缓存文件只有安装64位操作系统
  • 具有强大的管理功能
  • 利用二叉堆管理缓存文件，可达到积极删除目的

Varnish与Squid比较：

相同点：

  • 两者都是反向代理服务器
  • 两者都是开源软件

不同点（同时也是Varnish的优点）：

  • Varnish稳定性高
  • varnish访问速度快
  • Varnish可以支持更多的并发连接
  • Varnish可以通过管理端口，使用正则表达式批量清除部分缓存

Varnish的缺点：

Varnish在高并发情况下CPU、IO和内存资源开销大
Varnish进程一旦挂起、崩溃或重启，缓存数据都会从内存中释放，此刻所有请求都会发送到后端服务器上，在高并发情况下，会给后端服务器造成很大的压力

VCL即varnish Configuation Language

它用来定义Varnish的存取策略，需要注意“\”字符在这里没有特别含义，它只是配置语言，并不是编程语言。

VCL语法：1.vcl_recv函数：
用来接收和处理请求，当请求到达并被成功接收后被调用，通过判断请求的数据来决定如何处理请求。2.vcl_pipe函数：
在进入pipe模式时被调用，用于将请求直接传递至后端主机，在请求和返回的内容没有变化的情况下，将不变的内容返回给客户端，直到这个连接被关闭。3.vcl_pass函数：：
在进入pass模式时被调用，用于将请求直接传递至后端主机。后端主机在应答数据后将应答数据发送给客户端，但不进行任何缓存，在当前连接下每次都返回最新的内容。4.lookup：
在缓存中查找被请求的对象，并且根据查找的结果把控制权交给函数vcl_hit或函数vcl_miss。5.vcl_hit函数：
在执行lookup指令后，在缓存中找到请求的内容后将自动调用该函数。6.vcl_miss函数：
在执行lookup指令后，在缓存中没有找到请求的内容时自动条用该方法。此函数可用于判断是否需要从后端服务器获取内容。7.vcl_fetch函数：
在后端主机更新缓存并且获取内容后调用该方法，接着，通过判断获取的内容来决定是将内容放入缓存，还是直接返回给客户端。8.vcl_deliver函数：
将在缓存中找到请求的内容发送给客户端前调用此方法。9.vcl_timeout函数：
在缓存内容到期前调用此函数。10.vcl_discard函数：
在缓存内容到期后或缓存空间不够时，自动调用该函数。

VCL处理流程图

Varnish反向代理服务器综合应用

Varnish处理HTTP请求的过程大致分为如下步骤：

1.Receive状态：请求处理的入口状态，根据VCL规则判断该请求应该Pass或Pipe，还是进入Lookup（本地查询）；2.Lookup状态：进入此状态后，会在hash表中查找数据，若找到，则进入Hit状态，否则进入Miss状态；3.Pass状态：在此状态下，会进入后端请求，即进入Fetch状态；4.Fetch状态：在Fetch状态下，对请求进行后端获取，发送请求，获得数据，并进行本地存储；5.Deliver状态：将获取到的数据发送给客户端，然后完成本次请求。

Varnish程序环境：

配置文件：

  • /etc/varnish/varnish.params（/etc/sysconfig/varnishd）：配置varnish服务进程的工作特性（监听地址，端口，缓存机制等）
  • /etc/varnish/default.vcl：配置各Child/Cache线程的工作特性

主程序：

  • /usr/sbin/varnishd

CLI interface：

  • /usr/bin/varnishadmin：通过此管理工具，完成与Manager Process的交互，进而控制varnish的工作特性

Share Memory Log交互工具：

  • /usr/bin/varnishhist：日志历史
  • /usr/binvarnishlog：记录详细log（请求报文首部，响应报文首部等）
  • /usr/bin/varnishcsa：格式化记录日志
  • /usr/bin/varnishstat：日志统计
  • /usr/bin/varnishtop：日志排序分析

测试工具程序：

  • /usr/bin/varnishtest
    VCL配置文件重载程序：
  • /usr/sbin/varnish_reload_vcl：此程序会编译配置文件

Systemd Unit File：

  • /usr/lib/systemd/system/varnish.service：varnish服务
  • /usr/lib/systemd/system/varnishlog.service：原始记录日志（保存磁在盘上）
  • /usr/lib/systemd/system/varnishncsa.service：ncsa格式日志（保存磁在盘上）

系统环境：

主机名操作系统IP地址服务名
Varnish-servercentos7.4192.168.96.22varnish 4.0.5
web1centos7.4192.168.96.23httpd 2.4.6
web2centos7.4192.168.96.25httpd 2.4.6
客户机windows 10192.168.96.2网页浏览器

关闭防火墙及Selinux

systemctl stop firewalld
setenforce 0

实现功能：

主要通过Varnish缓存代理服务器对应多台web服务器实现负载均衡与健康监测及日志输出的功能。

开始部署：

负载均衡与健康监测

1.安装varnish（从Centos7开始，varnish已被收入到epel仓库）
yum -y install varnish
2.新建varnish用户
useradd -M -s /sbin/nologin varnish
3.修改varnish目录属主属组
chown -R varnish.varnish /etc/varnish/
4.编辑varnishd主配置文件

vim /etc/varnish/varnish.params

#varnish监听地址及端口
VARNISH_LISTEN_ADDRESS=192.168.96.22
VARNISH_LISTEN_PORT=80VARNISH_ADMIN_LISTEN_ADDRESS=127.0.0.1
VARNISH_ADMIN_LISTEN_PORT=3500#线程调优
DAEMON_OPTS="-p thread_pool_min=100 -p thread_pool_max=5000 -p thread_pool_timeout=300"

Varnish反向代理服务器综合应用

5.编辑varnish配置文件

vim /etc/varnish/default.vcl

vcl 4.0;import directors;#定义健康监测机制
probe check {.url="/";            #检测时请求的URL，默认为"/".interval=5s;        #检测频率.timeout=1s;         #超时时间.window=5;           #基于最近的多少次检查来判断其健康状态.threshold=3;        #最近.window中定义的次数至有.threshold的次数是成功的
}#定义后端服务器web1
backend web1 {.host = "192.168.96.23";.port = "80";.probe=check;       #健康监测
}#定义后端服务器web2
backend web2 {.host="192.168.96.25";.port="80";.probe=check;      #健康监测
}sub vcl_init {new bar=directors.round_robin();            #轮询bar.add_backend(web1);bar.add_backend(web2);
}sub vcl_recv {set req.backend_hint=bar.backend();
}sub vcl_backend_response {}#添加一个Header标识，以判断缓存是否命中
sub vcl_deliver {if (obj.hits > 0) {set resp.http.X-Cache = "HIT，Varnish提供服务";} else {set resp.http.X-Cache = "MISS，web服务器提供服务";}return (deliver);
}
6.启动varnish服务
systemctl start varnish
7.查询varnish端口监听
netstat tunlp | grep varnish

Varnish反向代理服务器综合应用

8.功能测试
8.1.在Varnish服务器上开启监控
varnishstat

Varnish反向代理服务器综合应用

8.2.在windows 10 中通过网页浏览器访问http://192.168.96.22,可以实现负载均衡

Varnish反向代理服务器综合应用

8.3通过fiddler抓包测试：

Varnish反向代理服务器综合应用

Varnish反向代理服务器综合应用

8.4.回到Varnish服务器查看监控页面，可以看到它的命中率（这里我仅测试了203次）

Varnish反向代理服务器综合应用

Varnish日志管理

Varnish是通过内存共享的方式提供日志的，主要提供了两种日志输出形式，分别是：

1.通过自带的Varnish指令获得Varnish详细的系统运行日志；
2.通过自带的Varnishncsa指令得到类似Apache的combined输出格式的日志；

1.创建varnish的cache及log文件夹
#创建cache/log目录
mkdir -p /data/varnish/cache
mkdir -p /data/varnish/log#修改目录的属主、属组信息
chown -R /data/varnish/
2.创建varnishncsa管理脚本

vim /etc/init.d/varnishncsa

#!/bin/shif [ "$1" = "start" ];then/usr/bin/varnishncsa -n /data/varnish/cache -w /data/varnish/log/varnish.log & 2> /dev/nullelif [ "$1" = "stop" ];thenkillall varnishncsa
elseecho $0 "{start | stop}"
fi
3.修改varnishncsa脚本权限
chmod 755 /etc/init.d/varnishncsa
4.启动varnishncsa脚本
/etc/init.d/varnishncsa start
5.验证日志是否成功
Varnish服务器log目录下已经是生成日志文件

Varnish反向代理服务器综合应用

实时查看该日志文件，当有客户端访问会直接显示出记录

Varnish反向代理服务器综合应用

Linux内核参数的优化

1.以下为官方给出的内核参数优化项

vim /etc/sysctl.conf

net.ipv4.ip_local_port_range=1024 65535
net.core.rmem_max=16777216
net.core.wmem_max=16777216
net.ipv4.tcp_rmem=4096 87380 16777216
net.ipv4.tcp_wmem=4096 65535 16777216
net.ipv4.tcp_fin_timeout=30
net.core.netdev_max_backlog=30000
net.ipv4.tcp_no_metrics_save=1
net.core.somaxconn=262144
net.ipv4.tcp_syncookies=1
net.ipv4.tcp_max_orphans=262144
net.ipv4.tcp_max_syn_backlog=262144
net.ipv4.tcp_synack_retries=2
net.ipv4.tcp_syn_retries=2
2.重新加载配置
sysctl -p

系统资源优化

这里为临时修改，永久修改需放入varnish的启动脚本中

ulimit -HSn 131072
ulimit -HSc unlimited

这篇关于Varnish反向代理服务器综合应用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/584140。

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