varnish-学习总结（反向代理缓存、负载均衡）

于 2020-01-31 17:02:14 发布
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本文详细介绍了Varnish作为反向代理和Web加速器的应用，包括其基本概念、配置方法及如何实现单一服务器缓存和多服务器负载均衡。通过实际案例，展示了如何在不同场景下配置Varnish，以提高网站响应速度和处理能力。

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文章目录

概念

  1. varnish：【Varnish HTTP Cache】，Varnish是反向HTTP代理，有时也称为HTTP加速器或Web加速器。 反向代理是一种代理服务器，在客户端看来是普通服务器。 Varnish在内存中存储（缓存）文件或文件片段，以减少响应时间和对未来等效请求的网络带宽消耗。 根据现代硬件，现代操作系统和现代工作负载而设计。
  2. varnish官网：http://varnish-cache.org/
  3. 后端服务器：【backend】也叫原点服务器，后端服务器将提供 varnish 加速的内容，在配置文件/etc/varnish/default.vcl中；Varnish 可以定义多个后端服务器，并且可以通过定义多个后端服务器达到负载均衡的目的。
  4. varnish默认使用端口：6081
  5. VCL：【varnish configuration language】，varnish区域配置语言，目的在于规定请求的处理和内容的缓存策略。在执行vcl时，varnish 就把 VCL 转换成二进制代码

反向代理缓存

单一服务器

  1. 试验内容：node1反向代理缓存node2主机
  2. 试验环境：2台机器
主机名IP地址服务作用
node1192.168.27.11varnish反向代理缓存
node2192.168.27.12httpdhttp服务
  1. 具体步骤：
    1. node1中安装varnish，本次安装varnish-6.3.1-1.el7.x86_64.rpm；依赖性软件jemalloc-3.6.0-1.el7.x86_64.rpm
    2. 修改配置文件/etc/varnish/default.vcl，添加代理后端服务器
    # Default backend definition. Set this to point to your content server.
backend default {
	   .host = "192.168.27.12";  	#将node2地址设置为varnish后端服务
	   .port = "80";							#访问端口80
}
    1. 更改端口6081为80；（因为使用的是rhel7.5系统，服务是由有systemd管理，此处修改varnish服务启动后的访问端口方式为；修改/usr/lib/systemd/system/varnish.service服务文件）
    ExecStart=/usr/sbin/varnishd -a :80 -T localhost:6081 -f /etc/varnish/default.vcl -s malloc,256m
#execstart 真实启动方式，调用启动脚本varnishd，execstart=后面的可以直接在命令行中运行，开启服务
#-a varnish监听所有发给80端口的http请求；也可以写作-a 0.0.0.0:80
#-T 转发本地监听端口6081
#-f 指定配置文件为/etc/varnish/default.vcl
#-s 指定选项用来确定 varnish 使用的存储类型和存储容量，使用的是 malloc 类型（ malloc 是一个 C 函数，用于分配内存空间）， 1G 定义多少内存被 malloced
    1. node2安装httpd，设置访问页面index.html内容为node2
  2. 测试内容
    1. 确认反向代理可否进行访问
    # node1中：
curl 192.168.27.11
node2
    1. 确认是本地缓存，还是转发地址（此处需要添加vcl_deliver；vcl_deliver当一个没有被 cached 内容交付给客户端的时候被调用）
      node1中修改配置文件/etc/varnish/default.vcl，重启服务
    #是否存在访问记录
sub vcl_deliver {
    # Happens when we have all the pieces we need, and are about to send the
    # response to the client.
    #
    # You can do accounting or modifying the final object here.
if (obj.hits > 0){								#检测访问次数
        set resp.http.X-Cache = "HTML cache";	#已有访问记录反馈信息
}
else {
        set resp.http.X-Cache = "MISS cache";	#未访问过记录反馈信息
}
return (deliver);
}
    测试结果：
    #为保证测试内容准备，清除所有缓存记录，保证测试环境纯净
varnishadm ban req.url "~" /
#第一次测试没有缓存内容
[root@node1 ~]# curl -I 192.168.27.11
HTTP/1.1 200 OK
Date: Thu, 30 Jan 2020 18:59:37 GMT
Server: Apache/2.4.6 (Red Hat Enterprise Linux)
Last-Modified: Thu, 30 Jan 2020 17:40:24 GMT
ETag: "6-59d5ef3a97cab"
Content-Length: 6
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
X-Varnish: 2
Age: 0
Via: 1.1 varnish (Varnish/6.3)
X-Cache: MISS cache								#显示MISS cache 证明没有缓存
Accept-Ranges: bytes
Connection: keep-alive
#第二次测试已使用缓存内容
[root@node1 ~]# curl -I 192.168.27.11
HTTP/1.1 200 OK
Date: Thu, 30 Jan 2020 18:59:37 GMT
Server: Apache/2.4.6 (Red Hat Enterprise Linux)
Last-Modified: Thu, 30 Jan 2020 17:40:24 GMT
ETag: "6-59d5ef3a97cab"
Content-Length: 6
Content-Type: text/html; charset=UTF-8
X-Varnish: 5 3
Age: 3
Via: 1.1 varnish (Varnish/6.3)
X-Cache: HTML cache
Accept-Ranges: bytes							#显示HTML cache 证明使用缓存内容
Connection: keep-alive

多台服务器

  1. 试验内容：node2和node3分别为后端http服务，node1反向代理node2与node3，并通过vcl_recv进行转发判断（vcl_recv在请求开始的时候被调用，当一个完整的请求被接受到，并被解析，它的作用就是决定是否给这个请求提供服务，怎么服务，如果服务，哪个后端会被选取）
  2. 试验环境：3台机器
主机名IP地址服务作用
node1192.168.27.11varnish负载均衡
node2192.168.27.12httpdhttp服务
node3192.168.27.13httpdhttp服务
  1. 具体步骤：
    1. node1中安装varnish，本次安装varnish-6.3.1-1.el7.x86_64.rpm；依赖性软件jemalloc-3.6.0-1.el7.x86_64.rpm
    2. 修改配置文件/etc/varnish/default.vcl，添加多台后端服务器
    # Default backend definition. Set this to point to your content server.
backend node2 {		#配置node2转发服务
    .host = "192.168.27.12";
    .port = "80";
}
backend node3 {		#配置node3转发服务
    .host = "192.168.27.13";
    .port = "80";
}
    1. 添加vcl_recv判断规则
    sub vcl_recv {
    # Happens before we check if we have this in cache already.
    #
    # Typically you clean up the request here, removing cookies you don't need,
    # rewriting the request, etc.
    if(req.http.host ~ "^(www.)?test.org"){		#配置检测访问为test.org或着为www.test.org时
	set req.http.host ="www.test.org";		#查询主机内容均为www.test.org
	set req.backend_hint= node2;				#将node2转发给访问客户端
	}
    elsif(req.http.host ~ "bbs.test.org"){	#检测访问bbs.test.org时
	set req.backend_hint=node3;					#将node3转发给访问客户端
    }	
    else{
	return (synth(405));						#其他访问返回405
    }
}
    1. 更改端口6081为80；（因为使用的是rhel7.5系统，服务是由有systemd管理，此处修改varnish服务启动后的访问端口方式为；修改/usr/lib/systemd/system/varnish.service服务文件）
    ExecStart=/usr/sbin/varnishd -a :80 -T localhost:6081 -f /etc/varnish/default.vcl -s malloc,256m
#execstart 真实启动方式，调用启动脚本varnishd，execstart=后面的可以直接在命令行中运行，开启服务
#-a varnish监听所有发给80端口的http请求；也可以写作-a 0.0.0.0:80
#-T 转发本地监听端口6081
#-f 指定配置文件为/etc/varnish/default.vcl
#-s 指定选项用来确定 varnish 使用的存储类型和存储容量，使用的是 malloc 类型（ malloc 是一个 C 函数，用于分配内存空间）， 1G 定义多少内存被 malloced
    1. node2安装httpd，设置访问页面index.html内容为node2；node3安装httpd，设置访问页面index.html内容为node3
  2. 测试内容
    [root@node1 ~]# curl www.test.org
node2												#访问www.test.org 转发至node2
[root@node1 ~]# curl bbs.test.org
node3												#访问bbs.test.org 转发至node3
[root@node1 ~]# curl node1							
<!DOCTYPE html>
<html>
  <head>
    <title>405 Method Not Allowed</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Error 405 Method Not Allowed</h1>			#访问其他 返回405
    <p>Method Not Allowed</p>
    <h3>Guru Meditation:</h3>
    <p>XID: 5</p>
    <hr>
    <p>Varnish cache server</p>
  </body>
</html>

负载均衡

  1. 试验内容：node2和node3分别为后端http服务，node1使用varnish负载均衡，通过添加调度模块实现轮询
  2. 试验环境：3台机器
主机名IP地址服务作用
node1192.168.27.11varnish负载均衡
node2192.168.27.12httpdhttp服务
node3192.168.27.13httpdhttp服务
  1. 具体步骤：
    1. node1中安装varnish，本次安装varnish-6.3.1-1.el7.x86_64.rpm；依赖性软件jemalloc-3.6.0-1.el7.x86_64.rpm
    2. 修改配置文件/etc/varnish/default.vcl，添加多台后端服务器
    import directors from "/usr/lib64/varnish/vmods/libvmod_directors.so";			#添加调度模块

# Default backend definition. Set this to point to your content server.
backend node2 {																	#配置node2转发服务
    .host = "192.168.27.12";
    .port = "80";
}
backend node3 {																	#配置node3转发服务
    .host = "192.168.27.13";
    .port = "80";
}

sub vcl_init {																	#加载vcl时最先调用，用于初始化VMODs，该子程序不参与请求处理，仅在vcl加载时调用一次。
	new lb = directors.round_robin();											#轮询方式round_robin，一人一次
	lb.add_backend(node2);
	lb.add_backend(node3);
}
    1. 添加vcl_recv判断规则
    sub vcl_recv {
    # Happens before we check if we have this in cache already.
    #
    # Typically you clean up the request here, removing cookies you don't need,
    # rewriting the request, etc.
    if(req.http.host ~ "^(www.)?test.org"){		#配置检测访问为test.org或着为www.test.org时
	set req.http.host ="www.test.org";			#查询主机内容均为www.test.org
	set req.backend_hint= lb.backend();			#将以轮询方式将node2和node3转发给访问客户端
	return(pass);								#注意此处为重点，不要漏写，防止varnish缓存内容，若缓存内容不能体现轮询效果
	}
    else{
	return (synth(405));						#其他访问返回405
    }
}
    1. 更改端口6081为80；（因为使用的是rhel7.5系统，服务是由有systemd管理，此处修改varnish服务启动后的访问端口方式为；修改/usr/lib/systemd/system/varnish.service服务文件）
    ExecStart=/usr/sbin/varnishd -a :80 -T localhost:6081 -f /etc/varnish/default.vcl -s malloc,256m
#execstart 真实启动方式，调用启动脚本varnishd，execstart=后面的可以直接在命令行中运行，开启服务
#-a varnish监听所有发给80端口的http请求；也可以写作-a 0.0.0.0:80
#-T 转发本地监听端口6081
#-f 指定配置文件为/etc/varnish/default.vcl
#-s 指定选项用来确定 varnish 使用的存储类型和存储容量，使用的是 malloc 类型（ malloc 是一个 C 函数，用于分配内存空间）， 1G 定义多少内存被 malloced
    1. node2安装httpd，设置访问页面index.html内容为node2；node3安装httpd，设置访问页面index.html内容为node3
  2. 测试内容
    [root@node1 ~]# curl www.test.org
node2
[root@node1 ~]# curl www.test.org
node3										#负载均衡，轮询效果
[root@node1 ~]# curl www.test.org
node2
[root@node1 ~]# curl www.test.org
node3
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