Linux varnish4.0緩存代理配置

2018-07-31 14:45 更新

防偽碼：你必須非常努力，才能看起來毫不費力。

一、varnish原理：

1）Varnish簡介：

varnish緩存是web應(yīng)用加速器，同時也作為http反向緩存代理。你可以安裝varnish在任何http的前端，同時配置它緩存內(nèi)容。與傳統(tǒng)的 squid 相比，varnish 具有性能更高、速度更快、管理更加方便等諸多優(yōu)點。有一部分企業(yè)已經(jīng)在生產(chǎn)環(huán)境中使用其作為舊版本的squid的替代方案，以在相同的服務(wù)器成本下提供更好的緩存效果，Varnish更是作為CDN緩存服務(wù)器的可選服務(wù)之一。

根據(jù)官網(wǎng)的介紹，Varnish的主要特性如下：https://www.varnish-cache.org/

1.緩存位置：可以使用內(nèi)存也可以使用磁盤。如果要使用磁盤的話推薦SSD做RAID1

2.日志存儲：日志也存儲在內(nèi)存中。存儲策略：固定大小，循環(huán)使用

3.支持虛擬內(nèi)存的使用。

4.有精確的時間管理機制，即緩存的時間屬性控制。

5.狀態(tài)引擎架構(gòu)：在不同的引擎上完成對不同的緩存和代理數(shù)據(jù)進行處理。可以通過特定的配置語言設(shè)計不同的控制語句，以決定數(shù)據(jù)在不同位置以不同方式緩存，在特定的地方對經(jīng)過的報文進行特定規(guī)則的處理。

6.緩存管理：以二叉堆格式管理緩存數(shù)據(jù)，做到數(shù)據(jù)的及時清理。

2）Varnish與Squid的對比

相同點：

都是一個反向代理服務(wù)器；

都是開源軟件；

Varnish的優(yōu)勢：

1、Varnish的穩(wěn)定性很高，兩者在完成相同負荷的工作時，Squid服務(wù)器發(fā)生故障的幾率要高于Varnish，因為使用Squid要經(jīng)常重啟；

2、Varnish訪問速度更快，因為采用了“Visual Page Cache”技術(shù)，所有緩存數(shù)據(jù)都直接從內(nèi)存讀取，而squid是從硬盤讀取，因而Varnish在訪問速度方面會更快；

3、Varnish可以支持更多的并發(fā)連接，因為Varnish的TCP連接釋放要比Squid快，因而在高并發(fā)連接情況下可以支持更多TCP連接；

4、Varnish可以通過管理端口，使用正則表達式批量的清除部分緩存，而Squid是做不到的；

squid屬于是單進程使用單核CPU，但Varnish是通過fork形式打開多進程來做處理，所以可以合理的使用所有核來處理相應(yīng)的請求；

Varnish的劣勢：

1、varnish進程一旦Crash或者重啟，緩存數(shù)據(jù)都會從內(nèi)存中完全釋放，此時所有請求都會發(fā)送到后端服務(wù)器，在高并發(fā)情況下，會給后端服務(wù)器造成很大壓力；

2、在varnish使用中如果單個url的請求通過HA/F5等負載均衡，則每次請求落在不同的varnish服務(wù)器中，造成請求都會被穿透到后端；而且同樣的請求在多臺服務(wù)器上緩存，也會造成varnish的緩存的資源浪費，造成性能下降；

Varnish劣勢的解決方案：

針對劣勢一：在訪問量很大的情況下推薦使用varnish的內(nèi)存緩存方式啟動，而且后面需要跟多臺squid/nginx服務(wù)器。主要為了防止前面的varnish服 務(wù)、服務(wù)器被重啟的情況下，大量請求穿透varnish，這樣squid/nginx可以就擔(dān)當(dāng)?shù)诙覥ACHE，而且也彌補了varnish緩存在內(nèi)存中重啟都會釋放的問題；

針對劣勢二：可以在負載均衡上做url哈希，讓單個url請求固定請求到一臺varnish服務(wù)器上;

3）使用varnish作為web代理緩存的原理 ：

varnish是一個http反向代理的緩存。它從客戶端接收請求然后嘗試從緩存中獲取數(shù)據(jù)來響應(yīng)客戶端的請求，如果varnish不能從緩存中獲得數(shù)據(jù)來響應(yīng)客戶端，它將轉(zhuǎn)發(fā)請求到后端（backend servers）,獲取響應(yīng)同時存儲，最后交付給客戶端。 

如果varnish已經(jīng)緩存了某個響應(yīng)，它比你傳統(tǒng)的后端服務(wù)器的響應(yīng)要快很多，所以你需要盡可能是更多的請求直接從varnish的緩存中獲取響應(yīng)。 

varnish決定是緩存內(nèi)容或者是從后端服務(wù)器獲取響應(yīng)。后端服務(wù)器能通過http響應(yīng)頭中的Cache-Control來同步varnish緩存內(nèi)容。在某些條件下varnish將不緩存內(nèi)容，最常見的是使用cookie。當(dāng)一個被標(biāo)記有cookie的客戶端web請求，varnish默認是不緩存。這些眾多的varnish功能特點都是可以通過寫vcl來改變的。

5）簡單架構(gòu):

Varnish 分為 management 進程和child 進程；

Management進程：對子進程進行管理，同時對VCL配置進行編譯，并應(yīng)用到不同的狀態(tài)引擎。

Child進程：生成線程池，負責(zé)對用戶請求進行處理，并通過hash查找返回用戶結(jié)果。

6）varnish主要配置部分:

varnish配置主要分為：后端配置，ACL配置，probes配置，directors配置，核心子程序配置幾大塊。其中后端配置是必要的，在多臺服務(wù)器中還會用到directors配置，核心子程序配置。

后端配置：即給varnish添加反代服務(wù)器節(jié)點，最少配置一個。

ACL配置：即給varnish添加訪問控制列表，可以指定這些列表訪問或禁止訪問。

probes配置：即給varnish添加探測后端服務(wù)器是否正常的規(guī)則，方便切換或禁止對應(yīng)后端服務(wù)器。

directors配置：即給varnish添加負載均衡模式管理多個后端服務(wù)器。

核心子程序配置：即給varnish添加后端服務(wù)器切換，請求緩存，訪問控制，錯誤處理等規(guī)則。

7）VCL中內(nèi)置預(yù)設(shè)變量：變量(也叫object)：

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eq：The request object，請求到達時可用的變量(客戶端發(fā)送的請求對象)
bereq：The backend request object，向后端主機請求時可用的變量
beresp：The backend response object，從后端主機獲取內(nèi)容時可用的變量(后端響應(yīng)請求對象)
resp：The HTTP response object，對客戶端響應(yīng)時可用的變量(返回給客戶端的響應(yīng)對象)
obj：存儲在內(nèi)存中時對象屬性相關(guān)的可用的變量(高速緩存對象，緩存后端響應(yīng)請求內(nèi)容)
預(yù)設(shè)變量是系統(tǒng)固定的，請求進入對應(yīng)的vcl子程序后便生成，這些變量可以方便子程序提取，當(dāng)然也可以自定義一些全局變量。
當(dāng)前時間：
now :作用：返回當(dāng)前時間戳。
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客戶端：（客戶端基本信息）
client.ip：返回客戶端IP地址。
注：原client.port已經(jīng)棄用，如果要取客戶端請求端口號使用 std.port(client.ip)，需要import std;才可以使用std
client.identity：用于裝載客戶端標(biāo)識碼。
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服務(wù)器：（服務(wù)器基本信息）
注：原server.port已經(jīng)棄用，如果要取服務(wù)器端口號使用 std.port(server.ip)，需要import std;才可以使用std
server.hostname：服務(wù)器主機名。
server.identity：服務(wù)器身份標(biāo)識。
server.ip：返回服務(wù)器端IP地址。
  
req :（客戶端發(fā)送的請求對象）
req：整個HTTP請求數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
req.backend_hint：指定請求后端節(jié)點，設(shè)置后 bereq.backend 才能獲取后端節(jié)點配置數(shù)據(jù)
req.can_gzip：客戶端是否接受GZIP傳輸編碼。
req.hash_always_miss：是否強制不命中高速緩存，如果設(shè)置為true，則高速緩存不會命中，一直會從后端獲取新數(shù)據(jù)。
req.hash_ignore_busy：忽略緩存中忙碌的對象，多臺緩存時可以避免死鎖。
req.http：對應(yīng)請求HTTP的header。
req.method：請求類型（如 GET , POST）。
req.proto：客戶端使用的HTTP協(xié)議版本。
req.restarts：重新啟動次數(shù)。默認最大值是4
req.ttl：緩存有剩余時間。
req.url：請求的URL。
req.xid：唯一ID。
  
bereq：（發(fā)送到后端的請求對象，基于req對象）
bereq：整個后端請求后數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
bereq.backend：所請求后端節(jié)點配置。
bereq.between_bytes_timeout：從后端每接收一個字節(jié)之間的等待時間（秒）。
bereq.connect_timeout：連接后端等待時間（秒），最大等待時間。
bereq.first_byte_timeout：等待后端第一個字節(jié)時間（秒），最大等待時間。
bereq.http：對應(yīng)發(fā)送到后端HTTP的header信息。
bereq.method：發(fā)送到后端的請求類型（如：GET , POST）。
bereq.proto：發(fā)送到后端的請求的HTTP版本。
bereq.retries：相同請求重試計數(shù)。
bereq.uncacheable：無緩存這個請求。
bereq.url：發(fā)送到后端請求的URL。
bereq.xid：請求唯一ID。
  
beresp：（后端響應(yīng)請求對象）
beresp：整個后端響應(yīng)HTTP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
beresp.backend.ip：后端響應(yīng)的IP。
beresp.backend.name：響應(yīng)后端配置節(jié)點的name。
beresp.do_gunzip：默認為 false 。緩存前解壓該對象
beresp.do_gzip：默認為 false 。緩存前壓縮該對象
beresp.grace：設(shè)置當(dāng)前對象緩存過期后可額外寬限時間，用于特殊請求加大緩存時間，當(dāng)并發(fā)量巨大時，不易設(shè)置過大否則會堵塞緩存，一般可設(shè)置 1m 左右，當(dāng)beresp.ttl=0s時該值無效。
beresp.http：對應(yīng)的HTTP請求header
beresp.keep：對象緩存后帶保持時間
beresp.proto：響應(yīng)的HTTP版本beresp.reason：由服務(wù)器返回的HTTP狀態(tài)信息
beresp.status：由服務(wù)器返回的狀態(tài)碼
beresp.storage_hint：指定保存的特定存儲器
beresp.ttl：該對象緩存的剩余時間，指定統(tǒng)一緩存剩余時間。
beresp.uncacheable：繼承bereq.uncacheable，是否不緩存
  
OBJ ：（高速緩存對象，緩存后端響應(yīng)請求內(nèi)容）
obj.grace：該對象額外寬限時間
obj.hits：緩存命中次數(shù)，計數(shù)器從1開始，當(dāng)對象緩存該值為1，一般可以用于判斷是否有緩存，當(dāng)前該值大于0時則為有緩存。
obj.http：對應(yīng)HTTP的header
obj.proto：HTTP版本
obj.reason：服務(wù)器返回的HTTP狀態(tài)信息
obj.status：服務(wù)器返回的狀態(tài)碼
obj.ttl：該對象緩存剩余時間（秒）
obj.uncacheable：不緩存對象
  
resp :（返回給客戶端的響應(yīng)對象）
resp：整個響應(yīng)HTTP數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
resp.http：對應(yīng)HTTP的header。
resp.proto：編輯響應(yīng)的HTTP協(xié)議版本。
resp.reason：將要返回的HTTP狀態(tài)信息。
resq.status：將要返回的HTTP狀態(tài)碼。
  
存儲 ：
storage.<name>.free_space：存儲可用空間（字節(jié)數(shù)）。
storage.<name>.used_space：存儲已經(jīng)使用空間（字節(jié)數(shù)）。
storage.<name>.happy：存儲健康狀態(tài)。

8、特定功能性語句

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ban(expression)：清除指定對象緩存
call(subroutine)：調(diào)用子程序，如：call(name);
hash_data(input)：生成hash鍵，用于制定hash鍵值生成結(jié)構(gòu)，只能在vcl_hash子程序中使用。調(diào)用 hash_data(input) 后，即這個hash為當(dāng)前頁面的緩存hash鍵值，無需其它獲取或操作，如:
sub vcl_hash{
       hash_data(client.ip);
       return(lookup);
}
注意：return(lookup); 是默認返回值，所以可以不寫。
new()：創(chuàng)建一個vcl對象，只能在vcl_init子程序中使用。
return()：結(jié)束當(dāng)前子程序，并指定繼續(xù)下一步動作，如：return (ok); 每個子程序可指定的動作均有不同。
rollback()：恢復(fù)HTTP頭到原來狀態(tài)，已經(jīng)棄用，使用 std.rollback() 代替。
synthetic(STRING)：合成器，用于自定義一個響應(yīng)內(nèi)容，比如當(dāng)請求出錯時，可以返回自定義 404 內(nèi)容，而不只是默認頭信息，只能在 vcl_synth 與 vcl_backend_error 子程序中使用，如：
sub vcl_synth {
    //自定義內(nèi)容
    synthetic ({"
<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN">
<html lang="zh-cn">
   <head>
   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8"/>
      <title>error</title>
   </head>
   <body>
      <h1>Error</h1>
      <h3>這只是一個測試自定義響應(yīng)異常內(nèi)容</h3>
   </body>
</html>
    "});
    //只交付自定義內(nèi)容
    return(deliver);
  
regsub(str, regex, sub)：使用正則替換第一次出現(xiàn)的字符串，第一個參數(shù)為待處理字符串，第二個參數(shù)為正則表達式，第三個為替換為字符串。
regsuball(str, regex, sub)：使用正則替換所有匹配字符串。參數(shù)與regsuball相同。
具體變量詳見：
https://www.varnish-cache.org/docs/4.0/reference/vcl.html#reference-vcl

（9）return 語句：

return 語句是終止子程序并返回動作，所有動作都根據(jù)不同的vcl子程序限定來選用。

https://www.varnish-cache.org/docs/4.0/users-guide/vcl-built-in-subs.html

語法：return(action);

常用的動作：

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abandon  放棄處理，并生成一個錯誤。
deliver  交付處理
fetch  從后端取出響應(yīng)對象
hash  哈希緩存處理
lookup 查找緩存對象
ok 繼續(xù)執(zhí)行
pass  進入pass非緩存模式
pipe 進入pipe非緩存模式
purge 清除緩存對象，構(gòu)建響應(yīng)
restart 重新開始
retry 重試后端處理
synth(status code,reason) 合成返回客戶端狀態(tài)信息

10）varnish中內(nèi)置子程序有：

注：varnish內(nèi)置子程序均有自己限定的返回動作  return （動作）;  不同的動作將調(diào)用對應(yīng)下一個子程序。

vcl_recv子程序：

開始處理請求，通過 return (動作); 選擇varnish處理模式，默認進入hash緩存模式（即return(hash);），緩存時間為配置項default_ttl（默認為 120秒）過期保持時間default_grace（默認為10秒）。該子程序一般用于模式選擇，請求對象緩存及信息修改，后端節(jié)點修改，終止請求等操作。

可操作對象：（部分或全部值）

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讀：client，server，req，storage
寫：client，req
返回值：
synth(status code,reason);  定義響應(yīng)內(nèi)容。
pass  進入pass模式，并進入vcl_pass子程序。
pipe  進入pipe模式，并進入vcl_pipe子程序。
hash  進入hash緩存模式，并進入vcl_hash子程序，默認返回值。
purge  清除緩存等數(shù)據(jù)，子程序先從vcl_hash再到vcl_purge。
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vcl_pipe子程序：
pipe模式處理，該模式主要用于直接取后端響應(yīng)內(nèi)容返回客戶端，可定義響應(yīng)內(nèi)容返回客戶端。該子程序一般用于需要及時且不作處理的后端信息，取出后端響應(yīng)內(nèi)容后直接交付到客戶端不進入vcl_deliver子程序處理。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，bereq，req，storage
寫：client，bereq，req
返回值：
synth(status code,reason);  定義響應(yīng)內(nèi)容。
pipe  繼續(xù)pipe模式，進入后端vcl_backend_fetch子程序，默認返回值。
  
vcl_pass子程序：
pass模式處理，該模式類似hash緩存模式，僅不做緩存處理。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，req，storage
寫：client，req
返回值：
synth(status code,reason);  定義響應(yīng)內(nèi)容。
fetch  繼續(xù)pass模式，進入后端vcl_backend_fetch子程序，默認返回值。
  
vcl_hit子程序：
hash緩存模式時，存在hash緩存時調(diào)用，用于緩存處理，可放棄或修改緩存。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，obj，req，storage
寫：client，req
返回值：
restart 重啟請求。
deliver 交付緩存內(nèi)容，進入vcl_deliver子程序處理，默認返回值。
synth(status code,reason);  定義響應(yīng)內(nèi)容。
  
vcl_miss子程序：
hash緩存模式時，不存在hash緩存時調(diào)用，用于判斷性的選擇進入后端取響應(yīng)內(nèi)容，可以修改為pass模式。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，req，storage
寫：client，req
返回值：
restart 重啟請求。
synth(status code,reason);  定義響應(yīng)內(nèi)容。
pass 切換到pass模式，進入vcl_pass子程序。
fetch  正常取后端內(nèi)容再緩存，進入vcl_backend_fetch子程序，默認返回值。
  
vcl_hash子程序：
hash緩存模式，生成hash值作為緩存查找鍵名提取緩存內(nèi)容，主要用于緩存hash鍵值處理，可使用hash_data(string) 指定鍵值組成結(jié)構(gòu)，可在同一個頁面通過IP或cookie生成不同的緩存鍵值。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，req，storage
寫：client，req
返回值：
lookup 查找緩存對象，存在緩存進入vcl_hit子程序，不存在緩存進入vcl_miss子程序，當(dāng)使用了purge清理模式時會進入vcl_purge子程序，默認返回值。
  
vcl_purge子程序：
清理模式，當(dāng)查找到對應(yīng)的緩存時清除并調(diào)用，用于請求方法清除緩存，并報告。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，req，storage
寫：client，req
返回值：
synth(status code,reason);  定義響應(yīng)內(nèi)容。
restart 重啟請求。
  
vcl_deliver子程序：
客戶端交付子程序，在vcl_backend_response子程序后調(diào)用（非pipe模式），或vcl_hit子程序后調(diào)用，可用于追加響應(yīng)頭信息，cookie等內(nèi)容。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，req，resp，obj，storage
寫：client，req，resp
返回值：
deliver 正常交付后端或緩存響應(yīng)內(nèi)容，默認返回值。
restart 重啟請求。
  
vcl_backend_fetch子程序：
發(fā)送后端請求之前調(diào)用，可用于改變請求地址或其它信息，或放棄請求。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：server，bereq，storage
寫：bereq
返回值：
fetch 正常發(fā)送請求到到后端取出響應(yīng)內(nèi)容，進入vcl_backend_response子程序，默認返回值。
abandon 放棄后端請求，并生成一個錯誤，進入vcl_backend_error子程序。
  
vcl_backend_response子程序：
后端響應(yīng)后調(diào)用，可用于修改緩存時間及緩存相關(guān)信息。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：server，bereq，beresp，storage
寫：bereq，beresp
返回值：
deliver 正常交付后端響應(yīng)內(nèi)容，進入vcl_deliver子程序，默認返回值。
abandon 放棄后端請求，并生成一個錯誤，進入vcl_backend_error子程序。
retry 重試后端請求，重試計數(shù)器加1，當(dāng)超過配置中max_retries值時會報錯并進入vcl_backend_error子程序。
  
vcl_backend_error子程序：
后端處理失敗調(diào)用，異常頁面展示效果處理，可自定義錯誤響應(yīng)內(nèi)容，或修改beresp.status與beresp.http.Location重定向等。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：server，bereq，beresp，storage
寫：bereq，beresp
返回值：
deliver 只交付 sysnthetic(string) 自定義內(nèi)容，默認返回后端異常標(biāo)準(zhǔn)錯誤內(nèi)容。
retry 重試后端請求，重試計數(shù)器加1，當(dāng)超過配置中max_retries值時會報錯并進入vcl_backend_error子程序。
  
vcl_synth子程序：
自定義響應(yīng)內(nèi)容。可以通過synthetic（）和返回值 synth 調(diào)用，這里可以自定義異常顯示內(nèi)容，也可以修改resp.status與resp.http.Location重定向。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：client，server，req，resp，storage
寫：req，resp
返回值：
deliver 只交付 sysnthetic(string) 自定義內(nèi)容，默認返回 sysnth 異常指定狀態(tài)碼與錯誤內(nèi)容。
restart 重啟請求。
  
vcl_init子程序：
加載vcl時最先調(diào)用，用于初始化VMODs，該子程序不參與請求處理，僅在vcl加載時調(diào)用一次。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：server
寫：無
返回值：
ok 正常返回，進入vcl_recv子程序，默認返回值。
  
vcl_fini子程序：
卸載當(dāng)前vcl配置時調(diào)用，用于清理VMODs，該子程序不參與請求處理，僅在vcl正常丟棄后調(diào)用。
可操作對象：（部分或全部值）
讀：server
寫：無
返回值：
ok 正常返回，本次vcl將釋放，默認返回值。
varnish子程序調(diào)用流程圖，通過大部分子程序的return返回值進入下一步行動：

11）優(yōu)雅模式(Garce mode)

Varnish中的請求合并

當(dāng)幾個客戶端請求同一個頁面的時候，varnish只發(fā)送一個請求到后端服務(wù)器，然后讓其他幾個請求掛起并等待返回結(jié)果；獲得結(jié)果后，其它請求再復(fù)制后端的結(jié)果發(fā)送給客戶端；

但如果同時有數(shù)以千計的請求，那么這個等待隊列將變得龐大，這將導(dǎo)致2類潛在問題：

驚群問題(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)致負載急速上升；沒有用戶喜歡等待；

故為了解決這類問題，可以配置varnish在緩存對象因超時失效后再保留一段時間，以給那些等待的請求返回過去的文件內(nèi)容(stale content)，配置案例如下：

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sub vcl_recv {
if (! req.backend.healthy) {
set req.grace = 5m;
} else {
set req.grace = 15s;
}
}
sub vcl_fetch {
set beresp.grace = 30m;
}
以上配置表示varnish將會將失效的緩存對象再多保留30分鐘，此值等于最大的req.grace值即可；
而根據(jù)后端主機的健康狀況，varnish可向前端請求分別提供5分鐘內(nèi)或15秒內(nèi)的過期內(nèi)容

二、安裝varnish

1、安裝依賴關(guān)系的軟件包（注：使用centos在線yum源）

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[root@varnish ~]# yum -y install autoconf automake libedit-devel libtool ncurses-devel pcre-devel pkgconfig python-docutils python-sphinx

2、安裝varnish

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

下載地址：https://www.varnish-cache.org/content/varnish-cache-403

注意：Varnish網(wǎng)站有時會被墻。

Git 下載：

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git clone https://github.com/varnish/Varnish-Cache /var/tmp/

解壓，進入解壓目錄編譯安裝：

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[root@varnish ~]# tar zxf varnish-4.0.3.tar.gz
[root@varnish ~]# cd varnish-4.0.3/
[root@varnish varnish-4.0.3]# export PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/lib/pkgconfig

注：

./autogen.sh 

如果從Git庫下載的安裝包時才需要運行，用于生成configure編譯文件。

配置：

1
[root@varnish varnish-4.0.3]# ./configure

注：不指定安裝路徑，默認是安裝在/usr/local目錄下

編譯、安裝

1
[root@varnish varnish-4.0.3]# make && make install

復(fù)制 vcl 文件（在編譯安裝目錄下），如果安裝目錄里沒有 default.vcl 文件。

復(fù)制到安裝目錄的/usr/local/var/varnish/目錄下（當(dāng)然并無必需要求在哪個目錄，因為正式啟動時還得指定這個文件的目錄）

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[root@varnish varnish-4.0.3]# cp etc/example.vcl  /usr/local/var/varnish/default.vcl

三、varnish實例解析：

varnish 配置基本上是編輯 VCL(Varnish Configuration Language) 文件,varnish 有一套自定義 VCL 語法，啟動時，會將配置文件編譯為C語言，再執(zhí)行。

varnish 4.0開始，每個VCL文件必須在開始行聲明它的版本“vcl 4.0;”

塊（子程序）由大括號分隔，語句用分號結(jié)束。所有的關(guān)鍵字及預(yù)設(shè)子程序名都是全小寫。

注釋：支持 // 或 #  多行時還可以使用 /* .. */

1、后端服務(wù)器地址池配置及后端服務(wù)器健康檢查

varnish有"后端"或者"源"服務(wù)器的概念。backend server提供給varnish加速的內(nèi)容。實際上就是給varnish添加可供訪問的web服務(wù)器，如果有多臺web服務(wù)器時，可添加多個backend塊。

1）后端服務(wù)器定義：

命令：backend。這個定義為最基本的反向入口定義，用于varnish連接對應(yīng)的服務(wù)器，如果沒有定義或定義錯誤則用戶無法訪問正常頁面。

語法格式：

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backend name{
    .attribute = "value";
}

說明：backend 是定義后端關(guān)鍵字，name 是當(dāng)前后端節(jié)點的別名，多個后端節(jié)點時，name 名不能重復(fù)，否則覆蓋?；ɡㄌ柪锩娑x當(dāng)前節(jié)點相關(guān)的屬性（鍵=值）。除默認節(jié)點外其它節(jié)點定義后必需有調(diào)用，否則varnish無法啟動。后端是否正?？梢酝ㄟ^std.healthy(backend)判斷。

支持運算符：

=   （賦值運算）

==  （相等比較）

~    （匹配，可以使用正則表達式，或訪問控制列表）

!~    （不匹配，可以使用正則表達式，或訪問控制列表）

！  （非）

&&   （邏輯與）

||   （邏輯或）

屬性列表：

.host="xxx.xxx.xxx.xxx";      //要轉(zhuǎn)向主機（即后端主機）的IP或域名，必填鍵/值對。
.port="8080";        //主機連接端口號或協(xié)議名（HTTP等），默認80
.host_header='';    //請示主機頭追加內(nèi)容
.connect_timeout=1s;     //連接后端的超時時間
.first_byte_timeout=5s;    //等待從后端返回的第一個字節(jié)時間
.between_bytes_timeout=2s;     //每接收一個字節(jié)之間等待時間
.probe=probe_name;        //監(jiān)控后端主機的狀態(tài),指定外部監(jiān)控name或者內(nèi)部直接添加
.max_connections=200;    //設(shè)置最大并發(fā)連接數(shù)，超過這個數(shù)后連接就會失敗

例：（下面兩個例子結(jié)果是一樣的，但第二個例子中更適用于集群，可以方便批量修改）

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backend web{
    .host="192.168.31.83";
    .port="80";
    .probe={          //直接追加監(jiān)控塊.probe是一個的參數(shù)
        .url="/";
        .timeout=2s;
    }
}
或
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:

命令：probe 。監(jiān)控可以循環(huán)訪問指定的地址，通過響應(yīng)時間判定服務(wù)器是否空閑或正常。這類命令非常適用于集群中某些節(jié)點服務(wù)器崩潰或負載過重，而禁止訪問這臺節(jié)點服務(wù)器。

語法格式：

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probe name{
    .attribute = "value";
}

說明：probe 是定義監(jiān)控關(guān)鍵字，name 是當(dāng)前監(jiān)控點的別名，多個監(jiān)控節(jié)點時，name 名不能重復(fù)，否則覆蓋。花括號里面定義當(dāng)前節(jié)點相關(guān)的屬性（鍵=值）。

沒有必填屬性，因為默認值就可以正常執(zhí)行操作。

屬性列表：

.url="/";    //指定監(jiān)控入口URL地址，默認為"/"

.request="";   //指定監(jiān)控請求入口地址，比 .url 優(yōu)先級高。
.expected_response="200";   //請求響應(yīng)代碼，默認是 200
.timeout=2s;   //請求超時時間。
.interval=5s;     //每次輪詢請求間隔時間,默認為 5s 。
.initial=-1;     //初始啟動時以.window輪詢次數(shù)中幾次良好后續(xù)才能使用這個后端服務(wù)器節(jié)點，默認為 -1 ，則輪詢完 .window 所有次數(shù)良好判定為正常。
.window=8;   //指定多少輪詢次數(shù)，用于判定服務(wù)器正常，默認是 8。
.threshold=3;   //必須多少次輪詢正常才算該后端節(jié)點服務(wù)器正常,默認是 3。

例：創(chuàng)建健康監(jiān)測，定義健康檢查名稱為backend_healthcheck

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probe backend_healthcheck {
        .url = "/";
        .timeout = 1s;
        .interval = 5s;
        .window = 5;
        .threshold = 3;
    }

在上面的例子中varnish將每5s檢測后端，超時設(shè)為1s。每個檢測將會發(fā)送get /的請求。如果5個檢測中大于3個是成功，varnish就認為后端是健康的，反之，后端就有問題了。

 

3）集群負載均衡directors:

varnish可以定義多個后端，也可以將幾個后端放在一個后端集群里面已達到負載均衡的目的。

你也可以將幾個后端組成一組后端。這個組被叫做Directors?？梢蕴岣咝阅芎蛷椥?。

directors是varnish負載均衡模塊，使用前必需引入directors模塊，directors模塊主要包含：round_robin，random，hash，fallback負載均衡模式。

round_robin : 循環(huán)依次逐個選擇后端服務(wù)器。

random ： 隨機選擇后端服務(wù)器，可設(shè)置每個后端權(quán)重增加隨機率。

hash :  通過散列隨機選擇對應(yīng)的后端服務(wù)器且保持選擇對應(yīng)關(guān)系，下次則直接找對應(yīng)的后端服務(wù)器。

Fallback:后備

注意：random，hash 有權(quán)重值設(shè)置，用于提高隨機率。每個后端最好都配置監(jiān)控器（后端服務(wù)器正常監(jiān)測）以便directors自動屏蔽不正常后端而不進入均衡列隊中。

這些操作需要你載入VMOD（varnish module），然后在vcl_init中調(diào)用這個VMOD。

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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;
}

//初始化處理

sub vcl_init {            //調(diào)用vcl_init初始化子程序創(chuàng)建后端主機組，即directors

    new  web_cluster = directors.round_robin(); //使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建drector對象,使用round_robin算法

    web_cluster.add_backend(web1);   //添加后端服務(wù)器節(jié)點

web_cluster.add_backend(web2);

}

//開始處理請求

sub vcl_recv {                     //調(diào)用vcl_recv子程序，用于接收和處理請求

    set  req.backend_hint = web_cluster.backend();     //選取后端

}

說明：

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，backend 為后端配置別名，real 為權(quán)重值，隨機率計算公式：100 * (當(dāng)前權(quán)重 / 總權(quán)重)。

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

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

擴展：varnish將不同的url發(fā)送到不同的后端server

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mport 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;
}
backend img1 {
        .host = "img1.lnmmp.com";
        .port = "80";
        .probe = backend_healthcheck;
}
backend img2 {
        .host = "img2.lnmmp.com";
        .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)建后端主機組，即directors
    new  web_cluster = directors.round_robin(); //使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建drector對象,使用round_robin算法
    web_cluster.add_backend(web1);   //添加后端服務(wù)器節(jié)點
web_cluster.add_backend(web2);
new img_cluster = directors.random();
img_cluster.add_backend(img1,2);   //添加后端服務(wù)器節(jié)點，并且設(shè)置權(quán)重值
img_cluster.add_backend(img2,5);
}
//根據(jù)不同的訪問域名，分發(fā)至不同的后端主機組
sub vcl_recv {
if (req.http.host  ~  "(?i)^(www.)?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();
        }
}

說明：中的i就是忽略大小寫的意思。(?i)表示開啟忽略大小寫，而(?-i)表示關(guān)閉忽略大小寫

 

4）訪問控制列表（ACL）：

創(chuàng)建一個地址列表，用于后面的判斷，可以是域名或IP集合。這個可以用于指定某些地址請求入口，防止惡意請求等。

語法格式：

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acl  purgers  {
    "127.0.0.1";
"localhost";
“192.168.134.0/24”
    !"192.168.134.1";
}

說明：acl 是訪問列表關(guān)鍵字（必需小寫），name 是該列表的別名用于調(diào)用，花括號內(nèi)部是地址集。

注意：如果列表中包含了無法解析的主機地址，它會匹配任何地址。

如果不想讓它匹配可以在前添加一個 ! 符號，如上面 !"192.168.134.1"; 

使用ACL只需要用 匹配運算符 ~ 或 !~  如：

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sub  vcl_recv {
    if  (req.method == "PURGE") {    //PURGE請求的處理
         if  (client.ip  ~  purgers) {
              return(purge);
         } else {
            return(synth(403, "Access denied."));
        }
    }
}

5）緩存規(guī)則配置：

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sub vcl_recv {
  // PURGE請求的處理
  if (req.method == "PURGE") {
    if (!client.ip ~ purgers) {
      return (synth(405, "Not Allowed."));
    }
    return (purge);
  }
  
  set req.backend_hint = web.backend();
  
  //將php、asp等動態(tài)內(nèi)容訪問請求直接發(fā)給后端服務(wù)器，不緩存。
  if (req.url ~ "\.(php|asp|aspx|jsp|do|ashx|shtml)($|\?)") {
    return (pass);
  }
  //將非GET和HEAD訪問請求直接發(fā)給后端服務(wù)器，不緩存。例如POST請求。
  if (req.method != "GET" && req.method != "HEAD") {
        return (pass);
  }
  //如果varnish看到header中有'Authorization'頭，它將pass請求。
  if (req.http.Authorization) {
        return (pass);
}
  
  //帶cookie首部的GET請求也緩存
  if (req.url ~ "\.(css|js|html|htm|bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico|gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)($|\?)") {
    unset req.http.cookie;
    return (hash);
  }

說明：默認情況，varnish不緩存從后端響應(yīng)的http頭中帶有Set-Cookie的對象。如果客戶端發(fā)送的請求帶有Cookie header，varnish將忽略緩存，直接將請求傳遞到后端。

 

//為發(fā)往后端主機的請求添加X-Forward-For首部,首次訪問增加 X-Forwarded-For 頭信息,方便后端程序獲取客戶端ip，而不是varnish地址

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if (req.restarts == 0) {
        if (req.http.x-forwarded-for) {//如果設(shè)置過此header則要再次附加上用逗號隔開
            set req.http.X-Forwarded-For = req.http.X-Forwarded-For + ", " + client.ip;
        } else {//如果只有一層代理的話,就無需設(shè)置了
            set req.http.X-Forwarded-For = client.ip;
        }
}

說明：X-Forwarded-For 是用來識別通過HTTP代理或負載均衡方式連接到Web服務(wù)器的客戶端最原始的IP地址的HTTP請求頭字段

子程序：

 

子程序是一種類似C的函數(shù)，但是程序沒有調(diào)用參數(shù)，子程序以 sub 關(guān)鍵字定義。在VCL里子程序是用于管理程序。

注意：所有VCL內(nèi)置的程序都是以 vcl_ 開頭，并已經(jīng)預(yù)置好，在VCL文件中只要聲明對應(yīng)的內(nèi)置子程序，都會在對應(yīng)的流程中調(diào)用。

三、varnish完整配置實例

1、拓撲環(huán)境

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Varnish:192.168.31.250
Web01:192.168.31.83
Web02:192.168.31.141

配置web01、web02做為后端服務(wù)器（過程略）

確保varnish服務(wù)器能正常訪問web01、web02

Varnish緩存代理服務(wù)器配置：

2、vcl文件配置內(nèi)容：

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[root@varnish ~]# cat  /usr/local/var/varnish/default.vcl

#使用varnish版本4的格式.

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vcl 4.0;

#加載后端負載均衡模塊

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import directors;

#加載std模塊

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import std;

#創(chuàng)建名為backend_healthcheck的健康檢查策略

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probe backend_healthcheck {
    .url="/";
    .interval = 5s;
    .timeout = 1s;
    .window = 5;
    .threshold = 3;
}

#定義后端服務(wù)器

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backend web_app_01 {
    .host = "192.168.31.83";
    .port = "80";
    .first_byte_timeout = 9s;
    .connect_timeout = 3s;
    .between_bytes_timeout = 1s;
    .probe = backend_healthcheck;
}
backend web_app_02 {
    .host = "192.168.31.141";
    .port = "80";
    .first_byte_timeout = 9s;
    .connect_timeout = 3s;
    .between_bytes_timeout = 1s;
    .probe = backend_healthcheck;
}

#定義允許清理緩存的IP

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acl purgers {
    "127.0.0.1";
    "localhost";
    "192.168.31.0/24";
}

#vcl_init初始化子程序創(chuàng)建后端主機組

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sub vcl_init {
    new web = directors.round_robin();
    web.add_backend(web_app_01);
    web.add_backend(web_app_02);
}

#請求入口，用于接收和處理請求。這里一般用作路由處理，判斷是否讀取緩存和指定該請求使用哪個后端

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sub vcl_recv {
    #將請求指定使用web后端集群 .在集群名后加上 .backend()
set req.backend_hint = web.backend();
# 匹配清理緩存的請求
    if (req.method == "PURGE") {
        if (!client.ip ~ purgers) {
            return (synth(405, "Not Allowed."));
        }
        # 是的話就執(zhí)行清理
        return (purge);
    }
    # 如果不是正常請求 就直接穿透沒商量
    if (req.method != "GET" &&
      req.method != "HEAD" &&
      req.method != "PUT" &&
      req.method != "POST" &&
      req.method != "TRACE" &&
      req.method != "OPTIONS" &&
      req.method != "PATCH" &&
      req.method != "DELETE") {
      return (pipe);
    }
    # 如果不是GET和HEAD就跳到pass 
    if (req.method != "GET" && req.method != "HEAD") {
        return (pass);
    }
    #如果匹配動態(tài)內(nèi)容訪問請求就跳到pass
    if (req.url ~ "\.(php|asp|aspx|jsp|do|ashx|shtml)($|\?)") {
        return (pass);
    }
    #具有身份驗證的請求跳到pass
    if (req.http.Authorization) {
        return (pass);
    }
  
    if (req.http.Accept-Encoding) {
        if (req.url ~ "\.(bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico|gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)$") {
            unset req.http.Accept-Encoding;
        } elseif (req.http.Accept-Encoding ~ "gzip") {
            set req.http.Accept-Encoding = "gzip";
        } elseif (req.http.Accept-Encoding ~ "deflate") {
            set req.http.Accept-Encoding = "deflate";
        } else {
            unset req.http.Accept-Encoding;
        }
    }
  
    if (req.url ~ "\.(css|js|html|htm|bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico|gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)($|\?)") {
        unset req.http.cookie;
        return (hash);
}

# 把真實客戶端IP傳遞給后端服務(wù)器 后端服務(wù)器日志使用X-Forwarded-For來接收

   

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 if (req.restarts == 0) {
        if (req.http.X-Forwarded-For) {
            set req.http.X-Forwarded-For = req.http.X-Forwarded-For + ", " + client.ip;
        } else {
            set req.http.X-Forwarded-For = client.ip;
        }
    }
    return (hash);
}

# hash事件(緩存事件)

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sub vcl_hash {
    hash_data(req.url);
    if (req.http.host) {
        hash_data(req.http.host);
    } else {
        hash_data(server.ip);
    }
    return (lookup);
}

# 緩存命中事件

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sub vcl_hit {
    if (req.method == "PURGE") {
        return (synth(200, "Purged."));
    }
    return (deliver);
}

# 緩存不命中事件

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sub vcl_miss {
    if (req.method == "PURGE") {
        return (synth(404, "Purged."));
    }
    return (fetch);
}

# 返回給用戶的前一個事件 通常用于添加或刪除header頭

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sub vcl_deliver {
    if (obj.hits > 0) {
        set resp.http.X-Cache = "HIT";
        set resp.http.X-Cache-Hits = obj.hits;
    } else {
        set resp.http.X-Cache = "MISS";
}

#取消顯示php框架版本的header頭

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unset resp.http.X-Powered-By;

#取消顯示web軟件版本、Via(來自varnish)等header頭 為了安全

   

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 unset resp.http.Server;
    unset resp.http.X-Drupal-Cache;
    unset resp.http.Via;
    unset resp.http.Link;
unset resp.http.X-Varnish;
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#顯示請求經(jīng)歷restarts事件的次數(shù)
set resp.http.xx_restarts_count = req.restarts;
#顯示該資源緩存的時間單位秒
set resp.http.xx_Age = resp.http.Age;
#顯示該資源命中的次數(shù)
set resp.http.hit_count = obj.hits;
#取消顯示Age 為了不和CDN沖突
unset resp.http.Age;
#返回給用戶
    return (deliver);
}
# pass事件
sub vcl_pass {
    return (fetch);
}
#處理對后端返回結(jié)果的事件(設(shè)置緩存、移除cookie信息、設(shè)置header頭等) 在fetch事件后自動調(diào)用
sub vcl_backend_response {
    #開啟grace模式 表示當(dāng)后端全掛掉后 即使緩存資源已過期(超過緩存時間) 也會把該資源返回給用戶 資源最大有效時間為5分鐘
set beresp.grace = 5m;
#后端返回如下錯誤狀態(tài)碼 則不緩存
    if (beresp.status == 499 || beresp.status == 404 || beresp.status == 502) {
    set beresp.uncacheable = true;
}
#如請求php或jsp 則不緩存
    if (bereq.url ~ "\.(php|jsp)(\?|$)") {
      set beresp.uncacheable = true;
    } else { //自定義緩存文件的緩存時長，即TTL值
       if (bereq.url ~ "\.(css|js|html|htm|bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico)($|\?)") {
         set beresp.ttl = 15m;
         unset beresp.http.Set-Cookie;
       } elseif (bereq.url ~ "\.(gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)($|\?)") {
           set beresp.ttl = 30m;
           unset beresp.http.Set-Cookie;
         } else {
            set beresp.ttl = 10m;
            unset beresp.http.Set-Cookie;
         }
      }
    #返回給用戶
    return (deliver);
}
sub vcl_purge {
        return (synth(200,"success"));
}
  
sub vcl_backend_error {
    if (beresp.status == 500 ||
        beresp.status == 501 ||
        beresp.status == 502 ||
        beresp.status == 503 ||
        beresp.status == 504) {
        return (retry);
    }
}
  
sub vcl_fini {
    return (ok);
}

3、啟動varnish

當(dāng)啟動varnish時有兩個重要的參數(shù)你必須設(shè)置: 一個是處理http請求的tcp監(jiān)聽端口,另一個是處理真實請求的后端server

注：如果你使用操作系統(tǒng)自帶的包管理工具安裝的varnish,你將在下面的文件找到啟動參數(shù):

Red Hat, Centos: /etc/sysconfig/varnish


1）：'-a' 參數(shù)定義了varnish監(jiān)聽在哪個地址,并用該地址處理http請求，你可能想設(shè)置這個參數(shù)在眾所周知的http 80端口.

例子:

-a  :80

-a  localhost:80

-a  192.168.1.100:8080

-a  '[fe80::1]:80'

-a  '0.0.0.0:8080,[::]:8081'

如果你的webserver和varnish運行在同一臺機器,你必須換一個監(jiān)聽地址.

2）：'-f'  VCL-file  or  '-b'  backend

-f添加vcl文件,-b定義后端server

varnish需要知道從哪里找到這個需要緩存的http server.你可以用-b參數(shù)指定,或者幫把它放在vcl文件中,然后使用-f參數(shù)指定.

在啟動的時候使用-b是一個快捷的方式.

-b 192.168.1.2:80

注意:如果你指定的是name,這個name必須能解析成一個IPv4或者IPv6的地址

如果你使用-f參數(shù),你啟動的時候可以在-f指定vcl文件。

默認的varnish使用100M的內(nèi)存來緩存對象,如果你想緩存更多,可以使用-s參數(shù). 

注：Varnish擁有大量的有用的命令行參數(shù)，建議查看其幫助

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[root@varnish ~]# /usr/local/sbin/varnishd -h

啟動varnish

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[root@varnish ~]# /usr/local/sbin/varnishd -f /usr/local/var/varnish/default.vcl -s malloc,200M -a
0.0.0.0:80
[root@varnish ~]# netstat -anpt | grep 80
tcp     0   0 0.0.0.0:80      0.0.0.0:*      LISTEN      6173/varnishd

2）現(xiàn)在，varnish已經(jīng)啟動和運行，你可以通過varnish訪問您的Web應(yīng)用程序。

打開火狐瀏覽器

第一次訪問

第二次訪問

3）varnish4配置手動清除緩存

varnish4通過vcl配置清楚緩存

通過vcl配置可以讓客戶端手動請求清楚緩存，以保證局部數(shù)據(jù)及時更新，而不用重啟varnish服務(wù)器。

配置方法：

#允許清除緩存IP集

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acl purgers {
    "127.0.0.1";
    "localhost";
    "192.168.31.0/24";
}
sub vcl_recv {
    ……
    if (req.method == "PURGE") {
        if (!client.ip ~ purgers) {
            return (synth(405, "Not Allowed."));
        }
        return (purge);   //清除緩存
}
……
}
sub vcl_purge {
        return (synth(200,"success"));
}


打開火狐瀏覽器，隨便進入一個緩存頁面,如下圖所示。

點擊編輯和重發(fā), 修改請求類型為 PURGE 再點擊 發(fā)送

查看返回狀態(tài)，如果成功則成功清除緩存，可以按 F5 刷新頁面，查看新內(nèi)容。

 


本文出自 “一盞燭光” 博客，謝絕轉(zhuǎn)載！

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