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Varnish安装与配置

    Varnish是一款高性能的开源HTTP加速器,挪威最大的在线报纸Verdens Gang使用3台Varnish代替了原来的12台Squid,性能居然比以前更好。Varnish 的作者Poul-Henning Kamp是FreeBSD的内核开发者之一,他认为现在的计算机比起1975年已经复杂许多。在1975年时,储存媒介只有两种:内存与硬盘。但现在计算机系统的内存除了主存外,还包括了cpu内的L1、L2,甚至有L3快取。硬盘上也有自己的快取装置,因此Squid cache自行处理物件替换的架构不可能得知这些情况而做到最佳化,但操作系统可以得知这些情况,所以这部份的工作应该交给操作系统处理,这就是Varnish cache设计架构。目前很多互联网公司在使用Varnish,其中包括Facebook。

特性:

  • VCL(Varnish Configuration Language):区别于其他系统,Varnish采用了自身的配置语言来配置,非常容易上手,这些配置会被编译成二进制机器码,明显加快了执行速度。
  • Health checks:完善的健康检查机制。
  • ESI(Edge Side Includes):在HTML中嵌入动态脚本文件。
  • Directors:后端服务器的调度方式:random,round-robin,client,hash,DNS。
  • Purging and banning:强大的缓存清除功能,可以以正则表达式的形式清除缓存。
  • Logging in Varnish:Varnish的log不是记录在文件中的,而是记录在共享内存中。当日志大小达到分配的共享内存容量,覆盖掉旧的日志。以这种方式记录日志比文件的形式要快很多,并且不需要磁盘空间。
  • 丰富的管理程序:varnishadm,varnishtop,varnishhist,varnishstat以及varnishlog等。

环境:CentOS 6.5


首先安装ncurses-devel,否则varnishstat,varnishtop都无法编译完成
yum install ncurses-devel
安装Varnish
wget https://repo.varnish-cache.org/source/varnish-4.0.1.tar.gz
tar -zxvf varnish-4.0.1.tar.gz
cd varnish-4.0.1
./configure --prefix=/usr/local/varnish
make && make install
可能会报的错: No package ‘libpcre‘ found 错误
解决办法:export PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/lib/pkgconfig,然后继续编译

开启Varnish
/usr/local/varnish-2.1.5/sbin/varnishd -f /usr/local/varnish-2.1.5/etc/varnish/default.vcl -T 127.0.0.1:2000 -a 0.0.0.0:80 -s file,/tmp,200M
其中-f用来指定配置文件,-T指定管理台的访问地址,-a指定Varnish监听地址,-s指定Varnish以文件方式来缓存资源,地址为/tmp,大小200MB。
可能会报的错:
Message from VCC-compiler:
No backends or directors found in VCL program, at least one is necessary.
Running VCC-compiler failed, exit 1
VCL compilation failed
解决办法:没有设置varnish配置文件

配置文件(可以配置多个后端处理器,以轮询方式实现负载均衡)
backend default {
	.host = "127.0.0.1";
	.port = "8080";
	.connect_timeout = 5s;
	.first_byte_timeout= 5s;
	.probe = {
        #health check
        .url = "/check.txt";
        .interval = 5s;
        .timeout = 5s;
        .window = 5;
        .threshold = 3;
    }
}

sub vcl_recv {
    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;
		}
    }
    if (req.request != "GET" &&
      req.request != "HEAD" &&
      req.request != "PUT" &&
      req.request != "POST" &&
      req.request != "TRACE" &&
      req.request != "OPTIONS" &&
      req.request != "DELETE") {
        /* Non-RFC2616 or CONNECT which is weird. */
        return (pipe);
    }
    if (req.request != "GET" && req.request != "HEAD") {
        /* We only deal with GET and HEAD by default */
        return (pass);
    }
    if (req.http.Authorization || req.http.Cookie) {
        /* Not cacheable by default */
        return (pass);
    }
    return (lookup);
}

sub vcl_pipe {
    # Note that only the first request to the backend will have
    # X-Forwarded-For set.  If you use X-Forwarded-For and want to
    # have it set for all requests, make sure to have:
    # set bereq.http.connection = "close";
    # here.  It is not set by default as it might break some broken web
    # applications, like IIS with NTLM authentication.
    return (pipe);
}

sub vcl_pass {
    return (pass);
}

sub vcl_hash {
    set req.hash += req.url;
    if (req.http.host) {
        set req.hash += req.http.host;
    } else {
        set req.hash += server.ip;
    }
    return (hash);
}

sub vcl_hit {
    if (!obj.cacheable) {
        return (pass);
    }
    return (deliver);
}

sub vcl_miss {
    return (fetch);
}

sub vcl_fetch {
    if (!beresp.cacheable) {
        return (pass);
    }
    if (beresp.http.Set-Cookie) {
        return (pass);
    }
    return (deliver);
}

sub vcl_deliver {
    return (deliver);
}

sub vcl_error {
    set obj.http.Content-Type = "text/html; charset=utf-8";
    synthetic {"
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN"
 "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
<html>
  <head>
    <title>"} obj.status " " obj.response {"</title>
  </head>
  <body>
    <h1>Error "} obj.status " " obj.response {"</h1>
    <p>"} obj.response {"</p>
    <h3>Guru Meditation:</h3>
    <p>XID: "} req.xid {"</p>
    <hr>
    <p>Varnish cache server</p>
  </body>
</html>
"};
    return (deliver);
}

启动脚本
wget -O varnishd https://raw.github.com/gist/3671408/3a51578bbd60a4cf8317bdc9508527b81eb23da5/varnishd
cp varnishd /etc/init.d/varnishd
chmod +x /etc/init.d/varnishd
/etc/init.d/varnishd start

Subroutine列表

  • vcl_recv 在请求开始时候被调用,在请求已经被接收到并且解析后调用。目的就是决定是否处理这个请求,怎么处理,使用哪个后端。vcl_recv以return结束,参数可以为如下关键字: 
    error code [reason]:返回错误码给客户端,丢弃请求。 
    pass:转换到pass模式。控制权最后会转移到vcl_pass。 
    pipe:转换到pipe模式。控制权最后会转移到vcl_pipe。 
    lookup:在缓存中寻找请求对象。控制权最后会转移到vcl_hit或者vcl_miss,决定于对象是否在缓存中。

  • vcl_pipe 当进入pipe模式的时候被调用。在这个模式中,请求会被转移到后端,后续的数据不管是从客户端还是后端来的都会以不变的方式传送,直到连接关闭为止。vcl_pipe以return结束,参数可以为如下关键字: 
    error code [reason]:返回错误码给客户端,丢弃请求。 
    pipe:以pipe模式执行。

  • vcl_pass 当进入pass模式的时候会被调用。在这个模式中,请求会被传送到后端,然后后端的响应会被传送回客户端,但是响应不会进入缓存中。接下来通过相同客户端连接发起的请求会以普通的方式来处理。vcl_pass以return结束,参数可以为如下关键字: 
    error code [reason]:返回错误码给客户端,丢弃请求。 
    pass:以pass模式执行。 
    restart:重新启动这个事务。增加了重启计数。如果重启的次数高于max_restarts,varnish会引起一个错误。

  • vcl_hash 你如果把想把数据加入到hash中,那么调用hash_data()。vcl_hash以return结束,参数可以为如下关键字: 
    hash:执行hash逻辑。

  • vcl_hit 如果请求的对象在缓存中被找到了,那么在缓存查找结束后被调用。vcl_hit以return结束,参数可以为如下关键字: 
    deliver:deliver缓存对象到客户端。控制权最后会转移到vcl_deliver。 
    error code [reason]:返回错误码给客户端,丢弃请求。 
    pass:切换到pass模式。控制权最后会转移到vcl_pass。 
    restart:重新启动这个事务。增加了重启计数。如果重启的次数高于max_restarts,varnish会引起一个错误。

  • vcl_miss 如果请求的对象在缓存中没有被找到,那么在缓存查找结束后被调用。目的是为了决定是否去后端获取这个请求对象,并且要选择哪个后端。vcl_miss以return结束,参数可以为如下关键字: 
    error code [reason]:返回错误码给客户端,丢弃请求。 
    pass:切换到pass模式。控制权最后会转移到vcl_pass。 
    fetch:去后端获取请求对象。控制权最后会转移到vcl_fetch

  • vcl_fetch 当一个对象被成功从后端获取的时候此方法会被调用。vcl_fetch以return结束,参数可以为如下关键字: 
    deliver:可能把对象放入缓存中,然后再deliver到客户端。控制权最后会转移到vcl_deliver。 
    error code [reason]:返回错误码给客户端,丢弃请求。 
    esi:以ESI形式来处理刚刚被获取到的对象。 
    pass:切换到pass模式。控制权最后会转移到vcl_pass。 
    restart:重新启动这个事务。增加了重启计数。如果重启的次数高于max_restarts,varnish会引起一个错误。

  • vcl_deliver当一个缓存的对象被deliver到客户端的时候,此方法会被调用。vcl_deliver以return结束,参数可以为如下关键字: 
    deliver:发送对象到客户端。 
    error code [reason]:返回错误码给客户端,丢弃请求。 
    restart:重新启动这个事务,增加重启计数。如果重启的次数高于max_restarts,varnish会引起一个错误。

  • vcl_error 当遇见一个错误的时候会被调用,错误可能是跟后端有关系或者内部错误。vcl_error以return结束,参数可以为如下关键字: 
    deliver:发送对象到客户端。 
    restart:重新启动这个事务,增加重启计数。如果重启的次数高于max_restarts,varnish会引起一个错误。

重要变量

subroutine不带参数,一般通过全局变量来实现信息的传递。

如下变量在backend中有效:

  • .host:backend的主机名或者IP。
  • .port:backend的端口。

如下变量在处理一个请求(例如vcl_recv)的时候可用:

  • client.ip:客户端IP地址。
  • server.hostname:服务器的主机名。
  • server.identity:服务器标示,当启动varnish的时候用-i参数来指定。如果varnish启动时候没有指定-i参数,那么server.identity会被设置为用-n参数所指定的实例名称。
  • server.ip:服务器IP地址。
  • server.port:服务器端口。
  • req.request:请求类型(例如GETHEAD)。
  • req.url:请求的URL。
  • req.proto:HTTP协议版本。
  • req.backend:处理请求的后端服务器。
  • req.backend.healthy:后端是否健康。health check需要在backendprobe中进行设置。
  • req.http.header:相关的HTTP头。
  • req.hash_always_miss:强迫对于本次请求的缓存查找结果为miss。如果设置为true,那么varnish将会忽略任何存在的缓存对象,一直从后端重新获取资源。
  • req.hash_ignore_busy:在缓存查找时候忽略任何忙的对象。如果有两个服务器,彼此互相查找缓存内容,那么可以使用这个变量来避免潜在的死锁。

如下变量在准备一个后端请求(比如在cache miss或者passpipe模式)的时候可用:

  • bereq.request:请求的类型(比如GETHEAD)。
  • bereq.url:请求的URL。
  • bereq.proto:与后端服务器交互的HTTP协议版本。
  • bereq.http.header:相关的HTTP头。
  • bereq.connect_timeout:与后端连接的超时时间。
  • bereq.first_byte_timeout:从后端返回第一个字节所需等待的秒数,在pipe模式中不可用。
  • bereq.between_bytes_timeout:从后端返回的每个字节之间的时间间隔,以秒计。在pipe模式中不可用。

如下的变量在请求对象从后端返回之后,在其被放入缓存之前可用。换句话说,也就是在vcl_fetch中可用。

  • beresp.proto:HTTP协议版本。
  • beresp.status:后端返回的HTTP状态码(例如200,302等)。
  • beresp.response:后端返回的状态内容(例如OKFound)。
  • beresp.cacheable:如果请求的结果是可以被缓存的,那么此变量为true。如果HTTP状态码为200, 203, 300, 301, 302, 404,410之一并且pass没有在vcl_recv中被调用,那么这个结果就是可以被缓存的。如果response的TTLgrace time都为0,那么beresp.cacheable将会为0。beresp.cacheable是可写的。
  • beresp.ttl:缓存对象的生存时间,以秒为单位,这个变量是可写的。

在对象已经存在于缓存中并被查询到的时候,一般在vcl_hitvcl_deliver中,如下的变量(大部分是read-only)可用:

  • obj.proto:与后端交互的HTTP版本协议。
  • obj.status:后端返回的HTTP状态码。
  • obj.response:后端返回的HTTP状态内容。
  • obj.cacheable:如果对象的beresp.cacheable为true,那么此变量的值为true。除非你强制delivery,否则obj.cacheable一直为true
  • obj.ttl:缓存对象的生存时间,以秒为单位,这个变量是可写的。
  • obj.lastuse:从现在到对象最近一次访问所间隔的时间,以秒为单位。
  • obj.hits:对象被发送到客户端的次数,0表示缓存查询miss了。

如下变量在决定对象hash key的时候可用:

  • req.hash:hash key被用来关联一个缓存中的对象。在读写缓存的时候都会被用到。

如下变量在准备把一个响应发送给客户端时候可用:

  • resp.proto:响应使用的HTTP协议版本。
  • resp.status:将要返回的HTTP状态码。
  • resp.response:将要返回的HTTP状态内容。
  • resp.http.header:相关的HTTP头。