varnish介紹

varnish

	官方網站
		https://varnish-cache.org/
		http://book.varnish-software.com/4.0/
	Varnish是反向HTTP代理，有時被稱為gaHTTP加速器或Web加速器，反向代理是作為普通服務器向客戶端顯示的代理服務器。
	varnish（高速緩存）存儲器中的文件或文件片段，用于減少將來的等效請求時的響應時間和網絡帶寬消耗。
	varnish設計用于現代硬件，現代操作系統和現代工作負載。
	Varnish采用全新的軟件體系結構，和現在的硬件體系配合比較緊密。
	Varnish不僅僅是用緩存內容來加速你服務器的反向HTTP代理，根據安裝情況，varnish也可以用作：
		web應用防火墻，DDoS攻擊防御者，熱鏈保護器，負載平衡器，整合點，單點登錄網關，認證授權策略機制，快速修復不穩定的后端和HTTP路由器。
	varnish是靈活的，因為可以在其Varnish配置語言（VCL）中編寫自己的緩存策略，VCL是基于C的域特定語言，配置完成VCL后，將VCL轉換為C代碼并進行編譯，因此Varnish可以快速執行。

varnish的特點

	Varnish基于內存緩存，重啟后數據將消失      
	利用虛擬內存方式，io性能好
	支持設置0~60秒內的精確緩存時間
	VCL配置管理比較靈活
	32位機器上緩存文件大小為最大2G
	具有強大的管理功能，例如top，stat，admin，list等
	狀態機設計巧妙，結構清晰
	利用二叉堆管理緩存文件，達到積極刪除目的

varnish的工作原理

	Varnish 與一般服務器軟件類似，分為master 進程和child 進程。
		master進程讀入存儲配置文件，調用合適的存儲類型，然后創建/讀入相應大小的緩存文件，接著master 初始化管理該存儲空間的結構體，然后fork 并監控child 進程。child進程在主線程的初始化的過程中，將前面打開的存儲文件整個mmap 到內存中，此時創建并初始化空閑結構體，掛到存儲管理結構體，以待分配。
		child進程分配若干線程進行工作，主要包括一些管理線程和很多worker 線程。
	varnish的某個負責接收新HTTP 連接線程開始等待用戶，如果有新的HTTP連接過來，它總負責接收，然后喚醒某個等待中的線程，并把具體的處理過程交給它。
	Worker線程讀入HTTP 請求的URI，查找已有的object，如果命中則直接返回并回復用戶，如果沒有命中，則需要將所請求的內容，從后端服務器中取過來，存到緩存中，然后再回復。
	分配緩存的過程：
		它根據所讀到object 的大小，創建相應大小的緩存文件。
		為了讀寫方便，程序會把每個object的大小變為最接近其大小的內存頁面倍數。
		然后從現有的空閑存儲結構體中查找，找到最合適的大小的空閑存儲塊，分配給它。
		如果空閑塊沒有用完，就把多余的內存另外組成一個空閑存儲塊，掛到管理結構體上。
		如果緩存已滿，就根據LRU 機制，把最舊的object 釋放掉。
	釋放緩存的過程：
		有一個超時線程，檢測緩存中所有object 的生存期，如果超初設定的TTL（Time To Live）沒有被訪問，就刪除之，并且釋放相應的結構體及存儲內存。
		注意釋放時會檢查該存儲內存塊前面或后面的空閑內存塊，如果前面或后面的空閑內存和該釋放內存是連續的，就將它們合并成更大一塊內存。
	整個文件緩存的管理，沒有考慮文件與內存的關系，實際上是將所有的object 都考慮是在內存中，如果系統內存不足，系統會自動將其換到swap 空間，而不需要varnish 程序去控制。

varnish的優缺點

	varnish的優點
		Varnish采用了“Visual Page Cache”技術，所有緩存的數據都直接從內存讀取。
		Varnish穩定性比Squid高，宕機率很低。
		通過Varnish管理端口，可以使用正則表達式快速、批量地清除部分緩存。
		Varnish可以支持更多的并發連接。
	
	varnish的缺點
		Varnish在高并發狀態下，CPU、I/O和內存等資源的開銷高于Squid。
		Varnish的進程一旦掛起、崩潰或者重啟，緩存的數據都會從內存中釋放出來，此時的所有請求都會被發送到后端應用服務器上，在高并發的情況下，就會給后端服務器造成很大壓力。

varnish設計原則

	varnish設計目的：
		解決實際問題
		運行于現代硬件（64位多核架構）
		與內核協同工作，而不是針對內核
		將Varnish配置語言VCL翻譯成C語言
		可通過varnish模塊VMODs擴展
		通過其面向工作區的共享內存模型減少鎖定爭用
	varnish的重點始終是性能和靈活性。
	Varnish使用面向工作區的內存模型，而不是在運行時分配確切的空間空間。
	varnish不管理其分配的內存，但它將此任務委托給操作系統，因為內核通?？梢员扔脩艨臻g程序更好地執行此任務。
	事件過濾器和通知設施，例如epoll和kqueue是操作系統的高級特性，這些特性是為像varnish這樣的高性能的服務器設計的，通過使用這些特性，varnish可以移動大量的復雜信息到操作系統的內核中，這樣會更好地決定那些線程會被執行。
	Varnish使用Varnish配置語言VCL，允許準確地指定如何使用和組合Varnish的功能。
	VCL被翻譯成C編程語言代碼，該代碼使用標準C編譯器進行編譯，然后在運行時直接動態鏈接到Varnish中。
	當你需要的功能在VCL中沒有提供時，你可以在數據庫中找到個ip地址，以便于你可以寫原始C編碼在自己的VCL上。
	那個地址是在線的，但不鼓勵使用，相比于在線的C，建議把你的C編碼放入varnish的VMOD模塊中。
	VMOD通常以VCL和C編程語言編碼，實際上，VMOD是一個共享庫，具有可以從VCL代碼調用的函數。
	varnish共享存儲日志（VSL）允許Varnish讓其他應用程序解析數據并提取有用的信息，這個過程幾乎無需花費時間。

存儲對象

		對象：HTTP響應消息的本地存儲
		varnish的對象存儲在內存中，并通過hash key進行尋址
		可以控制hashing
		多個對象可以具有共同的hash
	對象是本地存儲的響應信息且被定義在協議中，這些信息被映射為hash值并存儲在內存中，涉及到的相關對象被存儲hash樹中。
	Varnish的一個相當獨特的功能是它允許你控制散列算法的輸入。
	默認情況下，hash key是由HTTP主機頭和URL制成，且非常重要。
	但是，你也可以通過使用其他東西來創建hash key，例如，你可以使用Cookie或客戶端請求的用戶代理來創建hash key。
	HTTP指定可以根據客戶端的偏好從相同的URL提供多個對象，例如，gzip格式的內容只發送到指示gzip支持的客戶端。
	varnish在一個hash key下存儲單個壓縮對象。
	根據客戶端請求，Varnish會檢查Accept-Encoding頭域。
	如果客戶端不接受gzip對象，Varnish會即時解壓縮對象并將其發送給客戶端。

對象生命周期

	圖中顯示了緩存對象的生命周期。
	緩存對象具有原始時間戳t_origin和三個持續時間屬性：1）TTL，2）grace和3）keep。
	t_origin是在后端創建對象的時間。
	一個對象生活在緩存中，直到經過之后TTL + grace + keep，該對象被Varnish守護進程刪除。
	VCL - vcl_backend_fetch和 VCL - vcl_backend_response有選擇的解釋了varnish是如何處理后端的響應以及這些時間屬性是如何影響后續行動的。

varnish的應用程序

	varnish應用程序組成：
		/usr/bin/varnishadm
		/usr/bin/varnishhist
		/usr/bin/varnishlog
		/usr/bin/varnishncsa
		/usr/bin/varnishstat
		/usr/bin/varnishtest
		/usr/bin/varnishtop
		/usr/sbin/varnishd
		。。。。
	varnissh最重要的部分是守護進程（后臺服務）varnishd。
	核心進程varnish的接收來自客戶端的HTTP請求，并將請求發送到后端backend，緩存返回的緩存的結果并回復客戶端請求。 
	varnishtest是用于測試您的Varnish安裝的腳本驅動程序， varnishtest非常強大，因為它允許創建客戶端模型，從模型或真實的后端中獲取內容，與實際的Varnish配置交互，并說明預期的行為。
	varnishadm控制正在運行的Varnish實例，該 varnishadm 實用程序建立在的命令行界面（CLI）連接的varnishd上，此實用程序是唯一可能影響運行的Varnish實例的實用程序，可以使用varnishadm開始和停止varnishd，更改配置參數，重新加載Varnish配置語言（VCL），查看最新的參數文檔等。
	varnish日志varnishlog提供大量信息，因此通常需要對其進行過濾。例如，“只顯示與X匹配的”。 
	varnishstat用于訪問全局計數器，它提供總體統計信息，例如請求總數，對象數量等， varnishstat在將其varnishlog用于分析您的varnish安裝時特別有用。

varnish安裝

	varnish官方站點： http://www.varnish-cache.org/
	直接下載安裝包進行安裝
	采用epel源安裝
		yum install varnish
		rpm -ql varnish
		/etc/logrotate.d/varnish
		/etc/varnish
		/etc/varnish/default.vcl
		/etc/varnish/varnish.params
		/run/varnish.pid
		/usr/bin/varnishadm
		/usr/bin/varnishhist
		/usr/bin/varnishlog
		/usr/bin/varnishncsa
		/usr/bin/varnishstat
		/usr/bin/varnishtest
		/usr/bin/varnishtop
		/usr/lib/systemd/system/varnish.service
		/usr/lib/systemd/system/varnishlog.service
		/usr/lib/systemd/system/varnishncsa.service
		/usr/sbin/varnish_reload_vcl
		/usr/sbin/varnishd
		/usr/share/doc/varnish-4.0.4
		/var/lib/varnish
		/var/log/varnish

varnish程序架構

		Manager進程
		Cacher進程，包含多種類型的線程：
				accept, worker, expiry, ... 
		shared memory log：
				統計數據：計數器；
				日志區域：日志記錄；
					varnishlog, varnishncsa, varnishstat... 
		配置接口：VCL（Varnish Configuration Language）
				vcl complier --> c complier --> shared object

varnish的程序環境

		varnish環境配置，配置varnish服務進程的工作特性，例如監聽的地址和端口，緩存機制：
			/etc/varnish/varnish.params
		VCL配置文件，配置各Child/Cache線程的緩存策略：
			/etc/varnish/default.vcl
		主程序：
				/usr/sbin/varnishd
		CLI interface：
				/usr/bin/varnishadm
		Shared Memory Log交互工具：
				/usr/bin/varnishhist
				/usr/bin/varnishlog
				/usr/bin/varnishncsa
				/usr/bin/varnishstat
				/usr/bin/varnishtop		
		測試工具程序：
				/usr/bin/varnishtest
		VCL配置文件重載程序：
				/usr/sbin/varnish_reload_vcl
		Systemd Unit File：
				/usr/lib/systemd/system/varnish.service：varnish服務
				/usr/lib/systemd/system/varnishlog.service：varnish日志服務
				/usr/lib/systemd/system/varnishncsa.service	：varnish日志持久的服務

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Varnish介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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