Varnish缓存服务器的安装与配置

介绍

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

OS: CentOS 5.5
varnish: 2.1.5

安装

首先安装ncurses-devel，否则varnishstat，varnishtop都无法编译完成

$ yum install ncurses-devel

接下来安装varnish

$ wget http://repo.varnish-cache.org/source/varnish-2.1.5.tar.gz
$ tar -zxvf varnish-2.1.5.tar.gz
$ cd varnish-2.1.5
$ ./configure --prefix=/usr/local/varnish-2.1.5
$ make && make install

启动

$ /usr/local/varnish2.1.5/sbin/varnishd -f \
/usr/local/varnish2.1.5/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。

配置
#后端处理器b1
backend b1{
    .host = "192.168.2.110";
    .port = "81";
    .connect_timeout = 5s;
    .first_byte_timeout= 5s;
    .probe = {
        #health check
        .url = "/check.txt";
        .interval = 5s;
        .timeout = 5s;
        .window = 5;
        .threshold = 3;
    }
}

#后端处理器b2
backend b2{
    .host = "192.168.2.109";
    .port = "81";
    .connect_timeout = 5s;
    .first_byte_timeout = 5s;
    .probe = {
        #health check
        .url = "/check.txt";
        .interval = 5s;
        .timeout = 5s;
        .window = 5;
        .threshold = 3;
    }
}

#以轮询方式实现负载均衡
director d1 round-robin {
    {
        .backend = b1;
    }

    {
        .backend = b2;
    }
}

#acl
acl purge {
    "localhost";
    "192.168.0.64";
}

sub vcl_recv {
     # 设置director
     set req.backend = d1;

     # 如果从后端返回的资源中含有Set-COOKIE头的话，那么varnish不会进行缓存；
     # 如果客户端发送了COOKIE头的话，那么varnish会bypass（绕开）缓存，
     # 直接发送到后端，并不会进行缓存，所以需要如下处理：
    if ( !( req.url ~ ^/admin/) ) {
        unset req.http.COOKIE;
    }

    if (req.http.COOKIE == "") {
        remove req.http.COOKIE;
    }

    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" &&
       req.request != "PURGE") {

         /* Non-RFC2616 or CONNECT which is weird. */
         return (pipe);
     }

     # allow PURGE from localhost and 192.168.0...
     if (req.request == "PURGE") {
         if (!client.ip ~ purge) {
             error 405 "Not allowed.";
         }
         return (lookup);
     }

     if (req.request != "GET" && req.request != "HEAD" && req.request != "PURGE") {
         /* 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_hit {
     if (req.request == "PURGE") {
        # Note that setting ttl to 0 is magical.
        # the object is zapped from cache.
        set obj.ttl = 0s;
        error 200 "Purged.";

     } else {
        return (deliver);
     }
}

sub vcl_miss {
    if (req.request == "PURGE") {
        error 404 "Not in cache.";
    } else {
        return (fetch);
    }
}

sub vcl_fetch {
     #设置TTL为1个小时
     set beresp.ttl = 1h;
     if (!beresp.cacheable) {
         return (pass);
     }

     if (beresp.http.Set-COOKIE) {
         return (pass);
     }

     return (deliver);
 }

sub vcl_deliver {
     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。