一、varnish 原理：
1）Varnish 简介：
varnish 缓存是 web 应用加速器，同时也作为 http 反向缓存代理。你可以安装 varnish 在任何 http 的前端，同时配置它缓存内容。与传统的 squid 相比，varnish 具有性能更高、速度更 快、管理更加方便等诸多优点。有一部分企业已经在生产环境中使用其作为旧版本的 squid 的替代方案，以在相同的服务器成本下提供更好的缓存效果，Varnish 更是作为 CDN 缓存服 务器的可选服务之一。
根据官网的介绍，Varnish 的主要特性如下：https://www.varnish-cache.org/
1.缓存位置：可以使用内存也可以使用磁盘。如果要使用磁盘的话推荐 SSD 做 RAID1
2.日志存储：日志也存储在内存中。存储策略：固定大小，循环使用
3.支持虚拟内存的使用。
4.有精确的时间管理机制，即缓存的时间属性控制。
5.状态引擎架构：在不同的引擎上完成对不同的缓存和代理数据进行处理。可以通过特定的 配置语言设计不同的控制语句，以决定数据在不同位置以不同方式缓存，在特定的地方对经 过的报文进行特定规则的处理。
6.缓存管理：以二叉堆格式管理缓存数据，做到数据的及时清理。
2）Varnish 与 Squid 的对比
相同点：
都是一个反向代理服务器；
都是开源软件；
Varnish 的优势：
1、Varnish 的稳定性很高，两者在完成相同负荷的工作时，Squid 服务器发生故障的几率要 高于 Varnish，因为使用 Squid 要经常重启；
2、Varnish 访问速度更快，因为采用了“Visual Page Cache”技术，所有缓存数据都直接从内存 读取，而 squid 是从硬盘读取，因而 Varnish 在访问速度方面会更快；
3、Varnish 可以支持更多的并发连接，因为 Varnish 的 TCP 连接释放要比 Squid 快，因而在 高并发连接情况下可以支持更多 TCP 连接；
4、Varnish 可以通过管理端口，使用正则表达式批量的清除部分缓存，而 Squid 是做不到的； squid 属于是单进程使用单核 CPU，但 Varnish 是通过 fork 形式打开多进程来做处理，所以可 以合理的使用所有核来处理相应的请求；
Varnish 的劣势：
1、varnish 进程一旦 Crash 或者重启，缓存数据都会从内存中完全释放，此时所有请求都会 发送到后端服务器，在高并发情况下，会给后端服务器造成很大压力； 2、在 varnish 使用中如果单个 url 的请求通过 HA/F5 等负载均衡，则每次请求落在不同的 varnish 服务器中，造成请求都会被穿透到后端；而且同样的请求在多台服务器上缓存，也 会造成 varnish 的缓存的资源浪费，造成性能下降；
Varnish 劣势的解决方案：
针对劣势一：在访问量很大的情况下推荐使用 varnish 的内存缓存方式启动，而且后面需要 跟多台 squid/nginx 服务器。主要为了防止前面的 varnish 服 务、服务器被重启的情况下， 大量请求穿透 varnish，这样 squid/nginx 可以就担当第二层 CACHE，而且也弥补了 varnish 缓 存在内存中重启都会释放的问题；
针对劣势二：可以在负载均衡上做 url 哈希，让单个 url 请求固定请求到一台 varnish 服务器 上;
3）使用 varnish 作为 web 代理缓存的原理 ：
varnish 是一个 http 反向代理的缓存。它从客户端接收请求然后尝试从缓存中获取数据来响 应客户端的请求，如果 varnish 不能从缓存中获得数据来响应客户端，它将转发请求到后端 （backend servers）,获取响应同时存储，最后交付给客户端。 如果 varnish 已经缓存了某个响应，它比你传统的后端服务器的响应要快很多，所以你需要 尽可能是更多的请求直接从 varnish 的缓存中获取响应。 varnish 决定是缓存内容或者是从后端服务器获取响应。后端服务器能通过 http 响应头中的 Cache-Control 来同步 varnish 缓存内容。在某些条件下 varnish 将不缓存内容，最常见的是使 用 cookie。当一个被标记有 cookie 的客户端 web 请求，varnish 默认是不缓存。这些众多的 varnish 功能特点都是可以通过写 vcl 来改变的。
5）简单架构:
Varnish 分为 management 进程和 child 进程；
Management 进程：对子进程进行管理，同时对 VCL 配置进行编译，并应用到不同的状态引 擎。
Child 进程：生成线程池，负责对用户请求进行处理，并通过 hash 查找返回用户结果。
6）varnish 主要配置部分:
varnish 配置主要分为：后端配置，ACL 配置，probes 配置，directors 配置，核心子程序配置 几大块。
其中后端配置是必要的，在多台服务器中还会用到 directors 配置，核心子程序配 置。
后端配置：即给 varnish 添加反代服务器节点，最少配置一个。
ACL 配置：即给 varnish 添加访问控制列表，可以指定这些列表访问或禁止访问。
probes 配置：即给 varnish 添加探测后端服务器是否正常的规则，方便切换或禁止对应后端 服务器。
directors 配置：即给 varnish 添加负载均衡模式管理多个后端服务器。
核心子程序配置：即给 varnish 添加后端服务器切换，请求缓存，访问控制，错误处理等规 则。
7）VCL 中内置预设变量：变量(也叫 object)：
req：The request object，请求到达时可用的变量(客户端发送的请求对象)
bereq：The backend request object，向后端主机请求时可用的变量
beresp：The backend response object，从后端主机获取内容时可用的变量(后端响应请求对象)
resp：The HTTP response object，对客户端响应时可用的变量(返回给客户端的响应对象) obj：存储在内存中时对象属性相关的可用的变量(高速缓存对象，缓存后端响应请求内容)
预设变量是系统固定的，请求进入对应的 vcl 子程序后便生成，这些变量可以方便子程序提 取，当然也可以自定义一些全局变量。
当前时间：
now :作用：返回当前时间戳。
服务器：（服务器基本信息）
注：原 server.port 已经弃用，如果要取服务器端口号使用 std.port(server.ip)，需要 import std; 才可以使用 std
server.hostname：服务器主机名。
server.identity：服务器身份标识。
server.ip：返回服务器端 IP 地址。
varnish 子程序调用流程图，通过大部分子程序的 return 返回值进入下一步行动：
11）优雅模式(Garce mode)
Varnish 中的请求合并 当几个客户端请求同一个页面的时候，varnish 只发送一个请求到后端服务器，然后让其他 几个请求挂起并等待返回结果；获得结果后，其它请求再复制后端的结果发送给客户端； 但如果同时有数以千计的请求，那么这个等待队列将变得庞大，这将导致 2 类潜在问题： 惊群问题(thundering herd problem)，即突然释放大量的线程去复制后端返回的结果，将导致 负载急速上升；没有用户喜欢等待； 故为了解决这类问题，可以配置 varnish 在缓存对象因超时失效后再保留一段时间，以给那 些等待的请求返回过去的文件内容(stale content)，配置案例如下：
二、安装 varnish
1、安装依赖关系的软件包（注：使用 centos 在线 yum 源）
[root@varnish ~]# yum -y install autoconf automake libedit-devel libtool ncurses-devel pcre-devel pkgconfig python-docutils python-sphinx
2、安装 varnish Varnish 的官方网址为 http://varnish-cache.org，可以在这里下载最新版本的软件。
下载地址：https://www.varnish-cache.org/content/varnish-cache-403
解压，进入解压目录编译安装：
[root@varnish ~]# tar zxf varnish-4.0.3.tar.gz
[root@varnish ~]# cd varnish-4.0.3/
[root@varnish varnish-4.0.3]# ./configure
注：不指定安装路径，默认是安装在/usr/local 目录下
编译、安装
[root@varnish varnish-4.0.3]# make && make install
复制 vcl 文件（在编译安装目录下），如果安装目录里没有 default.vcl 文件。
复制到安装目录的/usr/local/var/varnish/目录下（当然并无必需要求在哪个目录，因为正式 启动时还得指定这个文件的目录）
[root@varnish varnish-4.0.3]# cp etc/example.vcl /usr/local/var/varnish/default.vcl
（编写配置文件 把原来的配置cp下来）
#使用 varnish 版本 4 的格式.
vcl 4.0;
#加载后端负载均衡模块
import directors;
#加载 std 模块
import std;
#创建名为 backend_healthcheck 的健康检查策略
probe backend_healthcheck {
.url="/";
.interval = 5s;
.timeout = 1s;
.window = 5;
.threshold = 3;
}
#定义后端服务器
backend web_app_01 {
.host = "192.168.239.134"; （定义第一台webip）
.port = "80";
.first_byte_timeout = 9s;
.connect_timeout = 3s;
.between_bytes_timeout = 1s;
.probe = backend_healthcheck;
}
backend web_app_02 {
.host = "192.168.239.141"; （定义第二台webip）
.port = "80";
.first_byte_timeout = 9s;
.connect_timeout = 3s;
.between_bytes_timeout = 1s;
.probe = backend_healthcheck;
}
#定义允许清理缓存的 IP
acl purgers {
"127.0.0.1";
"localhost";
"192.168.239.0/24"; （本网段）
}
#vcl_init 初始化子程序创建后端主机组
sub vcl_init {
new web = directors.round_robin();
web.add_backend(web_app_01);
web.add_backend(web_app_02);
}
#请求入口，用于接收和处理请求。这里一般用作路由处理，判断是否读取缓存和指定该请
求使用哪个后端
sub vcl_recv {
#将请求指定使用 web 后端集群 .在集群名后加上 .backend()
set req.backend_hint = web.backend();
# 匹配清理缓存的请求
if (req.method == "PURGE") {
if (!client.ip ~ purgers) {
return (synth(405, "Not Allowed."));
}
# 是的话就执行清理
return (purge);
}
# 如果不是正常请求 就直接穿透没商量
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);
}
#如果匹配动态内容访问请求就跳到 pass
if (req.url ~ ".(php|asp|aspx|jsp|do|ashx|shtml)($|?)") {
return (pass);
}
#具有身份验证的请求跳到 pass
if (req.http.Authorization) {
return (pass);
}
if (req.http.Accept-Encoding) {
if (req.url ~
".(bmp|png|gif|jpg|jpeg|ico|gz|tgz|bz2|tbz|zip|rar|mp3|mp4|ogg|swf|flv)$") {
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)
($|?)") {
unset req.http.cookie;
return (hash);
}
# 把真实客户端 IP 传递给后端服务器 后端服务器日志使用 X-Forwarded-For 来接收
if (req.restarts == 0) {
if (req.http.X-Forwarded-For) {
set req.http.X-Forwarded-For = req.http.X-Forwarded-For + ", " + client.ip;
} else {
set req.http.X-Forwarded-For = client.ip;
}
}
return (hash);
}
# hash 事件(缓存事件)
sub vcl_hash {
hash_data(req.url);
if (req.http.host) {
hash_data(req.http.host);
} else {
hash_data(server.ip);
}
return (lookup);
}
# 缓存命中事件
sub vcl_hit {
if (req.method == "PURGE") {
return (synth(200, "Purged."));
}
return (deliver);
}
# 缓存不命中事件
sub vcl_miss {
if (req.method == "PURGE") {
return (synth(404, "Purged."));
}
return (fetch);
}
# 返回给用户的前一个事件 通常用于添加或删除 header 头
sub vcl_deliver {
if (obj.hits > 0) {
set resp.http.X-Cache = "HIT";
set resp.http.X-Cache-Hits = obj.hits;
} else {
set resp.http.X-Cache = "MISS";
}
#取消显示 php 框架版本的 header 头
unset resp.http.X-Powered-By;
#取消显示 web 软件版本、Via(来自 varnish)等 header 头 为了安全
unset resp.http.Server;
unset resp.http.X-Drupal-Cache;
unset resp.http.Via;
unset resp.http.Link;
unset resp.http.X-Varnish;
#显示请求经历 restarts 事件的次数
set resp.http.xx_restarts_count = req.restarts;
#显示该资源缓存的时间单位秒
set resp.http.xx_Age = resp.http.Age;
#显示该资源命中的次数
set resp.http.hit_count = obj.hits;
#取消显示 Age 为了不和 CDN 冲突
unset resp.http.Age;
#返回给用户
return (deliver);
}
# pass 事件
sub vcl_pass {
return (fetch);
}
#处理对后端返回结果的事件(设置缓存、移除 cookie 信息、设置 header 头等) 在 fetch 事件后自动调用
sub vcl_backend_response {
#开启 grace 模式 表示当后端全挂掉后 即使缓存资源已过期(超过缓存时间) 也会把该
资源返回给用户 资源最大有效时间为 5 分钟
set beresp.grace = 5m;
#后端返回如下错误状态码 则不缓存
if (beresp.status == 499 || beresp.status == 404 || beresp.status == 502) {
set beresp.uncacheable = true;
}
#如请求 php 或 jsp 则不缓存
if (bereq.url ~ ".(php|jsp)(?|$)") {
set beresp.uncacheable = true;
} else { //自定义缓存文件的缓存时长，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;
}
}
#返回给用户
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);
}
其他两台web安装nginx：
（启动命令）
（会报错往里追加uuid就行）
