一、安装Varnish

Varnish的安装非常简单,下面逐步介绍:

1、安装前的准备
 Varnish安装环境如下表1所示:
表1
主机名              操作系统                    IP地址
Varnish-server CentOS release 5.4    192.168.12.246
Web-server     CentOS release 5.4    192.168.12.26
接着,建立varnish用户以及用户组,并且创建Varnish缓存目录和日志目录:
[root@varnish-server ~]#useradd  -s /sbin/nologin varnish
[root@varnish-server ~]#mkdir /data/varnish/cache
[root@varnish-server ~]#mkdir /data/varnish/log
[root@varnish-server ~]#chown -R varnish:varnish  /data/varnish/cache
[root@varnish-server ~]#chown -R varnish:varnish  /data/varnish/log

2、获取varnish软件
 Varnish的官方站点为http://varnish-cache.org,这里面有varnish的最新说明文档,以及版本升级记录,从此站点可以找到varnish在SourceForge的下载链接,目前,varnish的最新版本是Varnish 2.1.2,下载完成后的包名为varnish-2.1.2.tar.gz,此处我们就以此版本为例,进行安装配置。

3、安装pcre
如果没有安装Pcre,在编译varnish2.0以上版本时,会提示找不到pcre库,而pcre库是为了兼容正则表达式,所以必须先安装pcre库。
[root@varnish-server ~]#tar zxvf pcre-7.9.tar.gz
[root@varnish-server ~]#cd pcre-7.9/
[root@varnish-server ~]#./configure –prefix=/usr/local/pcre/
[root@varnish-server ~]#make && make install

4、安装varnish
这里我们将varnish安装到/usr/local/目录下,操作如下:
[root@varnish-server ~]#tar -zxvf varnish-2.1.2.tar.gz
[root@varnish-server ~]#cd varnish-2.1.2
[root@varnish-server ~]#export PKG_CONFIG_PATH=/usr/local/pcre/lib/pkgconfig 
[root@varnish-server ~]#./configure –prefix=/usr/local/varnish \
 >–enable-dependency-trackin 
>–enable-debugging-symbols 
>–enable-developer-warnings 
[root@varnish-server ~]#make
[root@varnish-server ~]#make install
[root@varnish-server ~]#cp redhat/varnish.initrc  /etc/init.d/varnish
[root@varnish-server ~]#cp redhat/varnish.sysconfig  /etc/sysconfig/varnish
 其中,“PKG_CONFIG_PATH”是指定varnish查找pcre库的路径,如果pcre安装在了其它路径下,在这里指定相应的路径即可,Varnish默认查找的pcre库路径为/usr/local/lib/ pkgconfig。最后两步操作是拷贝一些varnish守护进程的初始化脚本文件,这些脚本用于varnish的启动、关闭管理等方面,在下面章节中会进行详细讲解。
 至此,varnish安装完毕。

二、配置Varnish

1、VCL使用说明
VCL,即为Varnish Configuation Language,用来定义varnish的存取策略,VCL语法比较简单,跟C和perl比较相似,可以使用指定运算符“=”,比较运算符“==”,逻辑运算符“!,&&,!!”等形式。还支持正则表达样和用“~”进行ACL匹配运算,同时还可以使用“set”这样的关键字来指定变量。
需要注意的是,“\”字符在VCL里没有特别的含义,这点与其它语言略有不同,另外,VCL只是配置,并不是真正的编程语言,没有循环,也没有自定义变量。 
在讲述Varnish配置之前,首先需要了解下varnish的配置语法,即VCL,下面对VCL常用的一些内置函数和公用变量进行详细介绍。

VCL内置函数
(1)vcl_recv函数
用于接收和处理请求,当请求到达并成功接收后被调用,通过判断请求的数据来决定如何处理请求。
此函数一般以如下几个关键字结束:
 pass:表示进入pass模式,把请求控制权交给vcl_pass函数。
 pipe:表示进入pipe模式,把请求控制权交给vcl_pipe函数。
 error code [reason]:表示返回“code”给客户端,并放弃处理该请求,“code”是错误标识,例如200、405等,“reason”是错误提示信息。
(2)vcl_pipe函数
此函数在进入pipe模式时被调用,用于将请求直接传递至后端主机,在请求和返回的内容没有改变的情况下,将不变的内容返回给客户端,直到这个链接关闭。
此函数一般以如下几个关键字结束:
 error code [reason] 
 pipe
(3)vcl_pass函数
此函数在进入pass模式时被调用,用于将请求直接传递至后端主机,后端主机应答数据后送给客户端,但不进行任何缓存,在当前连接下每次都返回最新的内容。
此函数一般以如下几个关键字结束:
 error code [reason] 
 pass
(4)lookup
表示在缓存里查找被请求的对象,并且根据查找的结果把控制权交给函数vcl_hit或者函数vcl_miss。
(5)vcl_hit函数
在执行lookup指令后,如果在缓存中找到请求的内容,将自动调用该函数。
此函数一般以如下几个关键字结束:
 deliver:表示将找到的内容发送给客户端,并把控制权交给函数vcl_deliver。
 error code [reason] 
 pass
(6)vcl_miss函数
在执行lookup指令后,如果没有在缓存中找到请求的内容时自动调用该方法,此函数可以用于判断是否需要从后端服务器取内容。
此函数一般以如下几个关键字结束:
 fetch:表示从后端获取请求的内容,并把控制权交给vcl_fetch函数。
 error code [reason] 
 pass
(7)vcl_fetch函数
在从后端主机更新缓存并且获取内容后调用该方法,接着,通过判断获取的内容来决定是否将内容放入缓存,还是直接返回给客户端。
此函数一般以如下几个关键字结束:
 error code [reason]
 pass
 deliver
(8)vcl_deliver函数
在缓存中找到请求的内容后,发送给客户端前调用此方法。此函数一般以如下几个关键字结束:
 error code [reason] 
 deliver
(9)vcl_timeout 函数
此函数在缓存内容到期前调用。一般以如下几个关键字结束:
 discard:表示从缓存中清除该内容。
 fetch
(10)vcl_discard函数
在缓存内容到期后或缓存空间不够时,自动调用该方法,一般以如下几个关键字结束:
 keep:表示将内容继续保留在缓存中。
 discard
 

2、VCL处理流程图

通过上面对VCL函数的介绍,读者对各个函数实现的功能已经有了一个了解,其实每个函数之间都是相互关联的,下图列出了varnish处理HTTP请求的一个运行流程图。

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处理过程大致分为如下几个步骤:
(1) Receive状态,也就是请求处理的入口状态,根据VCL规则判断该请求应该是Pass或Pipe,或者进入Lookup(本地查询)。
(2) Lookup状态,进入此状态后,会在hash表中查找数据,若找到,则进入Hit状态,否则进入miss状态。
(3) Pass状态,在此状态下,会进入后端请求,即进入fetch状态。 
(4) Fetch状态,在Fetch状态下,对请求进行后端的获取,发送请求,获得数据,并进行本地的存储。
(5) Deliver状态, 将获取到的数据发送给客户端,然后完成本次请求。

3、内置公用变量
 VCL内置的公用变量可以用在不同的VCL函数中,根据这些公用变量使用的不同阶段,下面依次介绍。
当请求到达后,可以使用的公用变量如表2所示:
表2
公用变量名称    含义
req.backend        指定对应的后端主机
server.ip              表示服务器端IP
client.ip               表示客户端IP
req.request          指定请求的类型,例如GET、HEAD、POST等
req.url                 指定请求的地址
req.proto            表示客户端发起请求的HTTP协议版本
req.http.header   表示对应请求中的http头部信息
req. restarts         表示请求重启的次数,默认最大值为4
Varnish               在向后端主机请求时,可以使用的公用变量如表3所示:
表3
公用变量名称 含义
beresp.request 指定请求的类型,例如GET、HEAD等
beresp.url 指定请求的地址
beresp .proto 表示客户端发起请求的HTTP协议版本
beresp .http.header 表示对应请求中的http头部信息
beresp .ttl 表示缓存的生存周期,也就是cache保留多长时间,单位是秒
从cache或者后端主机获取内容后,可以使用的公用变量如表4所示:
表4
公用变量名称 含义
obj.status 表示返回内容的请求状态代码,例如200、302、504等
obj.cacheable 表示返回的内容是否可以缓存,也就是说,如果HTTP返回是200、203、300、301、302、404、410等,并且有非0的生存期,则可以缓存
obj.valid 表示是否是有效的HTTP应答
obj.response 表示返回内容的请求状态信息
obj.proto 表示返回内容的HTTP协议版本
obj.ttl 表示返回内容的生存周期,也就是缓存时间,单位是秒
obj.lastuse 表示返回上一次请求到现在的间隔时间,单位是秒
对客户端应答时,可以使用的公用变量如表5所示:
表5
公用变量名称 含义
resp.status 表示返回给客户端的HTTP状态代码
resp.proto 表示返回给客户端的HTTP协议版本
resp.http.header 表示返回给客户端的HTTP头部信息
resp.response 表示返回给客户端的HTTP状态信息
在上面的讲述中,我们只是介绍了常用的VCL内置公用变量,如果需要了解和使用更多的公用变量信息,请登录varnish官方网站查阅。

三 、配置一个简单的Varnish实例
 
由于版本的不同,Varnish配置文件的写法也存在一定差异,varnish2.x版本和1.x版本之间不但配置文件写法不同,而且新的版本功能也增加很多,并且去除了很多应用BUG,这里讲述的版本是varnish2.1.2,配置文件写法也以varnish2.x版本为基准。
Varnish安装完成后,默认的配置文件为/usr/local/varnish/etc/varnish/default.vcl,此文件内容默认全部被注释掉了,这里,我们以这个文件为模板,创建一个新的文件vcl.conf,并且放到/usr/local/varnish/etc目录下,配置完成的vcl.conf文件如下:
#通过backend定义了一个名称为webserver的后端主机,“.host”指定后端主机的IP地址或者域名,“.port”指定后端主机的服务端口。其中,“192.168.12.26”就是后端的一个web服务器。
backend webserver {
     .host = “192.168.12.26”;
     .port = “80”;
 }

#调用vcl_recv开始。
sub vcl_recv {
        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;
        }
#如果请求的类型不是GET、HEAD、PUT、POST、TRACE、OPTIONS、DELETE时,进入pipe模式。注意这里是“&&”的关系。
        if (req.request != “GET” &&
           req.request != “HEAD” &&
           req.request != “PUT” &&
           req.request != “POST” &&
           req.request != “TRACE” &&
           req.request != “OPTIONS” &&
           req.request != “DELETE”) {
           return (pipe);
        }
#如果请求的类型不是GET与HEAD,则进入pass模式。
   if (req.request != “GET” && req.request != “HEAD”) {
           return (pass);
        }

#对ixdba.net或者ixdba.cn两个域名进行缓存加速,这是个泛域名的概念,也就是所有以ixdba.net或者ixdba.cn结尾的域名都进行缓存。
        if (req.http.host ~ “^(.*).ixdba.net” || req.http.host ~ “^(.*).ixdba.cn”) {
           set req.backend = webserver;
        }

#对以.jsp和.do结尾以及带有?的URL时,直接从后端服务器读取内容。
        if (req.url ~ “\.(jsp|do)($|\?)”) {
           return (pass);
        } else {
        return (lookup);
        }
}
 
sub vcl_pipe {
    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);
     }

#当url中包含servlet时,不进行缓存。
    if (req.url ~ “^/servlet/”) {
        return (pass);
    }

#当url中包含services时,不进行缓存。
    if (req.url ~ “^/services/”) {
        return (pass);
    }

#对于请求类型是GET,并且请求的URL中包含upload,那么就进行缓存,缓存的时间是300秒,即5分钟。
    if (req.request == “GET” && req.url ~ “^/upload(.*)$”) {
       set beresp.ttl = 300s;
    }
#对于请求类型是GET,并且请求的URL以png、xsl、xml、gif、css、js等结尾时,则进行缓存,缓存时间为600秒。
    if (req.request == “GET” && req.url ~ “\.(png|xsl|xml|pdf|ppt|doc|docx|chm|rar|zip|bmp|jpeg|swf|ico|mp3|mp4|rmvb|ogg|mov|avi|wmv|swf|txt|png|gif|jpg|css|js|html|htm)$”) {
       set beresp.ttl = 600s;
    }
    return (deliver);
}
  #下面是添加一个Header标识,以判断缓存是否命中。
sub vcl_deliver {
    if (obj.hits > 0) {
       set resp.http.X-Cache = “HIT from www.ixdba.net“;
    } else {
      set resp.http.X-Cache = “MISS from www.ixdba.net“;
    }
    return (deliver);
}

下面的varnish工作流程图是从网上找到的,介绍得非常的详细,有助于我们配置使用varnish的vcl文件。