Varnish讲解文章、缓存代理配置、核心功能、优势、Varnish在什么情况下会选择缓存哪些类型的内容、Varnish如何实现负载均衡功能？

标签：Varnish 缓存 请求 服务器 下会 MAIN varnishstat

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Varnish文章概览

Varnish是一款高性能的HTTP加速器（web应用加速器），是一款开源软件，它能够显著提高网站的响应速度和减少服务器的负载。Varnish的设计理念是利用缓存技术，将频繁访问的静态内容存储在内存中，以便快速响应用户请求。这种方式可以避免每次都从原始服务器上检索内容，从而大大提高效率。

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。 

Varnish的核心功能

• 缓存管理：Varnish能够缓存静态内容，如HTML、CSS、JavaScript文件以及图片等，减少对数据库和应用服务器的访问次数。
• 负载均衡：Varnish可以作为负载均衡器，将流量分散到多个后端服务器，提高系统的可靠性和伸缩性。
• 健康检查：Varnish可以对后端服务器进行健康检查，确保只有健康的服务器参与服务。
• 请求过滤：Varnish可以根据预设的规则过滤请求，例如阻止恶意流量或执行URL重写。

Varnish的实际应用 

Varnish广泛应用于各种规模的网站和服务器环境中，无论是小型博客还是大型电商平台，都可以通过Varnish来提升性能。例如，一些大型网站使用Varnish来缓存热门内容，从而减少数据库查询和服务器计算，提高用户体验。

Varnish的优势

性能优势

• 速度快：Varnish的缓存数据全部存储在内存中，避免了频繁的磁盘I/O操作，因此在访问速度上远超过Squid。
• 并发能力强：Varnish能够支持更多的并发连接，尤其在高并发情况下，它的性能优势更为明显。
• 资源利用率高：Varnish通过高效的缓存策略减少了后端服务器的负载，提升了整体系统的响应速度和吞吐量。

功能优势

• 灵活的缓存管理：Varnish提供了丰富的缓存控制选项，如精确的缓存时间设置、缓存刷新机制等。
• 强大的负载均衡和流量管理：Varnish不仅可以作为缓存服务器，还可以承担流量管理和负载均衡的角色，有效地分散和平衡了网络流量。

易用性优势

• 易于配置和管理：Varnish提供了简洁的配置语法和友好的管理界面，使得用户可以轻松地进行配置和管理。

扩展性优势

• 支持插件和模块：Varnish支持通过插件和模块扩展新的功能，满足了不断变化的业务需求。

安全性优势

• HTTPS支持和访问控制：Varnish支持HTTPS加密通信，并可通过配置访问控制列表（ACL）增强系统的安全性。

centos安装varnish 

安装依赖库：包括编译工具、库文件等、如gcc、pcre-devel等。

Varnish在什么情况下会选择缓存哪些类型的内容

Varnish是一款高性能的HTTP加速器和反向代理服务器，它通过缓存静态内容来提高网站的访问速度和减轻后端服务器的负担。Varnish会选择缓存以下类型的内容：

1. 静态内容：Varnish擅长缓存静态资源，如图片、CSS、JavaScript文件等，因为这些内容不会频繁变化，适合长期缓存。

2. 动态内容的缓存：对于一些动态生成的内容，如果它们满足一定的条件，Varnish也可以进行缓存。例如，如果一个网页的大部分内容是静态的，只有少部分内容是动态生成的，Varnish可以缓存静态部分，动态部分则由后端服务器实时生成。

3. 缓存控制头部：Varnish会根据HTTP响应头中的缓存控制指令来决定是否缓存内容。例如，如果响应头中包含Cache-Control: public, max-age=3600，表示该内容可以被公开缓存，并且最多缓存3600秒。

4. 缓存失效策略：Varnish会根据缓存对象的过期时间来决定何时更新缓存。如果缓存对象过期，Varnish会向后端服务器发出请求以获取最新内容，并更新缓存。

5. 缓存清洗：Varnish提供了缓存清洗的功能，管理员可以根据需要清除特定的缓存内容，以确保缓存的新鲜度和准确性。

6. 缓存分区：Varnish支持根据不同的请求参数（如URL、Cookie等）来缓存不同版本的内容，这称为缓存分区。例如，如果一个网站有多个语言版本，Varnish可以为每个语言版本创建独立的缓存。

7. 缓存优化：Varnish提供了多种缓存优化策略，如缓存合并、延迟加载等，以提高缓存效率和减少不必要的缓存开销。

综上所述，Varnish会根据内容的静态性、动态性、缓存控制头部、缓存失效策略、缓存清洗、缓存分区以及缓存优化等因素来决定是否缓存内容。通过合理配置Varnish，可以最大化利用缓存优势，提高网站性能. 

Varnish如何实现负载均衡功能？

Varnish是一款高性能的反向代理服务器，它可以通过内置的负载均衡功能来分散流量到多个后端服务器。以下是Varnish实现负载均衡的基本步骤：

1. 配置后端服务器：首先，需要在Varnish的配置文件中指定后端服务器的地址和端口。这些后端服务器可以是Web服务器，也可以是其他类型的服务。

2. 定义负载均衡策略：Varnish支持多种负载均衡策略，如轮询（Round Robin）、加权轮询（Weighted Round Robin）、随机（Random）、哈希（Hash）等。可以根据实际需求选择合适的策略。

3. 编写VCL配置：Varnish Configuration Language（VCL）是Varnish的配置语言，通过编写VCL脚本来定义请求的处理逻辑。在VCL中，可以定义如何根据请求的属性（如URL、请求头、Cookie等）来选择后端服务器。

4. 启动Varnish服务：配置完成后，启动Varnish服务，它将根据配置的负载均衡策略来分发请求到后端服务器。

5. 测试和优化：在Varnish服务启动后，进行测试以确保负载均衡功能正常工作。根据测试结果，可能需要调整负载均衡策略或VCL配置以优化性能。

以上步骤是实现Varnish负载均衡的基本流程。在实际操作中，可能还需要考虑其他因素，如健康检查、动态流量控制、高可用性等，以确保系统的稳定性和可靠性. 

Varnish的健康检查机制具体是怎样工作的？

Varnish的健康检查机制是通过定义一系列的健康检查参数来实现的，这些参数包括检查的URL、超时时间、检查间隔时间、滑动窗口大小以及阈值等。具体来说，健康检查机制会定期向后端服务器发送HTTP请求，以检查其是否处于健康状态。如果在一定时间内的多次检查中，有足够数量的请求成功，那么后端服务器就会被视为健康的。反之，如果失败的请求达到一定数量，那么后端服务器就会被视为不健康，从而暂时从负载均衡的队列中移除，直到下次健康检查确认其恢复健康为止。

在VCL配置文件中，可以通过probe关键字来定义健康检查的参数。例如，可以设置.url为健康检查的URL，.timeout为超时时间，.interval为检查间隔时间，.window为滑动窗口大小，.threshold为阈值。在后端服务器的定义中，可以通过.probe关键字来引用上述定义的健康检查机制。这样，每当有请求到达Varnish时，Varnish就会根据配置的健康检查机制来决定是否将请求转发给后端服务器。

通过这种方式，Varnish可以有效地监控后端服务器的健康状态，确保只有健康的服务器才能参与到负载均衡中，从而提高整个系统的稳定性和可靠性。

Varnish的健康检查机制是通过定义后端服务器的健康状态检测方法来实现的。

关键参数

• .url：指定用于健康检查的URL，默认为根目录 "/"。
• .timeout：设置健康检查请求的超时时间，例如1秒。
• .interval：设置健康检查的频率，例如每5秒检查一次。
• .window：基于最近的多少次检查来判断后端服务器的健康状态，例如最近5次。
• .threshold：在.window指定的检查次数中，至少有多少次成功才能认为后端服务器是健康的，例如3次。

probe healthchk {
    .url = "/.healthchk.html";
    .timeout = 2s;
    .interval = 2s;
    .window = 8;
    .threshold = 5;
}

Varnish会每2秒钟向后端服务器的.healthchk.html URL发送一个HTTP GET请求，如果在最近8次检查中有5次成功，那么就认为后端服务器是健康的。如果后端服务器失败，Varnish会停止将流量发送到该服务器，直到它再次通过健康检查为止.  

此外，Varnish支持多种后端服务器调度算法，如轮询（Round Robin）、随机（Random）等，可以通过定义“director”来实现负载均衡。在健康检查方面，Varnish会根据后端服务器的健康状态动态调整流量分配，确保只有健康的服务器接收流量.

如何使用`varnishstat`命令监控 Varnish 的状态？

基本用法

要使用 varnishstat，您可以直接在终端中输入 varnishstat 命令，它将开始显示 Varnish 实例的实时统计数据。默认情况下，这些数据每秒钟更新一次。

高级用法

• -1：这个参数会让 varnishstat 只显示一次统计数据然后退出。

• 显示特定统计数据：您可以使用 -f 参数来指定要查看的字段列表。例如，varnishstat -f MAIN.cache_hit -f MAIN.cache_miss 将只显示缓存命中和未命中的统计数据。
• -f field_list：使用逗号分隔的字段列表来显示特定的统计数据。如果以 ^ 开头，则用作排除列表。
• 限制显示的字段：如果您希望排除某些字段，可以在 -f 参数前加上 ^ 符号。
• 显示字段列表：-l 参数可以列出所有可用的字段，以便您选择要查看的字段。

(-l：列出可用于 -f 参数的所有字段。)

• -n varnish_name：指定要获取日志的 Varnish 实例名称，如果未指定，则默认使用主机名。

• -V：显示 Varnish 的版本号，然后退出。
• 输出格式化：-x 参数可以将统计数据以 XML 格式输出，而 -j 参数则可以以 JSON 格式输出。
• 刷新间隔：-w delay 参数可以设置刷新间隔时间，默认是 1 秒。

示例

• 显示所有统计数据：varnishstat
• 只显示缓存命中率和未命中率：varnishstat -f MAIN.cache_hit -f MAIN.cache_miss
• 显示最近 10 秒的统计数据：varnishstat -1
• 显示最近 10 秒的统计数据，并以 XML 格式输出：varnishstat -1 -x

注意事项

• 确保 Varnish 服务正在运行，否则 varnishstat 无法获取到任何数据。
• 如果您的 Varnish 版本是 3.0 或更高，varnishstat 命令可能不再适用。在这种情况下，您可以使用 varnishadm 命令来管理 Varnish 实例，并通过 varnishadm help 查看可用的命令和选项

 查看缓存命中率 

Cache_Hit_Ratio = (Cache_Hits / (Cache_Hits + Cache_Misses)) * 100%

其中Cache_Hits是缓存命中的次数，Cache_Misses是缓存未命中的次数。 

1. 解读数据：varnishstat命令的输出数据会包含许多其他性能指标，但对于缓存命中率而言，主要关注Cache_Hits和Cache_Misses两列。

2. 持续监控：如果您希望持续监控缓存命中率的变化，可以在终端中保持varnishstat命令的运行状态，或者将输出重定向到一个文件中，定期查看该文件的更新。

深入研究

Varnishstat 命令支持哪些统计数据的输出格式？

Varnishstat 命令支持多种统计数据的输出格式，其中包括：

• 默认文本格式：这是最常见的输出格式，它提供了一系列关于Varnish缓存性能的统计数据，如请求数、缓存命中和未命中次数、字节传输量等。

• JSON格式：使用 -j 选项可以让 Varnishstat 以JSON格式输出统计数据。这种格式便于自动化处理和集成到其他系统中，如监控工具或数据分析平台。

• CSV格式：虽然搜索结果中没有直接提到 Varnishstat 支持CSV格式输出，但通常类似的命令行工具允许通过管道或重定向将输出转换为CSV格式，以便于在电子表格软件中进一步分析。

• 自定义格式：用户可以根据需要编写脚本或使用现有的工具来解析 Varnishstat 的输出，并按照特定的格式展示数据。

• 为了获取这些格式的输出，您可以在执行 Varnishstat 命令时添加相应的选项。例如，使用 -j 选项可以获得JSON格式的输出：

varnishstat -j

如何使用 varnishstat 命令排除特定字段的统计数据？

如何使用 varnishstat 命令排除特定字段的统计数据

varnishstat 是 Varnish HTTP加速器 的一个命令行工具，用于实时显示 Varnish 缓存服务器的性能统计数据。如果您想要在使用 varnishstat 时排除特定的统计字段，可以使用 -f 参数配合正则表达式来实现。

使用 -f 参数排除特定字段

-f 参数允许您指定一个逗号分隔的字段列表，并通过在列表前面加上 ^ 符号来排除特定的字段。例如，如果您想要排除 MAIN.cache_hit 和 MAIN.cache_miss 这两个字段，可以这样使用：

varnishstat -f ^MAIN.cache_hit,^MAIN.cache_miss

这将显示除了 MAIN.cache_hit 和 MAIN.cache_miss 之外的所有统计数据。

• 缓存命中率：包括 MAIN.cache_hit（缓存命中次数）和 MAIN.cache_miss（缓存未命中次数）。
• 线程和连接：如 MAIN.threads（总线程数）、MAIN.client_conn（客户端连接数）、MAIN.backend_conn（后端连接数）等。
• 内存使用：包括 MAIN.sma（缓存大小）、MAIN.gbytes_read（读取的字节数）、MAIN.gbytes_written（写入的字节数）等。
• 请求处理：如 MAIN.uptime（运行时间）、MAIN.accepted_conn（接受的连接数）、MAIN.dropped_conn（丢弃的连接数）等。

使用 varnishstat 时，可以通过 -f 选项来指定显示特定字段的统计数据，例如:

varnishstat -f MAIN.cache_hit -f MAIN.cache_miss

这将只显示缓存命中和未命中的统计数据。此外，还可以使用 -l 选项来列出所有可用的字段名称，以便更详细地了解每个字段的含义。

注意事项

• 确保您理解每个统计字段的含义，以便正确地选择哪些字段需要排除。
• 使用 -f 参数时，请谨慎选择排除的字段，以免遗漏重要的性能指标。

以上信息基于搜索结果中的相关内容。在实际操作中，您应该根据自己的需求和系统环境调整命令参数。

如何改变 varnishstat 命令的刷新间隔时间？

如何改变 varnishstat 命令的刷新间隔时间

varnishstat 是 Varnish HTTP加速器 的监控工具，它提供了实时的性能数据。默认情况下，varnishstat 的输出会每秒钟更新一次。如果您希望改变这个刷新间隔时间，可以在 varnishstat 命令中使用 -i 参数来指定新的刷新间隔。

例如，如果您想将刷新间隔改为每5秒钟一次，可以使用以下命令：

varnishstat -i 5

这样，varnishstat 就会每5秒钟更新一次其显示的统计数据。

请注意，这个设置只影响 varnishstat 命令本身的行为，不会影响 Varnish 服务器的实际工作方式。如果您需要对 Varnish 服务器的缓存策略或其他配置进行长期更改，您需要编辑 Varnish 的配置文件（通常是 /etc/varnish/default.vcl），然后重启 Varnish 服务。

在Varnish中，如何通过varnishstat命令诊断HTTP请求处理缓慢的原因？ 

使用varnishstat诊断HTTP请求处理缓慢的原因

当您遇到HTTP请求处理缓慢的问题时，可以使用varnishstat命令来诊断可能的原因。varnishstat是Varnish提供的一个实时监控工具，它可以展示Varnish的运行状态和性能指标。以下是一些关键的统计数据和它们对应的含义，这些数据可以帮助您诊断问题：

• n_wrk_queued：排队等待的工作线程数量。如果这个数字持续较高，可能意味着工作线程不足以处理当前的请求量，需要考虑增加thread_pool_max的设置。
• client_conn：客户端连接数。如果这个数值异常高，可能表明客户端请求过多，导致服务器压力增大。
• backend_conn：后端连接数。如果这个数值异常高，可能表示后端服务器处理请求缓慢，需要检查后端服务器的性能。
• fetch_fail：获取失败的请求数量。如果这个数值增加，可能是因为后端服务器不可达或返回错误。
• bereq_hdr_bytes：发送给后端服务器的请求头大小。如果这个数值过大，可能会影响性能。
• beresp_hdr_bytes：接收自后端服务器的响应头大小。如果这个数值过大，同样可能会影响性能。

通过观察这些统计数据的变化趋势，您可以初步判断问题所在。例如，如果n_wrk_queued持续增加，可能需要增加工作线程的数量；如果backend_conn持续增加，可能需要优化后端服务器的性能；如果fetch_fail或bereq_hdr_bytes过大，可能需要调整VCL配置，减少请求头的大小或改善请求处理逻辑。

此外，您还可以结合其他系统监控工具，如top、htop、iostat、vmstat等，来综合分析系统资源的使用情况，以便更全面地诊断问题。

Varnish 配置与优化的研究分析

Varnish如何根据URL进行缓存？

缓存URL的基本步骤

1. 请求处理：当客户端发出请求时，Varnish首先检查请求的URL是否在缓存中。如果找到了对应的缓存条目，并且缓存没有过期，那么Varnish会直接返回缓存的内容给客户端，这个过程称为缓存命中（Hit）。

2. 缓存未命中：如果请求的URL在缓存中没有找到，或者缓存已经过期，Varnish会将请求转发到后端服务器。后端服务器处理完请求后，Varnish会将响应内容缓存起来，并在未来的请求中使用这个缓存。

3. 缓存策略：Varnish允许管理员根据不同的URL设置不同的缓存策略。例如，可以为静态资源（如图片、CSS和JavaScript文件）设置较长的缓存时间，而为动态内容（如生成的HTML页面）设置较短的缓存时间。

4. 缓存清洗：随着时间的推移，缓存中的内容可能会变得过时。Varnish提供了缓存清洗的功能，允许管理员手动或自动地清除过期的缓存，确保用户总是能够获取到最新的内容。

高级配置

Varnish的配置文件使用VCL（Varnish Configuration Language）编写，允许管理员进行详细的定制。例如，可以在VCL中定义复杂的URL重写规则，或者根据请求的头部信息（如Cookie或User-Agent）来决定是否缓存响应。

此外，Varnish还支持多种缓存清理方法，包括基于URL的清洗、基于请求头部的清洗以及基于响应头部的清洗。这些功能使得Varnish成为一个灵活且强大的缓存解决方案，适用于各种规模的网站和应用。

Varnish通过哈希表管理缓存，根据URL进行缓存，并提供了丰富的配置选项，使管理员能够根据实际需求调整缓存策略，优化网站性能。

Varnish的缓存数据在服务器重启后为什么会丢失？

Varnish的缓存数据在服务器重启后会丢失，这是因为Varnish采用的是基于内存的缓存机制。Varnish将缓存数据存储在内存中，这样可以加快数据的读写速度，提高系统的效率。然而，内存是易失性存储介质，一旦服务器重启或断电，内存中的数据就会丢失。这是Varnish设计的一个权衡，虽然牺牲了数据的持久性，但换取了更高的性能。

为了解决这个问题，Varnish提供了多种后端存储选项，允许用户将缓存数据持久化存储在硬盘上。这些选项包括使用文件系统存储、使用malloc()库调用在启动时向操作系统申请指定大小的内存空间以存储缓存对象，以及实验性的持久存储方法，后者可以在重启后保留数据。不过，这些后端存储选项可能不如纯内存缓存那样高效，并且在某些情况下可能需要额外的配置和管理。

总的来说，Varnish的缓存数据在服务器重启后丢失是由于其设计上的选择，这种设计使得Varnish在处理高速缓存时更加高效，但同时也带来了数据持久性的挑战。用户可以根据自己的需求和资源情况，选择合适的后端存储方案来平衡性能和数据持久性之间的关系。

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