一、前言
首先來簡單認識一下什麼是varnish？它能實現什麼樣的功能？.......
Varnish是一款高性能的開源HTTP加速器，常見的緩存服務開源解決方案有varnish、nginx、squid 、ats等，Varnish 的作者Poul-Henning Kamp是FreeBSD的內核開 發者之一，varnish項目是2006年發佈的第一個版本0.9.距今已經有十年了，此文檔之前也提過varnish還不穩定，那是2007年時候編寫的，經過varnish開發團隊和網友們的辛苦耕耘，現在的varnish已經很健壯。很多門戶網站已經部署了varnish，並且反應都很好，甚至反應比squid還穩定， 且效率更高，資源佔用更少。挪威最大的在線報紙 Verdens Gang 使用3臺Varnish代替了原來的12臺Squid，性能比以前更好。相信在反向代理，web加速方 面，varnish已經有足夠能力代替squid。
二、varnish有哪些特性
1、Varnish的穩定性很高，兩者在完成相同負荷的工作時，Squid服務器發生故障的機率要高於Varnish，因爲使用Squid要經常重啓；
2、Varnish訪問速度更快，因爲採用了“Page Cache”技術，所有緩存數據都直接從內存讀取（映射），而squid是從硬盤讀取，因而Varnish在訪問速度方面會更快；
3、Varnish可以支持更多的併發連接，因爲Varnish的TCP連接釋放要比Squid快，因而在高併發連接情況下可以支持更多TCP連接；
4、Varnish可以通過管理端口，使用正則表達式批量的清除部分緩存，而Squid是做不到的；
5、squid屬於是單進程使用單核CPU，但Varnish是通過fork形式打開多進程來做處理， 所以可以合理的使用所有核來處理相應的請求。
三、Varnish的安裝方式
Varnish的安裝非常簡單，常用的兩種方式有yum安裝和源碼包安裝，下面一源碼安裝來簡單介紹：
1、安裝前的準備
獲取varnish軟件
Varnish的官方站點爲http://varnish-cache.org，這裏面有varnish的最新說明文檔，以及版本升級記錄，從此站點可以找到varnish在SourceForge的下載鏈接，目前，varnish的最新版本是Varnish 2.1.2，下載完成後的包名爲varnish-2.1.2.tar.gz，此處我們就以此版本爲例，進行安裝配置。
2、建立varnish用戶以及用戶組，並且創建Varnish緩存目錄和日誌目錄：
[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
3、安裝varnish（在此之前最好安裝yum包組和pcre-devel、openssl-devel，否則編譯時易出錯）
這裏我們將varnish安裝編譯到/usr/local/目錄下，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 ~]#./configure --prefix=/usr/local/varnish \
>--enable-dependency-trackin
>--enable-debugging-symbols
>--enable-developer-warnings
[root@varnish-server ~]#make
[root@varnish-server ~]#make install
至此，varnish安裝完畢。
四、配置Varnish
VCL使用說明
VCL，即爲Varnish Configuation Language，用來定義varnish的存取策略，VCL語法比較簡單，跟C和perl比較相似，可以使用指定運算符“=”，比較運算符“==”，邏輯運算符“!,&&,!!”等形式。還支持正則表達樣和用“~”進行ACL匹配運算，同時還可以使用“set”這樣的關鍵字來指定變量。
需要注意的是，“\”字符在VCL裏沒有特別的含義，這點與其它語言略有不同，另外，VCL只是配置，並不是真正的編程語言，沒有循環，也沒有自定義變量。
在講述Varnish配置之前，首先需要了解下varnish的配置語法，即VCL，下面對VCL常用的一些內置函數和公用變量進行詳細介紹。
五、VCL狀態
1、VCL有多個狀態引擎，狀態之間存在相關性，但狀態引擎彼此間互相隔離；每個狀 態引擎可使用return(x)指明關聯至哪個下一級引擎；每個狀態引擎對應於vcl文件中的一個配置段
vcl_recv：接受用戶請求進varnish的入口的引擎，接受到結果之後，利用 return(lookup)，將請求轉交給vcl_hash引擎進行處理
vcl_hash：接受到用戶請求後，對用戶請求的URL進行hash計算，根據請求的首 部信息，以及hash結果進行下一步處理的引擎
vcl_hit：經過vcl_hash引擎處理後，發現用戶請求的資源本地有緩存，則 vcl_hash引擎通過return(hit)將請求交給vcl_hit引擎進行處理，vcl_hit引擎處理後 將請求交給vcl_deliver引擎，vcl_deliver引擎構建響應報文，響應給用戶
vcl_miss：經過vcl_hash引擎處理後，發現用戶請求的資源本地沒有緩存，則 vcl_hash引擎通過return(miss)將請求交給vcl_miss引擎進行處理
vcl_purge：經過vcl_hash引擎處理後，發現請求是對緩存的內容進行修剪時，則通過 return(purge)交給vcl_purge引擎進行處理，vcl_purge引擎處理後，利用vcl_synth引擎將處 理的結果告知給用戶
vcl_pipe：經過vcl_hash引擎處理後，發現用戶請求的報文varnish無法理解，則通過 return(pipe)，將請求交給vcl_pipe引擎，pipe引擎直接將請求交給後端真實服務器
vcl_pass：當請求經過vcl_hash處理後，發現請求報文不讓從緩存中進行響應或其他原因沒辦 法查詢緩存，則由return(pass)或return(hit-for-pass)交由vcl_pass引擎進行處理
vcl_backend_fetch：當發現緩存未命中或由vcl_pass傳遞過來的某些不能查詢緩存的請求， 交由vcl_backend_fetch引擎處理，vcl_backend_fetch引擎會向後端真實web服務器發送請 求報文，請求對應的資源
vcl_backend_response：當後端發送響應報文到varnish後，會由vcl_backend_resonse引 擎進行處理，如：判斷響應的內容是否可緩存，如果能緩存，則緩存下來後，交給vcl_deliver 引擎，如果不能緩存，則直接交給vcl_deliver引擎，vcl_deliver引擎構建響應報文給客戶端
varnish4.0版本的兩個特殊的引擎
vcl_init：在處理任何請求之前要執行的vcl的代碼，主要用於初始化VMOD，可 用在後端主機有多臺時，藉助此引擎完成多臺主機的負載均衡效果
vcl_fini：所有的請求都已經結束，在vcl配置被丟棄時調用;主要用於清理VMOD
2、VCL處理流程圖
通過上面對VCL的介紹，讀者對各個函數實現的功能已經有了一個瞭解，其實每個函數之間都是相互關聯的，下圖列出了varnish處理HTTP請求的一個運行流程圖。
處理過程大致分爲如下幾個步驟：
（1）Receive狀態，也就是請求處理的入口狀態，根據VCL規則判斷該請求應該是Pass或Pipe，或者進入Lookup（本地查詢）。
（2）Lookup狀態，進入此狀態後，會在hash表中查找數據，若找到，則進入Hit狀態，否則進入miss狀態。
（3）Pass狀態，在此狀態下，會進入後端請求，即進入fetch狀態。
（4）Fetch狀態，在Fetch狀態下，對請求進行後端的獲取，發送請求，獲得數據，並進行本地的存儲。
（5）Deliver狀態， 將獲取到的數據發送給客戶端，然後完成本次請求。
3、內置公用變量
VCL內置的公用變量可以用在不同的VCL函數中，根據這些公用變量使用的不同階段，下面依次介紹。
當請求到達後，可以使用的公用變量如表1所示：
表1
公用變量名稱 含義
req.backend 指定對應的後端主機
server.ip 表示服務器端IP
client.ip 表示客戶端IP
req.request 指定請求的類型，例如GET、HEAD、POST等
req.url 指定請求的地址
req.proto 表示客戶端發起請求的HTTP協議版本
req.http.header 表示對應請求中的http頭部信息
req. restarts 表示請求重啓的次數，默認最大值爲4
Varnish 在向後端主機請求時，可以使用的公用變量如表2所示：
表2
公用變量名稱 含義
beresp.request 指定請求的類型，例如GET、HEAD等
beresp.url 指定請求的地址
beresp .proto 表示客戶端發起請求的HTTP協議版本
beresp .http.header 表示對應請求中的http頭部信息
beresp .ttl 表示緩存的生存週期，也就是cache保留多長時間，單位是秒
從cache或者後端主機獲取內容後，可以使用的公用變量如表3所示：
表3
公用變量名稱 含義
obj.status 表示返回內容的請求狀態代碼，例如200、302、504等
obj.cacheable 表示返回的內容是否可以緩存，也就是說，如果HTTP返回是200、203、300、301、302、404、410等，並且有非0的生存期，則可以緩存
obj.valid 表示是否是有效的HTTP應答
obj.response 表示返回內容的請求狀態信息
obj.proto 表示返回內容的HTTP協議版本
obj.ttl 表示返回內容的生存週期，也就是緩存時間，單位是秒
obj.lastuse 表示返回上一次請求到現在的間隔時間，單位是秒
對客戶端應答時，可以使用的公用變量如表4所示：
表4
公用變量名稱 含義
resp.status 表示返回給客戶端的HTTP狀態代碼
resp.proto 表示返回給客戶端的HTTP協議版本
resp.http.header 表示返回給客戶端的HTTP頭部信息
resp.response 表示返回給客戶端的HTTP狀態信息
在上面的講述中，我們只是介紹了常用的VCL內置公用變量，如果需要了解和使用更多的公用變量信息，請登錄varnish官方網站查閱。
六、Varnish 的 Storage 方式可分爲兩種：
（1）Malloc 通過 malloc 獲取內存；
（2）Mmap file 創建大文件，通過二分法分段映射成 1G 以內的大塊。
以 Mmap file 的緩存方式啓動 I/O 也會形成瓶頸，原因主要是 Varnish 緩存的數據先會刷到磁盤上，然後在一次性讀到內存中，這在訪問量大的時候同時也會對 I/O 造成很大的壓力。Malloc 緩存方式雖然對 I/O 沒有壓力，因所有緩存數據都寫到內存中。
七、配置一個簡單的Varnish實例
由於版本的不同，Varnish配置文件的寫法也存在一定差異，這裏講述的版本是基於centos 7.3版本的varnish4.0，但是該配置文件一定要以非註釋行vcl 4.0開始，否則服務將不能識別。
Varnish安裝完成後，默認的配置文件爲/usr/local/varnish/etc/varnish/default.vcl，配置完成的default.vcl文件如下：
vcl 4.0;
##############啓用負載均衡模塊###############
import directors;
##############配置健康狀態探測##############
probe backend_healthcheck {
.url = "/index.html";
.window = 5; #窗口
.threshold = 2; #門檻
.interval = 3s;
.timeout = 1s;
}
#############添加後端主機################
backend web1 {
.host = "172.17.254.17";
.port = "80";
.probe = backend_healthcheck;
}
backend img1 {
.host = "172.17.254.107";
.port = "80";
.probe = backend_healthcheck;
}
#############定義負載均衡及算法###############
sub vcl_init {
new web_cluster = directors.random();
web_cluster.add_backend(web1,10);
new img_cluster = directors.round_robin();
img_cluster.add_backend(img1);
}
################定義Purge-ACL控制#######################
acl purgers { # 定義可訪問來源IP
"127.0.0.1";
"172.17.0.0"/16;
}
################定義vcl_recv函數段######################
sub vcl_recv {
if (req.method == "GET" && req.http.cookie) {
return(hash);
}
#####如果請求不是GET或者HEAD，不緩存######
if(req.method!="GET"&&req.method!="HEAD"){
return(pass);
}
#####不正常的請求不緩存#####
if (req.method != "GET" &&
req.method != "HEAD" &&
req.method != "PUT" &&
req.method != "POST" &&
req.method != "TRACE" &&
req.method != "OPTIONS" &&
req.method != "PURGE" &&
req.method != "DELETE") {
return (pipe);
}
if (req.url ~ "index.php") {
return(pass);
}
if (req.method == "PURGE") { # PURGE請求的處理
if (client.ip ~ purgers) {
# return(synth(405,"Method not allowed"));
return(purge);
}
}
##爲發往後端主機的請求添加X-Forward-For首部##
if (req.http.X-Forward-For) {
set req.http.X-Forward-For = req.http.X-Forward-For + "," + client.ip;
} else {
set req.http.X-Forward-For = client.ip;
}
#####實現動靜分離#####
set req.http.X-Forward-For=client.ip;
if(req.url~"(?i)\.(jpeg|jpg|png|jif)($|\?)"){
set req.backend_hint=img_cluster.backend();
}
####################定義vcl_hash函數段#################
if (req.http.host ~ "(?i)^(www.)?aaa.com$") { # 根據不同的訪問域名，分發至不同的後端主機組
set req.backend_hint = web_cluster.backend();
} elsif (req.http.host ~ "(?i)^images.aaa.com$") {
set req.backend_hint = img_cluster.backend();
}
return(hash);
}
sub vcl_hash {
hash_data(req.url);
}
##############設置資源緩存時長#################
sub vcl_backend_response { # 自定義緩存文件的緩存時長，即TTL值
if (bereq.url ~ "\.(jpg|jpeg|gif|png)$") {
set beresp.ttl = 10s;
}
if (bereq.url ~ "\.(html|css|js)$") {
set beresp.ttl = 1200s;
}
# if (beresp.http.Set-Cookie) { # 定義帶Set-Cookie首部的後端響應不緩存，直接返回給客戶端
set beresp.grace = 30m;
return(deliver);
# }
}
sub vcl_deliver {
if (obj.hits > 0) { # 爲響應添加X-Cache首部，顯示緩存是否命中
set resp.http.X-Cache = "HIT from " + server.ip;
} else {
set resp.http.X-Cache = "MISS";
}
unset resp.http.X-Powered-By;
unset resp.http.Via;
}在經過以上的配置之後會出現一下測試界面：
以上只是個人見解，有什麼錯誤還望各位大神前來指教哦